Müheloser Installieren

Gleitlacke sind flüssige Substanzen, die in einem Lackierverfahren auf die Oberflächen der Kunststoffbauteile aufgebracht werden. Für Massenkleinteile, dazu gehören auch Einzelteile von Installationsklemmen, Steck- oder Schraubverbindungen der Elektrotechnik, kommt dabei ein Trommel-Beschichtungsverfahren zum Einsatz. Große Mengen der Bauteile werden in die Trommeln eingefüllt und bei kontinuierlicher Drehung der Trommel hauchdünn und gleichmäßig mit dem flüssigen Gleitlack besprüht. Durch die Drehbewegung glättet sich die feine Schicht und der Gleitlack trocknet bei den leicht erhöhten Bearbeitungstemperaturen. Im Gegensatz zu diversen Tauchverfahren entstehen bei dieser Art des Beschichtungsauftrages keine Tropfen oder ähnliche Unebenheiten.

Für einen dauerhaften Halt der Beschichtung auf den Komponenten müssen diese zuvor in speziellen Reinigungs- und Plasmaprozessen behandelt werden. Kunststoffe lassen sich ohne eine entsprechende Reinigung und Vorbehandlung nicht mit flüssigen Substanzen beschichten. Ihre geringe Oberflächenenergie verhindern eine gleichmäßige Benetzung und Verbindung mit den Gleitlacken. Nach einer nasschemischen Vorreinigung werden die Teile daher im Niederdruckplasma zuerst einer Feinstreinigung unterzogen. Bei dieser Plasmareinigung werden dabei letzte Spuren störender Verschmutzungen entfernt, die einer Benetzung im Wege stehen. Dies sind bei Kunststoffen neben diversen oberflächlichen Rückständen auch Zieh- oder Trennmittel, die bei der Produktion der Bauteile zum Einsatz kommen. In einem anschließenden Arbeitsschritt werden die Bauteile dann noch im Plasma aktiviert. Dabei erhöht sich die Grenzflächenenergie der Kunststoffe, sie können im anschließenden Beschichtungsverfahren gleichmäßig und zuverlässig lackiert werden und verbinden sich mit der Beschichtungssubstanz. Nach dem Trocknen haftet die Schicht fest auf der Oberfläche und bietet eine permanente Trockenschmierung. Plasma- und Beschichtungsprozesse werden dabei computergestützt durchgeführt und bieten daher größtmögliche Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit.

Auch in der Elektrotechnik zeigt sich der Nutzen von Funktionsbeschichtungen. Die dauerhaft trockengeschmierten Komponenten, Installationsklemmen, Steck- oder Schraubverbindungen lassen sich mit weit geringerem Kraftaufwand fügen und Schalter oder Hebel sehr viel leichter betätigen. Mit dem Einsatz geeigneter Gleitlacke können Füge- und Betätigungskräfte um bis zu 70 % reduziert werden. Installationen gehen dadurch leichter und sehr viel schneller von der Hand. Zumeist werden die Beschichtungen in transparenter Ausführung angeboten. Sie bieten so in erster Linie ihre Funktion als Montage- und Betätigungserleichterung, verdecken jedoch nicht die Farbe der Komponenten. Bedeutende Firmen- oder Anschlussspezifische Farben der einzelnen Bauteile bleiben dadurch weiterhin für den Anwender sichtbar. Leider werden durch die Feinstreinigung, die zur Vorbereitung der Bauteile für den eigentlichen Beschichtungsprozess erforderlich ist, neben den störenden Verunreinigungen auch eventuelle Bedruckungen von den einzelnen Komponenten entfernt. Sind solche jedoch absolut notwendig, kann auf spezielle, bedruckbare Gleitlackvarianten zurückgegriffen werden. Alternativ können die Funktionsbeschichtungen auch als farbige Versionen zum Einsatz kommen. Neben den funktionellen Vorteilen für ein verbessertes Handling bieten diese bunten Gleitlacke auch die Möglichkeit, einzelne Komponenten und Anschlüsse in der Anwendung speziell zu kennzeichnen. Ob in diesen Fällen eine zusätzliche Bedruckung mit speziellen Kennzeichen oder Schriftzügen weiterhin notwendig ist, bleibt ganz dem Anwender überlassen.

Um im Niederdruck Plasma zu erzeugen, wird ein Prozessgas durch Energiezufuhr angeregt. Dies erfolgt durch das Anlegen eines elektromagnetischen Feldes. Auch die Anregungsfrequenz beeinflusst die Ausprägung der verschiedenen Plasmaeigenschaften und –effekte.

Typischerweise unterscheidet man in der Technik drei Frequenzbereiche: Niederfrequenz-Plasma (NF) mit 40 kHz, Hochfrequenz-Plasma (HF) mit 13,56 MHz, teilweise auch Radiofrequenz-Plasma (RF) genannt und Mikrowellen-Plasma (MW) mit 2,45 GHz.

Grundsätzlich lässt sich kein Frequenzbereich generell als der richtige oder beste bewerten, da viele Faktoren bei der Auswahl eine Rolle spielen. Die Niederfrequenz- und die Hochfrequenzanregung spielen bei der Behandlung von Dichtungen eine übergeordnete Rolle.

In der Reinigung und Aktivierung insbesondere von Dichtungen hat sich in den letzten Jahren der Niederfrequenzbereich als praktikabel erwiesen. Dementsprechend gängig ist der Einsatz von Niederdruckplasma Anlagen mit Niederfrequenz—anregung bei 40 kHz. Das so erzeugte Niederdruckplasma ist relativ homogen. Die Ionenenergien sind recht hoch, die Sputtereffekte dadurch verstärkt, jedoch gut nutz- und kontrollierbar. Bedingt durch die relativ geringe Plasmadichte laufen Reaktionen im Niederfrequenz-Plasma jedoch langsamer ab, wodurch Behandlungszeiten entsprechend länger ausfallen. Das Plasma wird bei dieser Art Anlagen oft direkt in der Behandlungskammer erzeugt, wodurch alle Bauteile mit dem Wechselfeld belastet werden. Da die Anlagentechnik vergleichsweise robust und dabei erschwinglich ist, werden bisher Anlagen mit niedriger Anregungsfrequenz bevorzugt. Technisch attraktive Alternativen mit höheren Anregungsfrequenzbereichen sind bisher eher dünn gesät.

Der Einsatz von Hochfrequenzen zur Erzeugung eines Niederdruckplasmas bietet aus Sicht der Effizienz bei der Behandlung von Elastomer- und sonstige Kunststoffbauteilen einige Vorteile. Die so erzeugten Plasmen zeichnen sich durch eine höhere Plasmadichte aus, bei zugleich mittleren Ionenenergien und damit etwas geringeren Sputtereffekten. Die Homogenität der Hochfrequenz-Plasmen ist im Vergleich zu Niederfrequenz-Plasmen allerdings etwas geringer, was sich bei der Behandlung von Bauteilen auswirken kann. Bei herkömmlich ausgelegten Plasmaanlagen werden teilweise die Maschinenbauteile durch Eintrag von Wärme oder durch das Plasma selbst stärker belastet und unterliegen daher einem höheren Verschleiß. Auch die in der Regel vergleichsweise höheren Anschaffungs- und Wartungskosten hemmten bisher den breiten Einsatz der Hochfrequenztechnologie bei der Nutzung für die Behandlung von Massenkleinteilen.