Rolf Rank

Optimierung von Hochfrequenzplasmen zur effektiven Vorbehandlung von Kunststoff-Folie in Bandbedampfungsanlagen

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http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200300466

Kurzfassung in Deutsch

Die Arbeit befasst sich mit der Optimierung einer kapazitiv gekoppelten Hochfrequenzentladung zur
Vorbehandlung von Kunststoff-Folien für Vakuum-Beschichtungsverfahren sowie zur Auswirkung der
Vorbehandlung auf die applikativen Eigenschaften Al-beschichteter Polypropylen-Folie.

Die Ausführung der Entladung in einer Hohlelektroden-Geometrie erlaubt die Vorbehandlung bei
hohen Bandgeschwindigkeiten (>3 m/s) (wie sie für industrielle Bedampfungsprozesse üblich ist)
aufgrund des unmittelbaren Kontaktes von Substratoberfläche und Plasma. Darüber hinaus erfolgt
durch die kapazitive Kopplung der Entladung ein zusätzlicher Ionenbeschuss des Substrates. Die
dabei inhärent hohen Ionenenergien (>1 keV) führen zu einer starken Schädigung des Substrates
wie anhand von TRIM-Rechnungen gezeigt wird.

Mit Hilfe von Plasma-Simulationsrechnungen werden Wege zur Reduzierung der Ionenenergie gezeigt.
Insbesondere wird der Einfluss von Magnetfeldern auf Ionenenergieverteilung und
Ladungsträgerdichte in HF-Entladungen untersucht. Aufbauend auf den Ergebnissen von
Plasma-Simulationsrechnungen wurde eine Plasmaquelle basierend auf einer magnetisch
verstärkten HF-Entladung für Substratbreiten von 400 mm entwickelt und in einer Pilotanlage für
die industrielle Folienbeschichtung eingebaut.

Mit Hilfe dieser Plasmaquelle wurde die in-line Vorbehandlung von Polypropylen-Folie für die
Bedampfung mit Aluminium bei Bandgeschwindigkeiten von bis zu 6 m/s durchgeführt. In Abhängigkeit
von der Vorbehandlungsdosis ist eine deutliche Verringerung der Permeationrate (Wasserdampf und
Sauerstoff) sowie eine Zunahme der Schichthaftung zu beobachten. TEM-Untersuchungen zeigen
unterschiedliches Kristallitwachstum, je nachdem ob die Al-Schicht auf einer vorbehandelten oder
unvorbehandelten Oberfläche aufgewachsen ist. Das zitierte Modell zum veränderten
Nukleationsverhalten der Al-Schicht liefert eine plausible Erklärung sowohl zur Veränderung der
Permeationseigenschaften als auch zur beobachteten Reduktion des Schichtwiderstandes.

weitere Metadaten

übersetzter Titel
(Englisch)
Optimization of High-Frequency Discharges for Effective Pretreatment of Plastic Webs for Roll-to-Roll Coating
Schlagwörter
Permeationsbarriere
Schlagwörter
Plasma-Simulation
Schlagwörter
XPDP1
SWD SchlagworteGaspermeation
SWD SchlagworteHochfrequenzplasma
SWD SchlagworteKunststoffbeschichtung
SWD SchlagwortePlasmadiagnostik
SWD SchlagwortePlasmadynamik
DDC Klassifikation530
Institution(en) 
HochschuleTU Chemnitz
FakultätFakultät für Naturwissenschaften
GutachterProf. Dr. Frank Richter
Prof. i. R. Dr. Christian Edelmann
Prof. Dr. Günter Bräuer
DokumententypDissertation
SpracheDeutsch
Tag d. Einreichung (bei der Fakultät)08.11.2002
Tag d. Verteidigung / Kolloquiums / Prüfung30.04.2003
Veröffentlichungsdatum (online)22.05.2003
persistente URNurn:nbn:de:swb:ch1-200300466

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