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

Muster liegen die absoluten Permeationswerte um Größenordnungen über den Werten,
die sich für eine perfekte geschlossene Aluminiumschicht ergeben würden. Es sind
daher auch hier Defekte als Ursache für die hohe Durchlässigkeit zu vermuten. Die
entsprechenden Untersuchungen und der Nachweis, dass es sich wirklich um solche
Einflussfaktoren handelt, werden in den nachfolgenden Abschnitten dargestellt.
Ergebnisse Experimentelle 68____________________________________________________5 Seite
Das leicht unterschiedliche Verhalten der Labor- bzw. Technikummuster auf PET-Folie
(Abb. 5-1) deutet an, dass sich Labor- und Industriemuster nur bedingt vergleichen
lassen. Das beobachtete unterschiedliche Verhalten ist vermutlich auf die
unterschiedlichen Prozessbedingungen zurückzuführen. Während in der Labor- bzw.
Technikumanlage lediglich mit Bahngeschwindigkeiten von maximal 7 m/min und
Aufdampfraten von bis zu zehn Nanometern pro Sekunde bedampft werden konnte,
werden im industriellen Maßstab Raten von einigen tausend Nanometern pro Sekunde
und Bahngeschwindigkeiten von bis zu 14 m/s erreicht. Da industriell aufgrund der
größeren Folienlängen zusätzlich eine wesentlich längere Prozessdauer auftritt, können
zeitabhängige Effekte einen deutlicheren Einfluss auf die Bedampfung haben.
Beispielsweise kann es im Verlauf des Prozesses aufgrund der Strahlungsheizung der
Kammerwände durch die Verdampfer zu einer stetigen Reduzierung des
Wasserdampfdrucks in der Bedampfungsanlage kommen. Dadurch ist, wie zuvor
beschrieben, die Möglichkeit zur Bildung von permeablen Hydroxidschichtanteilen
verringert. Zusätzlich sinkt der Gasdruck in der Kammer während der Bedampfung
langsam ab. Nach dem Modell von Thornton verändert sich damit auch die Struktur der
aufgedampften Schicht hin zu kompakteren Schichten.
Da die hier vorgestellte Arbeit Aussagen über industrielle Prozesse und Einflussgrößen
ermöglichen soll, müssen somit die Untersuchungen auch an solchen Mustern
durchgeführt werden. Labormuster können zu Vergleichszwecken herangezogen
werden, jedoch nicht zur Ableitung von Eigenschaften industrieller Proben.
5.2 Einfluss mechanischer Verformung auf das Permeationsverhalten
metallisierter Folien
Die Flexibilität der aufgedampften Schicht hängt sowohl vom aufgedampften Material
als auch von der Dicke ab. So sind dicke, oxidische Aufdampfschichten, wie SiOx oder
AlOx, deutlich spröder und brechen bei Beanspruchung früher als das metallische und
duktile Aluminium. Ist die Oxidschicht jedoch ausreichend dünn, so weist sie eine
ausreichend hohe Flexibilität auf. In Hinblick auf Kosteneinsparung beim
Folienveredler ist daher die Kenntnis der minimal notwendigen Aufdampfschichtdicke
für eine hohe Flexibilität und gleichzeitig niedriger Permeationsrate wichtig. Anhand
Abb. 5-1 kann die minimale Aufdampfdicke für gute Barrierewerte zu etwa 30 nm (OD
circa 1,5) bei aluminiumbedampften PET-Folien bestimmt werden. Für die
BoPP-Muster konnte diese Bestimmung nicht durchgeführt werden, da nur Muster
vorhanden waren, deren Aufdampfschichtdicke über dem Minimalwert lagen.