Anti Finger Print-Beschichtungen - Aktuelle Anforderungen und Lösungen

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1 Anti Finger Print-Beschichtungen - Aktuelle Anforderungen und Lösungen Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung Dr. Thomas Oberbillig COTEC GmbH

2 Unternehmen Seit 1997 Unabhängig Globales Business Netzwerk Kundenorientierte Lösungen Eigene F & E Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2008 F & E Vertrieb Prozessberatung Produktion

3 All about Physical Vapour Deposition Aufdampfmaterialien Zubehör Metallisierung Oxide Fluoride Sulfide Selenide Telluride Top Coats Metalle Seltenerde Filamente Liner e-beam Schiffchen Schwingquarze APS-Zubehör Filamente Doppelhöcker, Spiralen, Langdraht Materialien Al, Cr, Ni, Sputtertargets

4 DURALON Hydrophob Oleophob Easy-to-clean Dauerhaft

5 Märkte Anforderungen eine Auswahl Glas Ophthalmik Feinoptik (Touch-)Display Alltag»Das Volumen des Festkörpers schuf Gott, ihre Oberfläche wurde vom Teufel gemacht.«(wolfgang Pauli) Substrat Metall/ Metalloxide Automobil Dekor Sanitär Anti finger print Lotusschicht Anti smudge Kunststoff Überall Lackieren (Lacke, Additive) Hydrophobierung Easy to clean

6 Herausforderungen Glas Ophthalmik Feinoptik (Touch-)Display Alltag»Das Volumen des Festkörpers schuf Gott, ihre Oberfläche wurde vom Teufel gemacht.«(wolfgang Pauli) Substrat Metall/ Metalloxide Automobil Dekor Sanitär Verringerung des Übertrages (Oleophobie) Reinigbarkeit (Benetzung allgemein) Haptik (Glattheit vs. Originalhaptik) Kunststoff Überall Lackieren (Lacke, Additive) Unsichtbar (Transparenz, Schichtdicke) Haltbarkeit (Abrieb, Beständigkeit) Aufbringung der Schicht (Prozess) Last but not least: Preis

7 Lösungsansätze Materialien Senkung der Oberflächenenergie strukturierte Oberflächen Wenzel Cassie-Baxter Organische Nanoschicht: Per- bzw. teilfluorierte Verbindungen Kontaktwinkel bis 120 Gute mechanische Stabilität Glatte Haptik Ultradünne Schichten (< 15 nm) Kombination/Übergang: Sol-Gel-Chemie Funktionalisierte Nanopartikel Plasmapolymerisierte Schichten Nächste Generation: Hohes wissenschaftliches Interesse Kontaktwinkel bis 170 Geringe mechanische Belastbarkeit Raue Flächen

8 Lösungsansätze Materialien Senkung der Oberflächenenergie strukturierte Oberflächen Wenzel Cassie-Baxter Organische Nanoschicht: Per- bzw. teilfluorierte Verbindungen Kontaktwinkel bis 120 Gute mechanische Stabilität Glatte Haptik Ultradünne Schichten (< 15 nm) Easy to clean Selbstreinigung Nächste Generation: Hohes wissenschaftliches Interesse Kontaktwinkel bis 170 Geringe mechanische Belastbarkeit Raue Flächen

9 Applikation Materialien Senkung der Oberflächenenergie strukturierte Oberflächen Wenzel Cassie-Baxter Simple Prozesse PVD-Anlagen Hydrophobic Coating System (HCS) Nasschemisch (Dip-, Spray-, Spin-Coating) Häufig komplexe Prozesse Oft mehrstufig Separate Strukturierung (Plasma, Laser, Lithographie) Mehrschichtsysteme Kombinationen aus anorganischen und organischen Schichten

10 Mechanische Stabilität Materialien Senkung der Oberflächenenergie strukturierte Oberflächen Wenzel Cassie-Baxter Abriebtest Baumwolle, Stahlwolle Trocken oder feucht Bis zu 2.5 kg auf cm 2 Einfluss von Tropfen Sandrieseltest

11 Konzept des DURALON Funktionelle Gruppen: Kontaktwinkel, Oberflächenenergie, Performance Perfluorierte Funktionen Hohe Kontaktwinkel (~118 (Wasser), ~70 (n-hexadecan)) Niedrige Oberflächenenergie (<20 mn/m) Produktreihe DURALON Polymeres Rückgrat: Ausrichtung, Flexibilität Haptik, Oberflächenenergie DURALON-Polymer Fluoriertes Polymer Keine C8-Quelle (PFOA, PFOS) Ankergruppen: Haft-/Abriebfestigkeit, Beständigkeit

12 Performance Antireflex-beschichtete Linse DURALON Benetzung 50x 50x Glattheit/Abriebfestigkeit

13 Applikation Integration in klassische PVD-Anlagen + Kompletter Prozess in einer Kammer + Nutzung bereits vorhandener Anlagen + Wenig Substrathandling - Kontamination der Kammer (kurze Reinigungsintervalle) - Einseitige Beschichtung - Ionen-/Plasmaquelle nötig

14 HCS (Hydrophobic Coating System) Beschichtungsprozess Substrate in anwendungsspezifischen Halterungen Thermischer Verdampfer Process Control System Homogene Ausbreitung des polymeren Beschichtungsmaterials PCS Vakuumkammer

15 HCS (Hydrophobic Coating System) Beschichtungsprozess Kurze Prozesszeit (15 min) Volumenbasierter Prozess Präzise, allseitige Beschichtung Automatischer Prozess Leichte Bedienung Hoher Durchsatz Geringe Wartung Geringe Investition Sofort einsatzbereit Substrate in anwendungsspezifischen Halterungen Thermischer Verdampfer Process Control System PCS Vakuumkammer Homogene Ausbreitung des polymeren Beschichtungsmaterials

16 Zusammenfassung Charakteristika der DURALON-Schicht Abriebfest (Wischtest mit Last) Beständigkeit gegen Öl, Fett und Schweiß Beständigkeit gegen gängige Reinigungsmittel Hohe Kontaktwinkel (>110 gg. Wasser) Niedrige Oberflächenenergie Kein Einfluss auf optische Eigenschaften (Schichtdicke 8 10 nm) Keine Beeinträchtigung der Produktoberfläche Oil H 2 O

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung