Ziel der Entwicklung
Das Projekt ist darauf ausgerichtet, ortsselektiv funktionalisierte Oberflächen zu schaffen, die ein rückstandsfreies Ablaufen von Flüssigkeiten ermöglichen. Die Funktionalisierung soll mit einer einfachen, sehr kostengünstigen Methode ohne Einsatz einer Beschichtung und ohne Modifizierung oder Additivierung des Ausgangspolymers erreicht werden und soll physiologisch unbedenklich sein.
Speziell auf dem Gebiet medizinischer Pack- und Hilfsmittel, wie etwa Behälter, Gefäße, Flaschen, Ampullen, Pipetten, Titerplatten, Vials und Dosierbechern ist es wünschenswert, wenn die hantierten Stoffe möglichst vollständig entleert werden können.
Vorteile und Lösungen
Es wurde eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, superhydrophobe Oberflächen direkt im Spritzgießprozess mittels oberflächenmodifizierter Werkzeuge zu erzeugen.
Es wurden Lösungsansätze aufgezeigt, durch Lasermikrobohren und Laserstrukturierung inverse flüssigkeitsabweisende Oberflächen auf Werkzeugen herzustellen.
Die Versuche zeigen, dass mittels Laserverfahren Werkzeugstrukturierungen mit hoher Qualität möglich sind, die das Abformen superhydrophober Kunststoffoberflächen ermöglichen.
Die Laserbehandlung der Werkzeuge bietet die Möglichkeit, die Strukturierung soweit anzupassen, dass das vollständige Ausformen der Oberflächentopographie möglich wird und das Entformen des Werkstückes unter dauerhaft stabilen Bedingungen erfolgen kann.
Durch die hohe Variabilität der herstellbaren Strukturformen besteht die Möglichkeit auch andere Funktionalitäten kostengünstig zu realisieren.
Durch die Formgebung im Spritzgießverfahren wurden sowohl auf planen als auch auf zylindrischen Flächen Kontaktwinkel für Wasser im Bereich >150° realisiert. Dadurch wird erstmal ein Lösungsweg aufgezeigt, die Strukturierung unter wirtschaftlichen Bedingungen durchzuführen. Der technische und zeitliche Aufwand der Werkzeugherstellung kann gegenüber bisher bekannten Verfahren erheblich reduziert werden.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Abformung superhydrophober selbstreinigender Oberflächen, die den sogenannten LOTUS-Effekt® aufweisen, mit Spritzgieß-Werkzeugen eröffnet ein kostengünstiges Produktionsverfahren für großflächige Anwendungen mit hohen Stückzahlen. Es eignet sich zur Herstellung von Erzeugnissen wie Behälter, Folien, Halbzeuge oder Gefäße deren Oberflächen das Ablaufen von Flüssigkeiten begünstigen.
Das entwickelte Verfahren kann insbesondere zur Entwicklung von medizintechnischen Produkten mit neuen Eigenschaftskombinationen führen.