Der sogenannte Kaffeeringeffekt wurde erstmals 1997 von Robert D. Deegan und seinen Mitarbeitern wissenschaftlich beschrieben. Beim Trocknen von Flüssigkeiten in Tropfenform auf einer festen Oberfläche hinterlassen diese ringförmige Ablagerungen, da sich Partikel am Rand des Tropfens sammeln. Die Ringbildung ist jedoch ein in den meisten Fällen störender Effekt. Besonders bei Anwendungen im Inkjetbereich, also beim Druck funktionaler Schichten und bei Beschichtungsprozessen wird der meist negative Einfluss deutlich. Die Inkjet-Technologie hat viele Vorteile gegenüber anderen Verfahren, wie z.B. der Photolithographie. Sie ist präzise, energieeffizient, platz- und kostensparend. Durch die Genauigkeit des Verfahrens wird Ausschuss minimiert und die Produktivität erhöht. Der Inkjet ist außerdem sehr flexibel bezüglich der bedruckbaren Stoffe und der druckbaren Tinten. Daher ist es für die Produktion verschiedener Produkte wie LEDs oder Solarzellen geeignet.
Das Inkjet-Verfahren hat jedoch einen großen Nachteil: die daraus resultierenden Strukturen sind sehr anfällig für den Kaffeeringeffekt. Daher ist auch dieser in den letzten Jahren immer relevanter geworden. Tritt der Effekt auf, so werden gedruckte elektrisch oder thermisch leitende Schichten in ihrer Gleichmäßigkeit und damit ihrer Leistung und Leitfähigkeit beeinträchtigt. Aus diesem Grund gibt es auch Bestrebungen den Effekt zu umgehen beziehungsweise ihn zu verhindern.
In dieser Arbeit soll ein Überblick über die theoretischen Ansätze zu physikalischen und strömungsmechanischen Eigenschaften des Kaffeeringeffekts dargestellt werden. Außerdem werden einige Methoden zur Verhinderung des Effekts gezeigt. Seine Bedeutung in der Inkjet-Technologie hängt jedoch nicht nur von Problemen, die er verursacht, sondern auch von den Möglichkeiten ihn gezielt zu nutzen, ab. Nachdem die Rechercheergebnisse kritisch diskutiert wurden, soll der Effekt und dessen Verhinderung in einer Dokumentation anschaulich dargestellt werden. Als Lösungsmittel wurde Wasser gewählt, weil der Effekt seinen Namen durch die typische Ringbildung in getrockneten Kaffeeflecken hat. Abschließend wird ein Ausblick auf zukünftige Möglichkeiten, Herausforderungen und Anwendungen gegeben. Dass ein derartiger Überblick sinnvoll ist, zeigten auch Tekin, Smith und Schubert, die im letzten Jahr die wichtigsten Erkenntnisse zum Kaffeeringeffekt und seiner Bedeutung in der Inkjet –Technologie zusammenfassten.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Aufgabe und Lösungsansatz
- Vorgehen bei der Recherche und verwendete Quellen
- Statistische Auswertung der Literatur
- Kaffeeringeffekt
- Physikalische und strömungsmechanische Erklärungsansätze
- Bedeutung des Effekts in der Inkjet-Technologie
- Strategien zur Verhinderung des Effekts
- Diskussion der Ergebnisse
- Dokumentation
- Versuchsaufbau und Versuchsbeschreibung
- Beschreibung der Ergebnisse
- Diskussion der Ergebnisse
- Ausblick und Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Studienarbeit befasst sich mit dem Kaffeeringeffekt, einem Phänomen, das beim Trocknen von Flüssigkeiten in Tropfenform auftritt. Die Arbeit verfolgt das Ziel, einen umfassenden Überblick über die physikalischen und strömungsmechanischen Eigenschaften des Kaffeeringeffekts zu liefern. Darüber hinaus werden verschiedene Methoden zur Verhinderung des Effekts vorgestellt. Besondere Aufmerksamkeit wird der Bedeutung des Effekts in der Inkjet-Technologie gewidmet, wobei sowohl seine negativen Auswirkungen als auch die potenziellen Vorteile im Fokus stehen.
- Physikalische und strömungsmechanische Erklärungsansätze des Kaffeeringeffekts
- Bedeutung des Effekts in der Inkjet-Technologie
- Strategien zur Verhinderung des Kaffeeringeffekts
- Anwendungsmöglichkeiten des Kaffeeringeffekts
- Dokumentation des Effekts und seiner Verhinderung
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Dieses Kapitel führt in das Thema der Studienarbeit ein und beschreibt den Kaffeeringeffekt als ein Phänomen, das beim Trocknen von Flüssigkeiten in Tropfenform auftritt. Die Bedeutung des Effekts in der Inkjet-Technologie wird hervorgehoben und die Ziele der Arbeit werden vorgestellt.
- Aufgabe und Lösungsansatz: Dieses Kapitel erläutert die Vorgehensweise bei der Literaturrecherche und die verwendeten Quellen. Es enthält zudem eine statistische Auswertung der Literatur.
- Kaffeeringeffekt: Dieses Kapitel behandelt die physikalischen und strömungsmechanischen Erklärungsansätze des Kaffeeringeffekts. Außerdem wird seine Bedeutung in der Inkjet-Technologie beleuchtet, und verschiedene Strategien zur Verhinderung des Effekts werden vorgestellt.
- Dokumentation: Dieses Kapitel beinhaltet eine Beschreibung des Versuchsaufbaus und der Ergebnisse sowie eine Diskussion der Ergebnisse.
Schlüsselwörter
Die Arbeit fokussiert auf den Kaffeeringeffekt, ein Phänomen, das beim Trocknen von Flüssigkeiten in Tropfenform auftritt. Schlüsselbegriffe sind: Inkjet-Technologie, Tropfenform, Oberflächenspannung, Kapillarströmung, Verdunstung, Ringbildung, Partikelkonzentration, Verhinderung des Effekts, Anwendungen, Bedeutung.
- Arbeit zitieren
- Bianca Hühnerfuß (Autor:in), 2009, Literaturrecherche zum Kaffeeringeffekt, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/177335
