Beschichtungstechnologien

Einige wichtige Eigenschaften von Materialien hängen nur von der Chemie und der Topographie ihrer Oberfläche ab. Dazu gehören unter anderem Benetzbarkeit, Haftfähigkeit, Biokompatibilität, Adhäsionseigenschaften oder tribologische Eigenschaften. Andere wichtige Materialeigenschaften wie mechanische Eigenschaften oder Verarbeitbarkeit werden durch das verwendete Material bestimmt. Durch geeignete Oberflächenmodifikationen ist es möglich, Materialien mit einem neuen Eigenschaftsprofil zu erhalten und so neue Anwendungen zu ermöglichen.

Wir statten Oberflächen von Kunststoffen, Keramiken oder Metallen mit neuen Eigenschaften aus, indem wir dünne Schichten auftragen oder definierte Funktionen auf ihren Oberflächen erzeugen. Dazu nutzen wir Gasphasenprozesse (CVD, PVD, PECVD), nasschemische Verfahren und kombinierte Verfahren.

Entsprechend der Oberflächenchemie eines Materials werden vorhandene funktionelle Gruppen verwendet und beispielsweise Biomoleküle wie Proteine, DNA oder Polysaccharide kovalent angebunden. Je nach Bedarf werden die Biomoleküle zunächst chemisch derivatisiert. So werden beispielsweise Oberflächen von Acrylatimplantaten gezielt mit Thiol-modifiziertem Heparin beschichtet, um die Besiedlung mit Endothelzellen zu ermöglichen.

Materialien, die keine funktionellen Gruppen als Angriffspunkt bereitstellen, aktivieren wir über diverse Gasphasenverfahren und bringen auf diese Weise gezielt funktionelle Gruppen ein. Mittels Gasphasenverfahren können dünne Schichten (Monolagen bis mehrere hundert Nanometer dick) auf Oberflächen abgeschieden werden, ohne die Volumeneigenschaften des Grundmaterials zu verändern.

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Oberflächen wie die Oberflächenspannung, die Rauheit, das dynamische Benetzungsverhalten oder die Adhäsionseigenschaft gegenüber Proteinen oder Zellen lassen sich durch Veränderung der Prozessparameter einstellen. So lassen sich gezielt Amino- oder Carboxylfunktionen auf Oberflächen generieren, die einerseits direkt die Wechselwirkung mit Zellen beeinflussen oder zur nasschemischen Funktionalisierung mit Biomolekülen genutzt werden.

Durch Plasmaverfahren werden zudem dünne quellfähige Release-Schichten erzeugt, welche Wirkstoffe (z. B. Antibiotika auf Implantaten) freisetzen können.

Ein Schwerpunkt unserer Beschichtungsverfahren aus der Gasphase stellt die Plasmatechnik dar.  

Die Plasmatechnik heute eines der wichtigsten Werkzeuge zur Herstellung hochwertiger dünner Schichten. Die zum Einsatz kommenden Plasmen sind so genannte Niedertemperatur-Plasmen im Gasdruckbereich vom Feinvakuum bis hin zu Subatmosphärendruck. 

Vielseitige Plasmatechnik

Mit diesen Techniken können wir Oberflächen abtragen (z. B. reinigen) oder auch chemische Funktionen aufbringen (Funktionalisierung). Es können auch dünne Schichten aufpolymerisiert werden (z. B. Kratzschutzschichten). Die individuelle Einstellung von Gaszusammensetzung, Energieeintrag und weiteren Prozessparametern ermöglicht ein breites Spektrum chemischer, physikalischer und biologischer Oberflächenmodifikationen

Aufgrund ihrer Wirkung haben wir auch effektive Prozesse für die Plasmabehandlung von Wasser mit Mikroschadstoffen sowie für die Reinigung und Entkeimung von Oberflächen und sogar für die Erhaltung von Kulturgütern entwickelt. 

Für die Rolle-zu-Rolle-Beschichtung von Folien und Textilien setzen wir am Fraunhofer IGB Plasmaprozesse, nasschemische und kombinierte Verfahren ein. Mit unserer Anlage V340-GKM von PINK GmbH Thermosysteme beispielsweise führen wir im Kundenauftrag Musterbeschichtungen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren mit bis zu 430 mm äußerer Breite durch. Zudem kann die Beschichtung von Folien im Rolle-zu-Rolle-Verfahren mit zusätzlicher Strukturierung über Heißprägeverfahren erfolgen.

Schwerpunkte

• Barriereschichten (Sauerstoff-, Wasserdampf-, Ölbarriere)
• Schutzschichten (hydro-/oleophob, Anti-Fog, Anti-Schmutz, Korrosionsschutz, Kratzschutz)
• Selbstklebende Anti-Eis-Folie