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

Permeation_______________________________________________________________Seite 43 2.3
Durchlässigkeit metallisierter Polymerverbunde entwickeln. Für Laminate, die einen zur
Metallisierung symmetrischen Aufbau besitzen, fanden die Autoren den
Zusammenhang:
j
⎛
----- = 1 exp⎜
– 0,
672 ⋅
x ⎝
⎛ d -- ⎠
⎞ ⎝
x2
–
1
⎞
+ ----- ⎟
⎠
(2-54)
–
wobei j bzw. die Stoffstromdichte durch den unbedampften Verbund bzw. durch den
durch die quadratische Defektgröße definierten Block des Verbunds darstellen (vgl.
Modell von Czeremuszkin). x gibt die Defektseitenlänge des quadratischen Defekts, d
die Polymerfoliendicke und L den Abstand der Defekte untereinander an.
j1d
L2
j1d
Im Fall von bedampften Monofolien oder für Laminate, deren Pi/di Permeationsraten der
einzelnen unbedampften Schichten sich um mehr als Faktor zehn unterschieden, das
heißt, wenn
----------- < 0,
1 bzw.
----------- > 10
P2d1
gilt, fanden Müller und Weisser einen leicht abgewandelten Zusammenhang:
j
⎛
– exp⎜
⎝
⎛ – , ⋅
⎠
⎞ ⎝
1 x2
P2d1
P1d2
P1d2
----- 1 0 432 x d --
=
⎞
+ ----- ⎟
⎠
(2-55)
–
L2
wobei j, j1d
,L Größen entsprechend Gleichung (2-54) darstellen.
,x,d
Die Defekthäufigkeiten und -größen bestimmten die Autoren mit Hilfe konventioneller
Lichtmikroskopie. Dabei konnten sie aufgrund der opaken Aluminiumschicht die
Defekte als helle Punkte bei Durchlichtbetrieb des Mikroskops erkennen und vermessen.
Für den metallisierten PETmet/LDPE Verbund fanden sie eine deutliche Abweichung
von cirka 86% zwischen den experimentell gemessenen und theoretisch berechneten
Permeationsraten. Sie führten dies darauf zurück, dass im Fall des
j1d
metallisierten
Polyethylenterephthalat mehr als 85% der Defekte kleiner als 1 µm waren und die
lichtmikroskopische Auswertung aufgrund von Lichtbeugung an den Defekträndern
schwierig ist. Für die orientierten metallisierten Polypropylen Verbunde (oPPmet/oPP;
20 µm / 40 µm) und (oPPmet/oPP; 30 µm / 30 µm) ergab sich dagegen eine deutlich
bessere Übereinstimmung zwischen Experiment und Theorie. Die Fehler betrugen hier
14% bzw. 24%. Die Autoren folgerten daher, dass bei genauer Lichtmikroskopanalyse
eine quantitative Verhersage der Permeation von nicht kondensierbaren Gasen durch
Laminate möglich sei. Des Weiteren werde durch die vorgestellte numerische
Simulationsmethode die Entwicklung und Optimierung von Mehrschicht-Laminaten
vereinfacht.
Zusammenfassend finden sich in der Literatur einige Modelle, die für die Vorhersage
von Permeationseigenschaften durch beschichtete Polymerfolien entwickelt wurden. In