EPP-OBERFLÄCHENAKTIVIERUNG FÜR EINE ERFOLGREICHE VERKLEBUNG

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1 EPP-OBERFLÄCHENAKTIVIERUNG FÜR EINE ERFOLGREICHE VERKLEBUNG EPP-Expertenworkshop verbinden, fügen, kleben Dipl.-Ing. (FH) Simone M. Fischer

2 Ingenieurbüro FISCHER 2 Beratung Analysen Ingenieurdienstleistungen anwenderorientiert und herstellerunabhängig objektive Beratung zu Oberflächenreinigung und -modifizierung Projektbearbeitung neutrale Betrachtung von Entwicklungsprojekten Technologiebewertung und transfer technisches Marketing Untersuchung von Haftungsproblemen Oberflächenanalytik Fehleranalyse durch Prozessbegleitung Machbarkeitsstudien

3 3 Grundlagen zur Haftung

4 Voraussetzungen für gute Haftung 4 Oberfläche muss trocken, sauber, öl- und fettfrei sein, d.h. keine Schmiermittel, kein Staub, keine Staplerabgase etc. Oberfläche muss aktiv genug sein, um mit dem Auftrag, d.h. Lack, Klebstoff, Druckfarbe, eine gute Verbindung eingehen zu können

5 Kunststoffklassifizierung - Auswahl 5 Hochleistungs - Kunststoffe (HDT > 150 C) Konstruktions Kunststoffe (HDT = 100 C 150 C) Standard - Kunststoffe (HDT < 100 C)

6 Entwicklung der Kunststoffe 6 Vorhersage 1975 für 1996 Realität heute 1996 Hochleistungs- << 1 % << 1 % kunststoffe PET PC LCP PEEK PPS PI PES PBT PA PC/ABS POM PPO PS ABS PMMA 12 % HDPE LDPE/LLDPE PP PS PVC Technische Kunststoffe Standard- Kunststoffe 14 % 88 % 85 % Quelle: ki

7 Oberflächenenergie bestimmen 7 Testtinten Oberflächen- Oberflächenspannung > = < energie Tinte Substrat

8 Oberflächenenergie 8 Kontaktwinkelmessung Bestimmung von polarem und dispersen Anteil der Oberflächenenergie möglich polarer Anteil entscheidend für Haftung σ = σ p + σ d σ Oberflächenenergie σ p polarer Anteil der Oberflächenenergie σ d disperser Anteil der Oberflächenenergie Bild: OEG GmbH

9 Oberflächenenergie 9 Material Oberflächenenergie [mn/m] disperser Anteil [mn/m] polarer Anteil [mn/m] PE (HD) 35,1 35,1 PE (LD) 33,2 33,2 PP 29,7 29,5 0,2 PTFE 19,1 18,6 0,5 PVC 40,2 37,5 2,7 PET 40,9 37,8 3,1 PMMA 45,8 39,2 6,6

10 Oberflächenenergie 10 EPP Oberflächenenergie [mn/m] disperser Anteil [mn/m] polarer Anteil [mn/m] unbehandelt 37,71 36,86 0,85 ND-Plasma Luft 52,82 17,94 34,88 ND-Plasma Sauerstoff 50,80 23,36 27,44

11 11 Oberflächenreinigung

12 Reinigungsverfahren 12 Schwertbürstenreinigung mechanische Wirkung der Linearbürsten Kapillarkraft zwischen befeuchtetem Filament und Partikel Reduzieren der elektrostatischen Ladung durch das Ingromat Mikrobefeuchtung Selbstreinigung Linearbürste Foto + Grafik: Wandres micro-cleaning GmbH

13 Reinigungsverfahren 13 Schwertbürstenreinigung Ionisation Bild: Dr. Escherich

14 Grundsatz 14 Produkte so sauber wie nötig, nicht so sauber wie möglich reinigen!

15 15 Oberflächenaktivierung Sauerstoff und sauerstoffhaltige Gruppen lagern sich an die Molekülketten an Erhöhung der Oberflächenenergie des Polymers

16 16 Oberflächenaktivierung Bild: Ingenieurbüro FISCHER

17 Aktivierungsverfahren 17 Beflammung Bilder: Hill GmbH

18 Beflammparameter 18 Einfluss der Behandlungsparameter auf das Vorbehandlungsergebnis Oberflächenenergie [mn/m] Mischungsverhältnis der Gase Gasdurchflussmenge Düsenabstand zur Oberfläche Brennergeschwindigkeit

19 Aktivierungsverfahren 19 Beflammung Corona Bilder: Tantec GmbH

20 Anwendungsbeispiele 20 Sonnenblenden vor der Kaschierung Bilder: Tantec GmbH

21 Aktivierungsverfahren 21 Beflammung Corona AD-Plasma Bilder: Plasmatreat GmbH

22 Aktivierungsverfahren 22 Beflammung Corona AD-Plasma ND-Plasma Bild: plasma technology GmbH Bild: PINK GmbH Thermosysteme

23 23 Plasmaprozesse

24 24 Plasmaprozesse

25 Aktivierung im Plasma 25 Bild: Ingenieurbüro FISCHER

26 26 Plasmaprozesse

27 27 Plasmaprozesse

28 Aktivierungsverfahren 28 Beflammung Corona AD-Plasma ND-Plasma Fluorierung

29 Fluorierungsreaktion 29 exotherme Reaktion bei Raumtemperatur Substitutionsreaktion, bei der neue stark polare Verbindungen entstehen Perfluorierung nicht möglich bei der Oxifluorierung werden auch Sauerstoffgruppen in die Kette eingelagert

30 30 Schema Offline-Fluorieranlage

31 Druck [mbar] Spülzyklen Evakuieren Fluorierzeit Zeit [min] 31 Fluorierzyklus

32 Tesatest 32 mit und ohne Vorbehandlung Rückstand am Klebeband

33 33 Wechselwirkungen des Gesamtsystems

34 Bild: CeraCon GmbH 34 Kombinierter Prozess

35 35 Ingenieurbüro FISCHER Dipl.-Ing. (FH) Simone M. Fischer Talstraße Lauterbach Fon