Das Gießen von Folienrollen ist ein Verfahren, mit dem extrudiertes Polymer für die Weiterverarbeitung in Rollen umgewandelt wird. Dabei handelt es sich um eine gängige Technologie zur Umwandlung flexibler Bahnen und anderer dünner Materialien in Folien.
3D-gedruckte mikrofluidische Kanalmuster-Master wurden mithilfe eines E-Beam-Walzgussverfahrens im industriellen Maßstab auf Funktionalität und Massenfertigungsfähigkeit getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass die gemusterten Geräte bis zu 68 Durchläufe durch das System überstanden.

Qualität
Eine wichtige Eigenschaft des fertigen Films ist seine gleichmäßige Dicke. Dies ist besonders kritisch bei Coextrusionslinien, bei denen das geschmolzene Material durch ein Flachdüsensystem läuft, das die endgültige Flachfolienform annimmt. Es ist außerdem erforderlich, dass der resultierende Film ausreichend abgeschreckt wird, um seine mechanischen Eigenschaften und Klarheit zu bewahren.
Um diese Ziele zu erreichen, müssen eine Reihe von Prozessen in die Produktionslinie integriert werden. Dazu gehören der Extruder, ein Filtersystem sowie eine Kühl- und Wickelsektion. Das Filtersystem trägt dazu bei, den stromabwärtigen Durchtritt von Schmelzverunreinigungen und Gelen, die während des Coextrusionsprozesses entstehen, zu verhindern.
Die Durchlässigkeit des Films kann auch durch die Zugabe von Tensiden oder die Erhöhung der Konzentration von Polymerdispersionen im Beschichtungslösungsmittel verbessert werden. Darüber hinaus kann die Dicke der Folien durch die Verwendung einer dünneren Folienbasis reduziert werden. Diese Verbesserungen können dazu beitragen, die Kosten der Filme zu senken und ihre Leistung zu steigern. Bei der Auswahl von Blas- oder Gussfolien ist es jedoch wichtig, die spezifischen Anforderungen jedes Produkts und Prozesses zu berücksichtigen.

Haltbarkeit
Die Qualität einer Gusslinie wird durch die verwendeten Komponenten und deren Zusammenspiel bestimmt. Alle diese Systeme müssen erstklassig sein, um qualitativ hochwertige Filme produzieren zu können. Zu den Hauptkomponenten gehören das Flachdüsensystem, Coextrusions-Feedblocks und ein Filtersystem.
Diese Systeme schmelzen Kunststoffmaterialien und vermischen sie zu einer gleichmäßigen Mischung. Das Material läuft dann durch eine flache Düse und wird zu einem dünnen Film geformt. Anschließend wird die Folie durch Kühlwalzen abgekühlt, um die Vorstreckung zu minimieren. Die resultierende Folie wird dann zugeschnitten und koronabehandelt, bevor sie zu Rollen aufgewickelt wird.
Ergebnisse von Rauheitstests zeigten, dass eine höhere Luftfeuchtigkeit in der Gussumgebung zu einer langsameren Verdunstung des Lösungsmittels führen kann. Dadurch kann die Entstehung von Defekten reduziert und die Filmmorphologie verbessert werden. Darüber hinaus ermöglicht der Gießprozess eine größere Anzahl von Modelldurchläufen, bevor es zu einer erheblichen Verschlechterung kommt. Diese Ergebnisse legen nahe, dass das Design gegossener mikrofluidischer Geräte verbessert werden kann, indem der Einfluss von Umgebungsvariablen auf die Musterhaltbarkeit berücksichtigt wird.

Zuverlässigkeit
Für eine erstklassige Qualität müssen alle Einzelkomponenten einer Gusslinie zusammenarbeiten können. Denn schon kleine Unterschiede in der Linie können zu erheblichen Produktionsproblemen führen. Dies gilt insbesondere für den Gießprozess, der eine hochflexible Anlage erfordert, um unterschiedlichste Filme herstellen zu können.

Effizienz
Der Filmcasting-Prozess ist einer der ältesten und reicht bis ins 19. Jahrhundert zurück. Dabei wird ein Metallband mit einer Lösung eines Polymers in Lösungsmittel beschichtet, das dann Trocknungszonen durchläuft. Mit dieser Technik ist es möglich, eine Vielzahl unterschiedlicher Formen und Größen herzustellen. Für die kontinuierliche Produktion ist es jedoch nicht geeignet, da schwere Förderbänder erforderlich sind, die spezielle Spurführungsmechanismen erfordern.
Darüber hinaus ist das Verfahren nicht mit hochauflösenden Strukturierungstechniken kompatibel, die für mikrofluidische Anwendungen verwendet werden können. Folglich kann die aktuelle Technologie die Lücke zwischen Mikrofluidikforschung und Kommerzialisierung nicht schließen.
Die resultierenden Gussmuster wurden auf ihre Funktionalität hin bewertet, indem der Mischungsindex der durch sie fließenden Flüssigkeiten gemessen wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kanäle über mehrere Durchgänge hinweg bestehen blieben, obwohl sie keine vollständige Durchmischung erreichten. Die Ergebnisse waren jedoch ermutigend, da sie zeigten, dass das Filmgussverfahren für die schnelle Prototypenerstellung mikrofluidischer Mischer eingesetzt werden kann.