Voraussetzung für einen erfolgreichen Adhäsionsprozess ist die ausreichende Benetzbarkeit der Oberfläche. Diese wird über die sogenannte Oberflächenenergie bestimmt und in der Einheit mN/m gemessen. Die Oberflächenenergie wird durch die Messung des Kontaktwinkels bestimmt. Durch die Verwendung von einer polaren und einer unpolaren Testflüssigkeit werden damit auch die dispersen und polaren Anteile der Oberflächenenergie ermittelt, die die polare und unpolare Wechselwirkung der Oberfläche mit benetzenden Flüssigkeiten beschreibt. Die meisten Kunststoffe haben im unbehandelten Zustand einen großen dispersen Anteil und fast keine polaren Gruppen, während die meisten Adhäsive hohe polare Anteile haben. Nur wenn im ausreichenden Maße polare und disperse Wechselwirkungen möglich sind, kommt es zu einer stabilen Bindung. Durch eine Plasmabehandlung wird vor allem der polare Anteil erhöht. Dies erfolgt durch die Oxidation organischer Schichten, die sich auf der Oberfläche befinden und eine wasserabweisende Wirkung haben. Folglich wird die Qualität des nachgelagerten Adhäsionsprozesses verbessert und Unterschiede zwischen Bauteilchargen können ausgeglichen werden. Die Bindung zu den polaren Gruppen in Kleb- und Dichtstoffen oder auch in Tinten und Lacken wird verbessert. Kaltes Atmosphärendruckplasma lässt sich vielseitig für die Verbesserung von Adhäsionsprozessen einsetzen, sowohl für schwer verarbeitbare Materialien, als auch bei chargenabhängigen Schwankungen. Je nach Prozess und Budget lässt sich die Plasmabehandlung als manueller bis hin zu einem integrierten Prozess mit großen Prozessgeschwindigkeiten einbinden. Bei Prototypen und Kleinserien, in denen auch die zu optimierenden Folgeprozesse teils manuell durchgeführt werden, bieten sich Handgeräte mit PDD-Technologie für die händische Applikation von kaltem Plasma an. Vor allem Start-ups profitieren hier von einer einfachen Handhabung und geringen Investitionskosten.
Der komplette Beitrag ist in der JOT 07/2021 erschienen.
Autor(en): Eva Brandes und Corinna Little (beide: relyon plasma)
