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Corona Vorbehandlung

Grundsätzlich können Sie die Corona-Vorbehandlung nutzen, um die Haftung von Klebstoffen, Beschichtungen, Farben und Lacken auf Folien aus Polyolefinen (Polyethylen, Polypropylen etc.) zu ermöglichen und zuverlässig zu gewährleisten. Um das zu erreichen, muss die jeweilige Folienoberfläche für eine kurze Zeitspanne einer elektrischen Corona-Entladung gezielt ausgesetzt werden.

Wie läuft eine Corona-Vorbehandlung ab?

Bei einer Corona-Vorbehandlung von Kunststoffen bzw. Folien geht es explizit um die Hochspannungsentladung zwischen zwei Elektroden (Elektrode und Gegenelektrode). Dadurch wird die Luft, die im Elektrodenspalt vorhanden ist, ionisiert. Für die Entladung bzw. die Vorbehandlung kommt dabei ein so bezeichnetes Corona-System zum Einsatz. Dieses System beinhaltet mit der eigentlichen Corona-Station und dem auf Hochfrequenz ausgerichteten Generator zwei wesentliche Hauptkomponenten.

Die Aufgabenverteilung im Detail

Der Generator ist dafür zuständig, einen Resonanzkreis anzutreiben, der sich aus einem Transformator und mehreren Elektroden zusammensetzt. Die beiden Komponenten befinden sich direkt in der sogenannten Corona-Station. Für das Antreiben des Resonanzkreises nimmt der Generator aus dem verfügbaren Stromnetz eine eingehende Wechselspannung auf und wandelt diese um.

Durch diesen Vorgang kommt es zu einer Hochspannung von rund 30 Kilovolt (kV) im Rahmen einer Frequenz von maximal etwa 30 Kilohertz (kHz). Das führt zu einer Plasma-Entladung zwischen zwei Elektroden. Die Gefahr eines Hochspannungsüberschlags wird dabei durch das bestehende Dielektikum zwischen den Elektroden verhindert.

Das Dielektikum erfüllt gleichzeitig zwei wesentliche Aufgaben

Ein Dielektrikum lässt sich hier als nicht leitende oder nur schwachleitende Substanz definieren. Diese Substanz kann ein Feststoff, eine Flüssigkeit oder ein Gas sein. Bei der Corona-Vorbehandlung verhindert das Dielektikum aber nicht nur einen Hochspannungsüberschlag, sondern ermöglicht auch die Ausbreitung des Plasmas.

Dadurch wird die gesamte Elektrodenfläche mit Plasma bedeckt. Es handelt sich hierbei um eine Art Plasma-Entladung. Genau dieser Vorgang wird dann auch als Corona bezeichnet. Dabei können Sie in der Station unterschiedliche Elektrodenkonfigurationen eingeben, sodass Sie die jeweilige Anwendung optimal ausführen bzw. bedienen können. Die Folie selbst wird dabei durch das Corona-System geführt. Möglich ist dies zum Beispiel über eine polierte Stahlwalze, wobei ein enger Kontakt zwischen Folienbahn und Elektrode gewährleistet sein muss.

Durch die zwischen den Elektroden stattfindende Entladung entstehen dabei reaktive Spezies, die eine Wechselwirkung zur Polymeroberfläche aufbauen und diese aktivieren. Dies gelingt, indem direkt in die obersten Moleküllagen sauerstoffhaltige Gruppen eingebracht. Dadurch wird der polare Anteil der Oberflächenenergie erhöht.

Homogenität beim Abstand stellt einen wichtigen Erfolgsfaktor dar

Sie können jetzt mithilfe des erzeugten Plasmas die jeweiligen Folienoberflächen oder andere bahnförmige Materialien wie gewünscht vorbehandeln. Die Gegenelektrode fungiert dabei quasi als Walze. Der Abstand zwischen Elektrode und Walze bzw. Gegenelektrode liegt in der Regel zwischen 1,5 und zwei Millimetern. Eine homogene Einstellung ist hier enorm wichtig, um sehr gute Prozessergebnisse zu erzielen.

Wann ist eine Corona-Vorbehandlung sinnvoll?

Gerade bei Kunststoffoberflächen ist das Benetzen mit Flüssigkeiten schwierig, da sie sich zumeist hydrophob präsentieren. Daher ist es auch kaum möglich, Klebstoffe oder Druckerfarbe nachhaltig auf Oberflächen dieser Art aufzubringen. Um die Haftung zu verbessern, wird die Oberfläche durch eben die Corona-Vorbehandlung entsprechend bearbeitet und aktiviert.

Wir nutzen diese spezielle Art der Vorbehandlung vorzugsweise bei unseren optimont®-Polyesterfolien. Und das aus gutem Grund: Diese Folien weisen eine sowohl wasserabweisende als auch elektrisch gut isolierte, polare Oberflächenbeschaffenheit auf. Diese Eigenschaften bewirken, dass sich die Folien schlecht beschichten oder bedrucken lassen. Die jeweilige Vorbehandlung wird dabei in der Regel "inline" vorgenommen.

Dank der speziellen Corona-Vorbehandlung, bei der die Folien mit einer Wechselspannung von etwa 15.000 Volt beschossen werden, kommt es zu der zuvor bereits skizzierten polaren und dispersiven Wechselwirkung. Das verbessert die Oberflächenspannung und damit dann auch die späteren Hafteigenschaften.

Was genau bewirkt die Corona-Entladung?

Im Fokus der Corona-Vorbehandlung steht immer die Verbesserung der Haftung auf Folienoberflächen. Durch die Corona-Entladung wird dabei die mikroskopische Rauigkeit verändert. Das führt im folgenden Prozessverlauf zu einer erhöhten Kontaktfläche für Beschichtungen, Klebstoffe, Laminate oder Druckfarben.

Außerdem wird die Oberfläche im Rahmen der Corona-Vorbehandlung zusätzlich oxidiert. Dieser Vorgang sorgt für eine veränderte Benetzbarkeit der Oberfläche, was dann wiederum eine chemische Verknüpfung der Folienoberflächen mit Druckfarben, verschiedenen Beschichtungen oder Laminaten ermöglicht.

Was können wir für Sie tun?

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