TY - THES

T1 - Polyamid-Folien für Skianwendungen: Einfluss von Haftvermittler und Weiterverarbeitungsschritte auf die Performance Eigenschaften

AU - Gloggnitzer, Stefan

N1 - gesperrt bis 05-03-2017

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Die vorliegende Masterarbeit beschäftigte sich mit der Untersuchung des Einflusses von Haftvermittlertyp und -konzentration sowie von verarbeitungsbedingten Faktoren auf die Morphologie, die optischen Eigenschaften und die Haftungseigenschaften von Polyamid (PA)-Folien, welche als Oberflächenfolien im modernen Skis eingesetzt werden. Für die Analysen wurde schlagzähmodifiziertes PA herangezogen. Zwei unterschiedliche Haftvermittlertypen wurden erprobt, welche dem PA in Konzentrationen von 1, 2,5, 5 und 7,5m% zugegeben wurden. Die Extrusion zu Flachfolien mit einer Dicke von 550µm erfolgte sowohl auf einer Glättwerksanlage als auch auf einer Cast-Folienanlage. Nach der Extrusion erfolgten die Weiterverarbeitungsschritte Oberflächenaktivierung, Thermosublimationsdruck, Siebdruck und Herstellung von Standardver-klebungen. Eine umfassende Untersuchung der Folienmorphologie wurde mittels Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und Differentialthermoanalyse durchgeführt. Die optischen Eigenschaften der Folien und Komponenten wurden mit einem Abbè-Refraktometer und mit einem Spektrophotometer bestimmt. Zur Charakterisierung der Haftung zum Skiaufbau wurde der Rollenschälversuch in Anlehnung an EN1464 herangezogen. Sowohl die Folienmorphologie als auch die optischen Eigenschaften wurden signifikant vom eingesetzten Haftvermittlertyp und von den Weiterverarbeitungsschritten beeinflusst. Generell wiesen die gasvorbehandelten Folien eine geringere Oberflächenrauheit als die extrudierten Folien auf. Die Schmelzenthalpie und die optischen Eigenschaften wurden durch die Gasvorbehandlung nicht wesentlich verändert. Der anschließende Thermosublimationsdruck führte zu einer signifikanten Erhöhung der Oberflächenrauheit und der Schmelzenthalpie, was zu einer Verringerung der Transparenz und zu einer Erhöhung von Haze der Folien führte. Der Brechungsindex des Haftvermittlers wirkte sich signifikant auf die Lichttransmission aber nur geringfügig auf Haze der Folien aus. Die Untersuchung der Haftungseigenschaften ergab, dass durch den Zusatz des Haftvermittlers unabhängig von der Haftvermittlerkonzentration keine Haftung der extrudierten Folien an den Ski erreicht wird. Erst die Oberflächenaktivierung führte zu einer signifikanten Verbesserung der Haftung. Dieser Effekt wurde jedoch lediglich bei einem der beiden verwendeten Haftvermittlertypen beobachtet, wobei die Folienhaftung stark von der Haftvermittlerkonzentration abhängig war. Morphologische Untersuchungen zeigten, dass die Unterschiede in der Haftungsverbesserung der beiden Haftvermittlertypen auf Unterschiede in der Größe und Anbindung der Haftvermittlerdomänen in der Folienmatrix zurückzuführen sind.

AB - Die vorliegende Masterarbeit beschäftigte sich mit der Untersuchung des Einflusses von Haftvermittlertyp und -konzentration sowie von verarbeitungsbedingten Faktoren auf die Morphologie, die optischen Eigenschaften und die Haftungseigenschaften von Polyamid (PA)-Folien, welche als Oberflächenfolien im modernen Skis eingesetzt werden. Für die Analysen wurde schlagzähmodifiziertes PA herangezogen. Zwei unterschiedliche Haftvermittlertypen wurden erprobt, welche dem PA in Konzentrationen von 1, 2,5, 5 und 7,5m% zugegeben wurden. Die Extrusion zu Flachfolien mit einer Dicke von 550µm erfolgte sowohl auf einer Glättwerksanlage als auch auf einer Cast-Folienanlage. Nach der Extrusion erfolgten die Weiterverarbeitungsschritte Oberflächenaktivierung, Thermosublimationsdruck, Siebdruck und Herstellung von Standardver-klebungen. Eine umfassende Untersuchung der Folienmorphologie wurde mittels Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und Differentialthermoanalyse durchgeführt. Die optischen Eigenschaften der Folien und Komponenten wurden mit einem Abbè-Refraktometer und mit einem Spektrophotometer bestimmt. Zur Charakterisierung der Haftung zum Skiaufbau wurde der Rollenschälversuch in Anlehnung an EN1464 herangezogen. Sowohl die Folienmorphologie als auch die optischen Eigenschaften wurden signifikant vom eingesetzten Haftvermittlertyp und von den Weiterverarbeitungsschritten beeinflusst. Generell wiesen die gasvorbehandelten Folien eine geringere Oberflächenrauheit als die extrudierten Folien auf. Die Schmelzenthalpie und die optischen Eigenschaften wurden durch die Gasvorbehandlung nicht wesentlich verändert. Der anschließende Thermosublimationsdruck führte zu einer signifikanten Erhöhung der Oberflächenrauheit und der Schmelzenthalpie, was zu einer Verringerung der Transparenz und zu einer Erhöhung von Haze der Folien führte. Der Brechungsindex des Haftvermittlers wirkte sich signifikant auf die Lichttransmission aber nur geringfügig auf Haze der Folien aus. Die Untersuchung der Haftungseigenschaften ergab, dass durch den Zusatz des Haftvermittlers unabhängig von der Haftvermittlerkonzentration keine Haftung der extrudierten Folien an den Ski erreicht wird. Erst die Oberflächenaktivierung führte zu einer signifikanten Verbesserung der Haftung. Dieser Effekt wurde jedoch lediglich bei einem der beiden verwendeten Haftvermittlertypen beobachtet, wobei die Folienhaftung stark von der Haftvermittlerkonzentration abhängig war. Morphologische Untersuchungen zeigten, dass die Unterschiede in der Haftungsverbesserung der beiden Haftvermittlertypen auf Unterschiede in der Größe und Anbindung der Haftvermittlerdomänen in der Folienmatrix zurückzuführen sind.

KW - ski structure

KW - surface film

KW - polyamide film

KW - PA film

KW - coupling agent

KW - surface activation

KW - sublimation

KW - screen printing

KW - floating roller peel test

KW - gas preparation

KW - post processing

KW - Polyamid Folie

KW - PA Folie

KW - Skiaufbau

KW - Ski

KW - Haftvermittler

KW - Haftvermittlerkonzentration

KW - Haftvermittlertyp

KW - Rollenschälversuch

KW - Oberflächenaktivierung

KW - Thermosublimationsdruck

KW - Siebdruck

KW - Gasvorbehandlung

KW - Oberflächenfolie

KW - Folienhaftung

KW - Weiterverarbeitungsschritte

M3 - Masterarbeit

ER -