Die Kontaktwinkelmessungen an den Oberflächen von Polycarbonat und Polymethylmethacrylat (PMMA). Der Kontaktwinkel mit Wasser ist dabei ein Maß für die Hydrophilie einer Oberfläche: Je kleiner der Kontaktwinkel (gute Benetzbarkeit), umso höher ist die Hydrophilie der Oberfläche. (Bildquelle: Innovent)

Die Kontaktwinkelmessungen an den Oberflächen von Polycarbonat und Polymethylmethacrylat (PMMA). Der Kontaktwinkel mit Wasser ist dabei ein Maß für die Hydrophilie einer Oberfläche: Je kleiner der Kontaktwinkel (gute Benetzbarkeit), umso höher ist die Hydrophilie der Oberfläche. (Bildquelle: Innovent)

Die schlechte Haftung auf sehr vielen Kunststoffoberflächen kann durch eine Hydrophilierung – das heißt durch die Erhöhung der Oberflächenenergie – verbessert werden. Etablierte Prozesse dafür sind die Aktivierung der Oberflächen mittels Plasmaverfahren beziehungsweise Beflammung. Dabei werden die chemischen Bindungen an der Kunststoffoberfläche aufgebrochen und funktionelle Sauerstoffgruppen gebildet, was die Anbindung von Klebstoffen, Lacken und anderen Materialien ermöglicht. Der Effekt dieser Vorbehandlung ist stark abhängig vom verwendeten Kunststoff und nach kurzer Zeit reversibel, das heißt abgeklungen. Die Weiterbearbeitung dieser Kunststoffoberflächen sollte deshalb so schnell wie möglich erfolgen.

Innovent hat mit seinem Plasma-Verfahren vor allem eine erhebliche Verbesserung der Langzeit-Beständigkeit der hydrophilen Oberflächeneigenschaften erzielt. Die abgeschiedenen transparenten Siliziumoxid-Dünnschichten weisen hydrophile (das heißt wasserliebende) Benetzungseigenschaften auf; entsprechend beträgt der Kontaktwinkel nur wenige Grad. Bei einer sechsmonatigen Lagerung steigt der Kontaktwinkel langsam auf etwa 10° an; bei weiterer Lagerung erhöht sich der Kontaktwinkel dann recht schnell auf etwa 55° bis 60 °. Nach einer speziellen Auffrischung in wässriger Umgebung (Wasserlagerung 24 h) ist es bei mehr als einem Jahr alten Beschichtungen möglich, den Wasser-Kontaktwinkel als Maß der Benetzbarkeit von PMMA von 60° auf 30° zu senken, bei PC von 68° auf 44°. Diese signifikanten Ergebnisse wurden am Beispiel von PC und PMMA aufgezeigt. Als zusätzlicher Nebeneffekt wird durch die SiOx-Dünnschicht eine Antireflexwirkung auf beiden transparenten Polymeren erzielt. (dw)