Aktivierung
Unter der Aktivierung einer Oberfläche versteht man die Erhöhung der Oberflächenenergie. Insbesondere bei Kunststoffen (Polymeren) verbessert eine Aktivierung der Oberfläche die Benetzbarkeit. Dadurch ist es möglich, Oberflächen zu lackieren, zu bedrucken oder zu verkleben, die dies im unbehandelten Zustand nicht erlauben.
Die Erhöhung der Oberflächenenergie bei Polymeren entsteht durch die Bildung von OH-Gruppen. Ein Sauerstoffplasma bildet diese Gruppen durch Reaktion der Sauerstoff-Radikale mit dem Kunststoff. Alternativ zum Prozessgas Sauerstoff kann Luft verwendet und der darin enthaltene Luftsauerstoff genutzt werden. Die Wirkung ist etwas geringer als mit reinem Sauerstoff, dafür ist diese Lösung wirtschaftlicher.
Hier finden Sie einige Daten für die Aktivierung von Kunststoff mit Luftplasma, die bei unserem Projektpartner, der Aurion Anlagentechnik GmbH, gemessen wurden.
Publikation
Es wird der Kontaktwinkel angegeben. Dieses ist der Winkel, den der Rand eines Wassertropfens auf der Oberfläche bildet: Je kleiner der Kontaktwinkel ist, desto höher die Oberflächenenergie.
Das Diagramm zeigt den Zeitverlauf einer Plasmaaktivierung mit Luft als Prozessgas. Es zeigt sich, dass der wesentliche Effekt in den ersten Sekunden der Behandlung eintritt.
Die radiale Verteilung über die Oberfläche zeigt, dass die wirksame Behandlungsfläche bei 5 mm Abstand von der Quelle bis zur Substratoberfläche einen Durchmesser von ca. 10 mm hat. Wird die Quelle näher an der Substratoberfläche positioniert (2 mm), so reduziert sich der Durchmesser der Behandlungsfläche auf ca. 5 mm.
Es wurden Aktivierungen auf verschiedenen Kunststoffoberflächen durchgeführt. Hier die Übersicht der Resultate für eine Atmosphärenplasmabehandlung mit Luft bei einer Behandlungsdauer von 15 Sekunden in einem Abstand von 2 mm.