Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...

Damit lassen sich folgende Erkenntnisse festhalten:
119 Simulationsergebnisse_______________________________Seite und Gittermodelle Erstellte 6.2
1.) Dünne hochdurchlässige Schichten zwischen der Metallisierung und der eigentlichen
Polymerfolie, wie etwa überbehandelte, degradierte Polymeroberflächen oder
hochpermeable Lackschichten müssen bei Hochbarriereanwendungen unbedingt
vermieden werden, da in diesem Fall die Zwischenschicht über die gesamte Fläche
eine hohe Konzentration an permeierenden Molekülen aufweist und so die Metallisierung
keine Barrierewirkung mehr erzeugen kann. Der Verbund verhält sich dann
wie die unbedampfte Substratfolie.
2.) Eine dünne niedrigpermeable Schicht zwischen der Metallisierung und der Substratfolie,
wie etwa eine Acrylatlackschicht im Fall von Sauerstoffpermeation, reicht
aus, um die Gesamtpermeation des Verbunds drastisch zu reduzieren. Hier dominiert
die dünne Zwischenschicht das Gesamtsystem. In dieser treten dann wiederum die
gleichen Effekte wie bei metallisierten Monofolien auf. Die dicke, eigentliche Substratfolie
spielt hingegen kaum mehr eine Rolle.
Einfluss von Rissen auf die Durchlässigkeit
Da bei der Dehnung der Folien häufig Rissbildung in der Metallisierung zu beobachten
war, wurde simuliert, wie die Durchlässigkeit von der Defektform abhängt. Wie bereits
in der Grundlagen zur Modellierung erwähnt, wurde für diesen Fall im
Computerprogramm die Möglichkeit implementiert, Defekte unterschiedlicher
Aspektverhältnisse zu berechnen. In der folgenden Abbildung 6-12 sind die
entsprechenden Simulationsdaten sowie zwei Abbildungsmöglichkeiten des simulierten
Risses in Form von Einzeldefekten dargestellt.
Deutlich zu sehen ist der nichtlineare Zusammenhang zwischen dem Aspektverhältnis
und der Durchlässigkeit der simulierten Werte (einzelne Quadrate). Ausgehend vom
quadratischen 1 µm2 großen Defekt (Aspektverhältnis 1:1) steigt die Durchlässigkeit
stetig und immer stärker an. Interpretiert man den Riss als Aneinanderreihung
entsprechender quadratischer Einzeldefekte (Anzahl n), so ergibt sich die gestrichelte
Kurve (Karo-Markierung). Offensichtlich ist die deutliche, mit zunehmendem
Aspektverhältnis ansteigende Abweichung zur echten Riss-Simulation. Dass eine solche
Näherung nicht besonders gut greifen kann, wird dann einsichtig, wenn man die
Ergebnisse der Defektwechselwirkung berücksichtigt. So wurde gezeigt, dass für
geringe Defektabstände die Defektwechselwirkung die Durchlässigkeit pro Defekt
reduziert. Da durch die Darstellung des Risses als Reihe von Einzeldefekten aber jeweils
eine Kante des Defektes direkt an den nächsten Defekt anschließt, kann in dieser
Richtung keine Flussausbreitung erfolgen. Die reale Durchlässigkeit muss daher
geringer sein als durch die getroffene Näherung vorhergesagt.