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Autor:  

Steves, Simon

Titel:  

Barrier coating and sterilization of plastics by microwave and radio frequency low-pressure plasmas

übersetzter Titel:  

Barrierebeschichtung und Sterilisation von Kunststoffen im Niederdruck mit Mikrowellen- und Hochfrequenzplasmen


Dissertation 
URN:  urn:nbn:de:hbz:294-38831
URL:  http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/StevesSimon/diss.pdf
Format:  application/pdf (30.7 M)
Kommentar:  Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik. Tag der mündlichen Prüfung: 2013-05-08

Inhaltsverzeichnis
Datei:  http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/StevesSimon/Inhaltsverzeichnis.pdf
Format:  application/pdf (143.2 k)

Zusammenfassung
Datei:  http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/StevesSimon/Zusammenfassung.pdf
Format:  application/pdf (280 k)

Schlagworte:  Beschichtung / Barriere-Kunststoff; Gasphase / Abscheidung / Plasma; Lebensmittel / Aseptische Verpackung; Kunststoffverpackung; Zwischenschicht

Inhalt der Arbeit: 

An einem mikrowellenangeregten Niederdruckplasma werden grundlegende Mechanismen der plasmaunterstützten Abscheidung von Siliziumoxidbarriereschichten und der Plasmasterilisation untersucht. Im Fokus steht der Einfluss einer sinusförmigen Vorspannung des Substrathalters auf das Plasma und auf die Substrateigenschaften. Als Substrate werden Folien und Flaschen unterschiedlicher Thermoplaste verwendet. Die Abscheidung einer Siliziumoxidbarriereschicht erfolgt mittels eines dreistufigen Plasmaprozesses. Dieser besteht aus einer Vorbehandlung zur Reinigung und Aktivierung der Oberfläche, gefolgt von der Abscheidung einer Zwischenschicht und einer Barriereschicht. Die Eigenschaften der Substratoberfläche werden für alle Prozessschritte analysiert und mit den Ergebnissen der Charakterisierung des Plasmaprozesses korreliert. Für die Sterilisation relevante Plasmen werden bezüglich der UV und VUV Emission charakterisiert.


Inhalt der Arbeit (übersetzt): 

Permeation barrier improvement and sterilization of plastic products such as bottles and foils is investigated applying a low-pressure plasma treatment. A plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process is investigated for the deposition of transparent silicon oxide barrier films. A characterization of a PECVD process driven by the combination of a microwave plasma and radio frequency substrate bias voltages is presented. Detailed plasma diagnostics characterize the plasma with and without bias. Surface analysis of the substrate after plasma pre-treatment, the interlayer and the barrier film deposition are performed. In addition, a detailed characterization of sterilization plasmas is applied to optimize the plasma conditions for a maximum in UV and VUV radiation. The inside barrier coating and sterilization of bottles is discussed as well as the challenges of a transfer of the deposition process to further plastic materials.


Angaben des Autors:
E-Mail:  simon.steves@rub.de
Homepage: 
Teile der Arbeit veröffentlicht in:  

Silicon oxide barrier films deposited on PET foils in pulsed plasmas : influence of substrate bias on deposition process and film properties / S. Steves [u.a.]
In: Journal of Physics, D, Applied Physics, Bd. 46.2013, S. 084013

Surface pre-treatment for barrier coatings on polyethylene terephthalate / S. Steves [u.a.]
In: Journal of Physics, D, Applied Physics, Bd. 46.2013, S. 084012

Combined in-situ FTIR-spectroscopic and electrochemical analysis of nanopores in ultra-thin SiOx-like plasma polymer barrier films / S. Steves [u.a.]
In: Journal of Physics, D, Applied Physics, Bd. 46.2013, S. 084015

Barrierebeschichtung von PET in mikrowellenangeregten Niederdruckplasmen mit Substratbias / S. Steves [u.a.]
In: 20. Neues Dresdner Vakuumtechnisches Kolloquium/ Leibniz-Institut für Polymerforschung, Dresden e.V. - 2012. - , S. 123 125. - ISBN 978-3-9812550-4-1