Funktionale Folien mit Sol-Gel-Lacken als Imprintmaterialien

Vereinfachte Darstellung des Prägeprozesses am Beispiel von Kleinabformungen.
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Wissenschaftler von Innovent arbeiten im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojektes mit der temicon GmbH aus Dortmund an der Entwicklung einer Technologie zur kontinuierlichen Replikation von Mikro- und Nanostrukturen insbesondere in Sol-Gel-modifizierte UV-härtbare Imprintmaterialien. Funktionale mikro- und nanostrukturierte Oberflächen ermöglichen neue Produkte in Bereichen der Lichttechnik, Photonik und Bionik mit einzigartigen Eigenschaften. Anwendung finden diese beispielsweise zur Entspieglung von Displays oder der Verringerung des Strömungswiderstands für Anwendungen im Bereich der Luftfahrttechnik. Der Fertigungsprozess bis zum strukturierten Produkt durchläuft dabei die Technologiebereiche Design & Simulation, Mastering, Replikation und Fertigung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Im Labormaßstab ist zudem eine Abformung auf Folienstücken beziehungsweise Plattenmaterialien möglich. Als Masterfilme kommen je nach Anwendungsfall entweder strukturierte Folien oder Nickel-Werkzeuge zum Einsatz. Mithilfe der nach dem Stand der Technik bei temicon im Nanoimprint-Verfahren eingesetzten modifizierten UV-härtenden Lacke kann bereits eine breite Produktpalette angeboten werden.

Struktur mit dem gewissen Extra

Ziel des Forschungsprojektes war es, durch den Einsatz spezieller Materialklassen die Anwendungsgebiete der strukturierten Produkte weiter auszubauen. Zur Erfüllung der technischen und produktbezogenen Anforderungen standen als Imprintmaterialien insbesondere mittelviskose, lichthärtende Sol-Gele und Sol-Gel-Lacke (Hybride) im Fokus. Durch Einbringung anorganischer Komponenten in die bisher nach dem Stand der Technik vorrangig eingesetzten Schichten mit organischer Natur sollten eigene, charakteristische Eigenschaften erzeugt und infolgedessen die Produktqualität positiv beeinflusst werden. Insbesondere Härte, Kratzbeständigkeit und Transmissionsverhalten standen im Mittelpunkt der Untersuchungen.

Die im Rahmen des Projektes entwickelten Imprintmaterialien zeichnen sich durch eine sehr gute Ausfüllung der Strukturen sowie ein gutes Trennverhalten von den zur Abformung eingesetzten Masterfilmen, vernachlässigbar geringen Abrissen / Defekten sowie eine gute Haftung zum jeweiligen Substrat aus. Die Replikation erfolgte dabei je nach Anwendungsfall auf Kunststofffolien oder Gläsern. Neben flachen Strukturen mit geringen Aspektverhältnissen (Verhältnis aus Tiefe bzw. Höhe einer Struktur zu ihrer seitlichen Ausdehnung) konnten selbst anspruchsvolle Strukturen mit hohen Aspektverhältnissen erfolgreich repliziert werden. Infolge einer Optimierung der eingesetzten Masterfilme sowie der Imprint-Prozessparameter wurden qualitativ hochwertige mottenaugenstrukturierte Produkte im Rolle-zu-Rolle-Prozess hergestellt. Diese zeichnen sich besonders durch ihre hervorragenden Antireflexeigenschaften aus.

Autor(en): Wi

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