Fraunhofer IVV: Hochbarrierefolien ebnen Weg zur effizienten Energiegewinnung und -einsparung

Folien, gemischt

Während der International Converting Exhibition Europe ICE vom 19.-21. März 2013 in München präsentiert das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV neue Entwicklungen von Barrierefolien. Der Schwerpunkt liegt in diesem Jahr auf Ultrabarrierefolien für technische Anwendungen. Unter dem Motto „Energy generation and energy saving – via cost-efficient technologies“ zeigt das Fraunhofer IVV am Stand 1031 in Halle A5 Anwendungen in der Gebäudeisolierung und solarer Stromerzeugung. Auf der Konferenz am 20. März wird außerdem ein neues Konzept für pharmazeutische Verpackungen vorgestellt.

Folie zum Verkapseln von transparenten Vakuumisolationspaneelen
Gezeigt werden am Stand transparente Vakuumisolationspaneele (VIPs) auf Basis von Aerogelen, die in einem derzeit laufenden EU-Projekt entwickelt und zukünftig als Dämmplatten für Glasfassaden und Fenster eingesetzt werden können. Sie bestehen aus Dämmplatten mit geringer Dichte, die in hoch gasdichter Barrierekunststofffolie vakuumverpackt werden. Die Aufrechterhaltung des Vakuums wird durch die Luft- und Wasserdampfdichtigkeit der umhüllenden Folie bestimmt. Dafür wird ein Folienmaterial entwickelt, das mindestens 30 Jahre die Barrierewirkung gegenüber Wasserdampf und Sauerstoff aufrechterhalten soll. Vakuumtechnisch aufgedampfte, anorganische Barriereschichten werden durch organische Zwischenschichten geschützt. Diese werden auflackiert oder kaschiert. Je nach Einsatzfeld wird bei den anorganischen Schichten mit Aluminium oder für transluzente Folien mit verschiedenen Oxidschichten gearbeitet.

Zur Aufrechterhaltung des Vakuums werden für Folien Barrierewerte kleiner 1x10^-3 gm^-2d-1 für die Wasserdampfdurchlässigkeit und kleiner 1x10^-3cm³m^-2d^-1bar^-1für die Sauerstoffdurchlässigkeit benötigt. In dem bis 2014 laufenden Projekt werden opake und transparente VIPs entwickelt, die aufgrund ihrer hohen Dämmwirkung eine interessante Alternative zu herkömmlichen Isolationsmaterialien darstellen. Auf der ICE-Konferenz wird diese Entwicklung am 20. März 2013 auch in einem Vortrag erläutert.

Organische Photovoltaik – neue Technologie bei solarer Stromerzeugung
In einem weiteren europäischen Verbundprojekt entwickelt das Fraunhofer IVV seit 2011 flexible Kunststoff-Solarzellen. Im Vergleich zu herkömmlichen Solarzellen haben sie den Angaben nach ein geringeres Gewicht und seien aufgrund der Herstellung in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Prozess deutlich kostengünstiger. In Gebäuden bieten sich vielfältige Möglichkeiten der Integration. Sie können z.B. wie ein Film auf Fensterscheiben, gewellten Dächern oder Sonnensegeln angebracht und zur Energiegewinnung genutzt werden. Die energieerzeugende Industrie kann diese Entwicklung für sparsame und robuste Solar-Panel-Felder nutzen.

Lackier- und Kaschieranlage

Damit die einzelnen Schichten der organischen Solarzellen vor Sauerstoff und Wasserdampf geschützt sind, müssen sie mit Barrierefolien verkapselt werden. Diese bestehen aus einer Kunststofffolie als Substrat, die mit mehreren alternierenden Schichten aus anorganischen Schichten und Hybridpolymeren beschichtet wird. Um die angestrebte Lebensdauer von 20 Jahren zu erreichen, müssen die Folien Barrierewerte von kleiner 5x10^-4gm^-2d^-1 für die Wasserdampfdurchlässigkeit und kleiner 1x10^-3cm³m^-2d^-1bar^-1 für die Sauerstoffdurchlässigkeit aufweisen. Zusätzlich müssen die Folien gegen Umwelteinflüsse, wie z.B. UV-Licht, hohe bzw. niedrige Temperaturen, Regen und auch mechanische Beanspruchung stabilisiert werden. Das Fraunhofer IVV entwickelt dafür an seiner Lackier- und Kaschieranlage Hochbarriere-Laminate. Durch die langjährige Erfahrung mit Barrierefolien können sowohl die Barrierewirkung der Folien gegenüber Wasserdampf und Sauerstoff sowie die mechanische Stabilität umfassend evaluiert werden.

Weitere Informationen: www.ivv.fraunhofer.de

ICE-International Converting Exhibition Europe,
19.-21. März 2013, München, Stand 1031, Halle A5

Fraunhofer-Institut Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Freising

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