Plasmabehandling för starkare limfog
Ett sätt att mångfaldigt öka styrkan i en limfog mot plast kan vara plasmabehandling. Denna teknik blir allt viktigare eftersom fler nya och spännande material införs.
Vid limning är materialytorna viktiga eftersom limmet fäster till det yttersta skiktet på ytan. Om ytan är smutsig eller har svaga ytskikt är det generellt sett svårt att få till en stark fog. För att förbättra styrkan i fogen finns kemiska eller mekaniska förbehandlingsmetoder.
Förbehandling
Att limma mot plast kan vara svårt. Vissa plaster upplevs som feta på ytan och har ganska låg ytenergi. De flesta känner till att det är svårt att få något att fästa till PTFE/Teflon men det är också svårt att få lim att fästa till exempelvis polyeten och polypropen, två vanliga plaster som vi har i konsumentprodukter runt omkring oss. Exempel på produkter är plastfilm, hushållsartiklar, leksaker, behållare mm.
För att öka styrkan mot plasten eller för att ens kunna limma ihop detaljen kan förbehandlingsmetoder som plasma, corona eller flamning användas. En plasmabehandling förändrar ytan kemiskt och har en viss rengörande effekt.
I bild 2 ses en plastyta där halva ytan är plasmabehandlad. Den ena vattendroppen är lägre. Det är på den sidan som är plasmabehandlad och beror på att ytenergin hos plasten har ökat. Ytan drar då till sig droppen bättre. Samma effekt har ytan på lim, där limmet dras ned mer effektivt mot ytan och tillsammans med nya reaktiva kemiska grupper kan en starkare fog bildas vid limning.
Plasmabehandling
Swerea IVF bedriver sedan många år forskning inom plasmabehandling och innehar flera plasmautrustningar som används i forskning och uppdrag. Studier har gjorts för att undersöka plasmabehandlingens effekt på ett flertal plaster, lacker och textiler men också för att införa kvalitetssäkring av konsumentprodukter.
I ett tidigt projekt undersöktes olika förbehandlingsmetoder på flera svårlimmade plaster för att se hur dessa påverkade fogen långsiktigt såväl som kortsiktigt. Resultaten visade att skjuvhållfastheten för exempelvis polypropen ökade till mer än 300% efter plasmabehandling jämfört med vid limning av obehandlade ytor. Effekten av plasmabehandling minskar ju längre tid som går från behandling till limning, men vid ett produktionsstopp motsvarande en vecka från plasmabehandling till limning fanns fortfarande tillräckligt med effekt kvar vid limning för att mer än dubblera hållfastheten i fogen jämfört med obehandlad yta.
I ett av de pågående forskningsprojekten inom atmosfärsplasmabehandling, som genomförs tillsammans med svensk fordonsindustri, underleverantörer och utrustningsleverantörer, forskas det om effektiv rutlimning med plasmabehandling. Detta för att skapa ytomvandling och rengöring av lacken så att en ännu starkare fog kan skapas. Projektet PERU, finansierat av Vinnovas FFI-program, pågår just nu och har hittills visat att flera typer av industrinära smuts kan reduceras och i vissa fall helt avlägsnas med hjälp av plasmabehandling.
Användning
Plasmabehandling kan genomföras manuellt så väl som automatiserat i ett industriellt flöde. Fortfarande är användningen relativt begränsad i Sverige men en ökning sker med tanke på att utrustningarna har utvecklats och blivit relativt enkla, snabba och billiga att använda.
Se mer om limning på http://www.youtube.com/watch?v=3VcMy8gDQ1E. Kontaktpersoner på Swerea IVF är Ola Albinsson och Åsa Lundevall.
Fakta: Plasmabehandling hur funkar det
Plasmabehandling kan användas för att skapa funktionella grupper i en yta, öka ytenergin, öka tvärbindningsgraden, rengöra, förändra de hydrofila egenskaperna, med mera.
Reaktionerna som skapas i en plasma är framför allt fria radikaler och kommer ifrån interaktion av joner och elektroner med ytan. Kraften i plasmabehandlingen är stark nog för att bryta kol-kol-bindningar i ytan.
Plasmabehandling kan antingen genomföras i kammare under vakuum eller i atmosfärstryck. Den kan även utföras över en stor yta eller lokalt.
Text Åsa Lundevall
