Herstellungen und Anwendungen

• Weben

• Stickerei

• Fadenkonstruktion

• Leitfähige Materialien

Leitfähige Materialien könnten sein:

• Intrinsisch leitfähige Polymere

• Ionenleitfähige Polymere

• Elektrisch leitfähige Pasten

• Verbunde aus Metallfäden und Textilien

• Metallisierte Fäden

• Silber

• Gold

• Gold/Platin

• Platin

• Zink

• Wärmeerzeugung

• Kommunikation/Aktion

• Leuchteffekte

  
  

-> versucht biologische Lösungen aus der Natur für innovative, technische Lösungen zu nutzen

• Bionik aus Top-Down-Prozess

  1. Problem definieren

  2. in Natur nach Analogien suchen

  3. natürliche Lösung analysieren

  4. Lösung für Problem suchen

(Flugzeug, Lotuseffekt)

• Bionik aus Bottom-Up-Prozess (Abstraktionsbionik)

  1. biologische Grundlagenforschung

  2. Erkennung und Beschreibung des Grundprinzips

  3. Abstraktion des Prinzips

  4. mögliche technische Anwendung suchen

  5. Anwendung entwickeln

(Bienenstock, Ameisenhügel, Distel/Klette)

• Vakuumbeschichtungverfahren

  • Bedampfen

  • Sputtern (Ionenzerstäubung)

  • Ionenplattieren

  • Verdampfungseverfahren

• Sol-Gel-Verfahren

• Sol-Gel-Verfahren ist eine Beschichtung von Textilien mit anorganischen Oxiden (wird oft falsch als „keramische“ Beschichtung bezeichnet)

• Matrixbildner (anorganische Oxide, z.B. SiO2- Nanopartikel)

• Metalloxid-Nanosole entstehen zunächst durch Hydrolyse in Wasser oder einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel )

• Aufbringen der Dispersion – Lösemittelverdampfung (Lyogel) – weitere Trocknung und Lösemittelentfernung (Xerogel)

Anwendung

z.B. Entspiegelung von Solarkollektoren, Antireflexschicht auf Gläsern

• permanente Leichtreinigungsschichten auf Glas, Keramik und Metallen

• Antihafteffekt durch fluorierte Endgruppen

• Gute Kratzbeständigkeit

• Guter Korrosionsschutz

• Hohe Temperaturbeständigkeit ( bis 400°C )

• Lebensmittelzulassung möglich

• wird genutzt um sehr dünne Schichten aufzubringen (Nano/Mikrobereich)

dafür gibt es 2 grundlegende Möglichekiten:

• CVD-Verfahren (chemical vapor deposition)

  -> Schicht wird durch chem. Dampfabscheidung aufgebracht

• PVD-Verfahren (physical vapor deposition)

  -> Plasma = "4 Aggregatzustände -> ionisiertes Gas

  -> durch Plasma werden dünne Schichten aufgetragen

• Bedampfen

  • Schichtmaterial wird aus heizbarer Quelle verdampft, Dampfatome schlagen nieder

  • hohe Beschichtungsrate

  • Kosten geringer als Sputtern

• Sputtern (Ionenzerstäubung)

  • Schichtmaterial durch Ionen zerstäubt

  • Atome/Moleküle lagern sich auf Substrat ab

  • sehr gute gem. Schicht

  • höhere Kosten, da geringere Beschichtungsrate

• Ionenplattieren

  • zerstäubte Atome mit elek. Feld beschleunigt

  • bessere Schichtqualität

• Verdampfungsverfahren

  • im Hochvakuum (<10^2 Pa)

  • Metalle, Halbleiter, Molekülkristalle als Beschichtungsmaterial

  • Material so starkt erhitzt, bis Plasma vorliegt

• Garne mit natürlicher Leitfähigkeit

  • Metallfasergarne

  • Carbonfasergarne

  • leitfähige Polymere

• Garne mit erzeugter Leitfähigkeit

  1. direkt während Herstellungsprozess

     • Dotierung mit leitfähigen Partikeln (z. B. Carbon-Nanotubes, Gold, Silber…)

     • gute thermisch, elektr., mechanische Eigenschaften

     • Einsatz im EMV-Bereich (z.B. Schutz vor Strahlung)

  2. Erzeugung der Leitfähigkeit in nachträgl. Verfahrensschritten

     • Mischen textiler Fasern mit Metallfasern

     • herstellung Zwirne aus synthetischen Filamentgarnen und Feinstdrähten (Ø<35 μm)

     • Umwindegarne

     • Beschichtete Garne (mit galvanischen Substanzen, Metallen, Metallersatz, Carbon, leitfähigen Polymeren)

       
       

• Vliesstoffe

  • Flächenheizung (Gemische PET/Ag, PET/Edelstahl)

• Gewebe

  • Für Schirmung komplette aus Edelstahl

  • Einarbeitung von CF in Kette/Schuss -> verhindert elektrostatische Aufladung

  • gewebte Heizsysteme

• Gestrick/Gewirke

  • meist Heizsysteme