Kunststoffoberflächen mit Atmosphärendruckplasma vorbehandeln

Bild 1: Atmosphärendruckplasma für die Oberflächenbehandlung (Bild: relyon plasma GmbH)

31.10.2020 Kunststoffoberflächen mit Atmosphärendruckplasma vorbehandeln

Technologien im Vergleich

von Corinna Little (relyon plasma GmbH )

Sowohl die intrinsischen hydrophoben Eigenschaften vieler Kunststoffe als auch die im Fertigungsprozess verwendeten Trenn- und Schmiermittel können die Qualität von Dicht- und Klebeverbindungen vermindern. Eine gründliche Reinigung und oftmals eine zusätzliche Modifikation des Materials an Funktionsflächen sind daher essenziell für einen erfolgreichen Folgeprozess. Dafür stehen verschiedene Technologien zur Verfügung. Allerdings lohnt sich ein Vergleich.

Reinigung und Oberflächenmodifikation können durch verschiedene Methoden und Technologien bewerkstelligt werden, von nass-chemischen Lösungsmitteln und Primern über das Beflammen bis hin zur Plasmatechnologie. Letztere spannt wiederum ein breites Feld an Möglichkeiten auf, wobei der für den Anwender entscheidende Unterschied zwischen Niederdruck-Plasmakammern und Atmosphärendruck-Plasmasystemen liegt. Speziell in den Bereichen Kleben und Dichten, in denen Bauteile typischerweise an selektiven Funktionsflächen für eine optimale Adhäsion vorbereitet werden müssen, eignen sich atmosphärische Plasmajets besonders gut (Bild 1).

Diese können inline, z.B. als vorgelagerter Prozess in automatischen Dosiersystemen, eingesetzt werden. Hier fährt der kompakte Plasmajet im ersten Schritt den Verfahrweg des nachfolgenden Kleb- oder Dichtstoffauftrages nach, welcher sofort im Anschluss erfolgen kann. Im Gegensatz zu nass-chemischen Primern ist nach der Plasmabehandlung kein Ablüften der Oberfläche nötig. Dies liegt an dem nahezu instantanen Zersetzen und Evaporieren oberflächlicher organischer Verunreinigungen sowie der Erzeugung von polaren Molekülendgruppen auf Kunststoffoberflächen (Bild 2).

Letzterer Effekt ist auch als Plasma-Aktivierung bekannt und führt auf den meisten Kunststoffen zu einer besseren Benetzbarkeit der Oberfläche und zu einer deutlich verbesserten Adhäsion mit geeigneten Kleb- und Dichtstoffen. Ein weiterer Vorteil der Plasmabehandlung liegt darin, dass keine Chemikalien benötigt bzw. entsorgt werden müssen.