Der piezobrush® PZ3-i in Betrieb mit trockener Druckluft (Bild: relyon plasma GmbH)
11.10.2022 Vor dem Verkleben: Wie lange hält eine Plasmabehandlung?
Die Abhängigkeit von verwendeten Plasmageräten und anderen Einflussfaktoren
Für den Erfolg der Plasmabehandlung von Klebflächen ist nicht nur die Behandlung an sich wichtig, sondern auch, wie lange die Behandlung wirkt. Dies kann bei langen Produktionsprozessen zu Überraschungen führen, die sich mit der sorgfältigen Abstimmung der Vorbehandlung auf die Produktionsprozesse verhindern lassen.
Die Verwendung von Plasma zur Vorbehandlung von Polymeren vor dem Verkleben gehört inzwischen zum industriellen Standard. Innerhalb von wenigen Sekunden lässt sich die für Polymere charakteristische, kleine freie Oberflächenenergie von häufig weniger als 30 mN/m auf einen Wert von über 60 mN/m erhöhen. Damit wird die Benetzbarkeit mit Flüssigkeiten und die Haftung von Klebstoffen erhöht. Im Allgemeinen erreicht man die besten Ergebnisse, wenn die Verklebung auf einer Oberfläche unmittelbar nach der Plasmabehandlung stattfindet. In vielen Fällen ist es aber aus der Sicht der Prozesslogistik von Vorteil, wenn die Verklebung nicht sofort, sondern nach einer Lagerung oder einem längeren Transportvorgang durchgeführt wird. Ob eine solche Lösung möglich ist, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der die Polymeroberfläche ihre hohe Oberflächenenergie wieder verliert (Eng.: „hydrophobic recovery“). Der folgende Text befasst sich mit diesem Effekt, seiner Abhängigkeit von den verwendeten Plasmageräten und anderen Einflussfaktoren.
Einfluss des Materials
Eine Plasmabehandlung bewirkt eine sehr starke Erhöhung der freien Oberflächenenergie der Polymere. Jedoch geht diese Oberflächenenergie bei verschiedenen Polymeren nach der Plasmabehandlung unterschiedlich schnell zurück. Wie schnell die Aktivierung auf den Polymeren zurückgeht, hängt von zahlreichen Faktoren ab. Der wichtigste Einflussfaktor ist das zum Verkleben verwendete Material. Je nach Zeit des Aktivierungsrückganges lassen sich die Kunststoffe in vier Gruppen einteilen, die in Tab. 1 dargestellt sind.
