Das SKZ und das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Innovent entwickeln gemeinsam PFAS-freie Antihaft-Beschichtungen für Anwendungen im Kunststoffschweißen. Im Mittelpunkt stehen Werkzeuge und funktionsrelevante Komponenten, bei denen sich Kunststoffanhaftungen bislang häufig nur mit fluorhaltigen Beschichtungssystemen wirksam begrenzen lassen.
Die Entwicklung reagiert auf den wachsenden regulatorischen Druck rund um per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen. Für viele industrielle Anwendungen werden Alternativen gesucht, die ohne PFAS auskommen und dennoch eine hohe Antihaftwirkung, thermische Beständigkeit und ausreichende mechanische Belastbarkeit bieten. Gerade beim Kunststoffschweißen sind diese Eigenschaften entscheidend, weil Werkzeuge wiederholt thermisch und tribologisch beansprucht werden.
Alternative zu fluorhaltigen Systemen
Im Projekt werden neue Beschichtungslösungen untersucht, die auf PFAS verzichten und sich für den Einsatz in schweißtechnischen Prozessen eignen. Dabei geht es nicht nur um die reine Antihaftwirkung, sondern auch um die Wechselwirkung mit den jeweiligen Kunststoffoberflächen, um Reinigungsaufwand, Prozessstabilität und die Lebensdauer der beschichteten Bauteile.
Die Partner bündeln dafür ihre jeweiligen Kompetenzen: Das SKZ bringt sein Know-how in der Kunststoffverarbeitung und im Kunststoffschweißen ein, Innovent seine Erfahrung bei funktionalen Oberflächen und Beschichtungsverfahren. Auf dieser Basis sollen Beschichtungen entwickelt und bewertet werden, die sich in industriellen Prozessen einsetzen lassen.
Anforderungen im Schweißprozess
Antihaft-Beschichtungen spielen beim Kunststoffschweißen eine wichtige Rolle, weil an Werkzeugen, Heizelementen oder prozessnahen Bauteilen anhaftende Polymerschmelzen die Qualität der Fügeverbindung beeinträchtigen und Stillstände verursachen können. PFAS-freie Systeme müssen deshalb mehrere Anforderungen gleichzeitig erfüllen: Sie sollen Anhaftungen minimieren, die Wärmeübertragung im Prozess nicht nachteilig verändern und auch unter zyklischer Belastung stabil bleiben.
Die Forschungsarbeiten zielen darauf, geeignete Material- und Schichtsysteme zu identifizieren und deren Eignung unter praxisnahen Bedingungen zu prüfen. Damit adressiert das Vorhaben sowohl ökologische und regulatorische Aspekte als auch Anforderungen aus der industriellen Fertigung. „Ziel ist die Entwicklung PFAS-freier Antihaft-Beschichtungen für das Kunststoffschweißen“, heißt es in der Projektbeschreibung.
Für die Oberflächentechnik ist das Thema branchenübergreifend relevant: Gesucht werden funktionale Oberflächen, die etablierte Eigenschaften fluorhaltiger Systeme möglichst weitgehend ersetzen, ohne neue Einschränkungen im Prozess zu erzeugen. Gelingt dies, könnten sich neue Optionen für Werkzeuge und Komponenten in der Kunststoffverarbeitung eröffnen.