Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS aus Dresden haben im Projekt „SimPerm“ eine innovative Messtechnologie zur zuverlässigen Bestimmung der Permeationsrate von Folien entwickelt.
Diese ermöglicht es nun erstmals, gleichzeitig die Permeationsrate des Wasserdampfs als auch die des Sauerstoffs zu bestimmen. Produzenten, Anwender und Entwickler von Barrierefolien können damit präziser, realitätsnäher und günstiger als bisher die Gasdurchlässigkeit von Schutzfolien für Organische Leuchtdioden (OLED), organische Solarzellen aber auch für Tabletten oder Lebensmittel und andere luftempfindliche Güter ermitteln. Der Projektpartner Sempa Systems GmbH will auf dieser Basis bald eine neue Geräteklasse etablieren, die universell verschiedene Barriere-Eigenschaften von Folien messen kann.
Mittels infrarotem Laserstrahl und Fluoreszenz-Quenching lassen sich Barrierefolien gleichzeitig auf ihre Wasserdampf- bzw. Sauerstoffdurchlässigkeit untersuchen. Die Messtechnik findet Anwendung in der OLED-Technik, der Medizintechnik und der Lebensmittelindustrie (Foto: © Amac Garbe/Fraunhofer IWS)
Um die Messungen der Wasserdampf-Permeationsrate (WVTR) und der Sauerstoff-Permeationsrate (OTR) gleichzeitig in nur einem Gerät zu ermöglichen, kombinieren die Forschenden die Laserdiodenspektroskopie für die Wasserdampfmessung mit dem Fluoreszenz-Quenching für die Sauerstoffmessung in einer Messzelle. Um auch eine für Ultrabarrierefolien hinreichend kleine Nachweisgrenze der Konzentrationsmessung beider Permeaten zu erreichen, steuern statt eines kontinuierlichen Stickstoffflusses nun Stickstoffpulse zielgenau die Konzentrationen der Wasserdampf- und Sauerstoff-Moleküle, die durch die zu untersuchende Sperrschicht dringen.
