Vorbehandeln für Druck und Benetzbarkeit
Bedrucken

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Optimierte Oberflächenbenetzung für Druck und Beschichtung

Eine optimale Oberflächenbenetzung ist der erste und oft entscheidende Schritt um einen guten Aufdruck, eine homogene Beschichtung, eine gleichmäßige Lackierung oder einen materialschlüssigen Klebstoffauftrag zu bekommen. Die Verbindung an dieser Grenzfläche bestimmt oft die Langlebigkeit und die Haftfestigkeit dieser Materialpaarung.

Ein Maß für die Benetzbarkeit ist die Oberflächenenergie in J/m2 . Niederenergetische Oberflächen haben eine geringe Benetzungsneigung, Oberflächen mit hoher Oberflächenenergie sind benetzungsfreudig. Bei Flüssigkeiten wird anstelle der Oberflächenenergie üblicherweise die Oberflächenspannung in N/m angegeben.

Wasser hat eine Oberflächenspannung von 72 mN/m, Alkohol hat eine Oberflächenspannung von ca. 22 mN/m. Alkohol benetzt die meisten Oberflächen besser als Wasser. Bei Flüssigkeiten ist die Oberflächenenergie gleich der Oberflächenspannung und der Messung leicht zugänglich.

Optimierte Oberflächenbenetzung für Druck und Beschichtung

Verbesserung der Benetzbarkeit

Hingegen kann die Oberflächenenergie von Festkörpern praktisch nur indirekt gemessen werden, indem der Kontaktwinkel bestimmt wird, der zwischen dem Festkörper und einer oder mehreren Flüssigkeiten mit bekannter Oberflächenspannung an der Phasengrenze ausgebildet wird. Eine einfache qualitative Methode sind Testtinten mit abgestufter Oberflächenspannung. Genauer ist die Beobachtung des Kontaktwinkels eines kleinen Flüssigkeitströpfchens auf der Oberfläche mit einem Goniometer.

Kontaktwinkel in der Oberflächenbehandlung

Kontaktwinkel

Damit wird sich eine wasserbasierte Tinte nur sehr schlecht auf einer Kunststofffolie auftragen lassen. Jeder kennt diesen Effekt, der versucht hat eine Plastikfolie (z.B. aus Polyethylen) mit einem Filzschreiber zu beschriften.

Die meisten technischen Kunststoffe haben eine geringe Oberflächenenergie von < 30mN/m und liefern erst dann ein gute Bedruckbarkeit wenn die Oberflächenenergie auf deutlich über 40 mN/m bei wasserbasierten Farben angehoben wird bzw. auf deutlich mehr als 50 mN/m bei UV härtenden Druckfarben.

Schnell und problemlos wird die optimale Oberflächenenergie erreicht, wenn die Oberfläche einem atmosphärischen Plasma ausgesetzt wird.

Das Tampondruckverfahren ist das wichtigste Verfahren zum Bedrucken von Kunststoffkörpern. Dabei wird das Druckbild über einen elastischen Stempel, meist aus Silikon geformt, vom farbbedeckten Klischee auf das zu bedruckende Objekt übertragen.

Die Ausführungsformen sind sehr vielfältig und reichen vom einfachen Aufstempeln bis zu Hochgeschwindigkeits-Rotationstampondruck. Der Tampondruck ist ideal zum Druck auf relativ komplex geformte Oberflächen.

Gute Beispiele sind das Bedrucken von Spritzen, Spielzeugen, CDs, Geschirr, Schraubverschlüssen bei Getränkeflaschen, Feuerzeugen, Blechdosen, Smart Cards, und Münzen. Auch im Automotive-Bereich werden viele Teile im Tampondruck beschichtet, wie zum Beispiel die Blinker- oder Scheibenwischerhebel. Die Kombination von Tampondruck mit einer atmosphärischen Plasma-Vorbehandlung liefert scharfe und qualitativ optimale Druckbilder auf allen Materialien.

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