Industrielle Umsetzung von TiO2-Beschichtungen aus löslichen Vorstufenpulvern

27.08.2008

Die Situation
Am Fraunhofer ISC war ein Sol-Gel-Verfahren zur Herstellung von TiO2-Schichten entwickelt worden, durch das sich Einfachschichtdicken bis zu 300 nm herstellen lassen. Das Material zeigt sehr gute Haftung auf allen untersuchten Substraten (Glas, Metalle, Si), die Schichten sind von exzellenter optischer Qualität. Ausgangsmaterial sind unbegrenzt lagerfähige Vorstufenpulver, aus denen man durch einfaches Auflösen langzeitstabile Beschichtungslösungen erhält.

Unsere Auftraggeberin, die Prinz Optics GmbH aus Stromberg, sieht in diesem Verfahren Vorteile für ihre Produktion optischer Interferenzfilter.

Die Aufgabe
Der im Labormaßstab entwickelte Prozess sollte aufskaliert und unter produktionsnahen Bedingungen getestet werden. Damit sollte der Kunde entscheiden können, ob die Übernahme des Verfahrens aus technischer und wirtschaftlicher Sicht von Vorteil ist.

Vom Labor in die Produktion
In einem ersten Schritt wurde die Tauchlösung so verändert, dass die Verfahrensparameter Ziehgeschwindigkeit und Temperaturführung optimal an den bereits beim Kunden etablierten Produktionsprozess angepasst waren.

Um sicherzustellen, dass die Beschichtungslösungen auch unter Produktionsbedingungen die gleiche Langzeitstabilität wie im Labor aufweisen, wurden über Monate beim Kunden und am Fraunhofer ISC parallele Versuchsreihen durchgeführt.

Die Synthese des löslichen Vorstufenpulvers wurde in Zusammenarbeit mit der T_O_P Oberflächen GmbH (Würzburg) auf den notwendigen Maßstab von ca. 50 kg pro Ansatz aufskaliert.

Vorteile für den Kunden
Die beschriebenen Arbeiten fanden in enger Zusammenarbeit zwischen Mitarbeitern der Prinz Optics GmbH und des Fraunhofer ISC statt. Der Kunde hatte jederzeit Einblick in den aktuellen Entwicklungsstand, konnte die Optimierungsphasen direkt nachvollziehen und somit Vorteile, Kosten und Risiken der Produktionseinführung abschätzen.

Durch verbesserte optische Qualität der Produkte sowie die Einsparung von Verfahrensschritten entsteht dem Kunden ein wirtschaftlicher Vorteil.

Die Ausgangsmaterialien stehen über die T_O_P Oberflächen GmbH schnell und in konstanter Qualität zur Verfügung.

Mitarbeiter des Fraunhofer ISC begleiten die Produktion beim Kunden beratend und können bei Bedarf zusätzliche Entwicklungsarbeiten durchführen.

Ansprechpartner
Dr. Peer Löbmann
Tel. +49 (0)931 4100-404
Fax: +49 (0)931 4100-559
E-Mail: peer.loebmann@isc.fraunhofer.de

Partner
Prinz Optics GmbH
Dipl.-Phys. Peter Röhlen
Simmerner Straße 7
55442 Stromberg
Tel. +49 (0)5542 607180