DSA100
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Technical Note Technical note: Industry section: Cleaning, Coating, Printing, Surface Pretreatment Ming Jin and Dr. Thomas Willers DSA100L mit Liquid Needle Dosing Unit – DS3252 Method: Keywords: wetting, adhesion, quality control, contact angle, surface treatment, cleaning Inline-Prozesskontrolle der Benetzbarkeit durch Kontaktwinkelmessung auf sich bewegenden Oberflächen Die schnelle Dosiertechnik Liquid Needle und eine flexible Softwareschnittstelle ebnen den Weg für eine integrierte Qualitätsprüfung Bei der Qualitätssicherung für die Reinigung und Vorbehandlung von Oberflächen hat die Kontaktwinkelmessung den Schritt vom Prüflabor in die Fertigungshalle vollzogen. Möglich wurde dies dank der Entwicklung schneller und mobiler Messtechniken. Mit dieser Machbarkeitsstudie gehen wir noch weiter und zeigen einen Weg auf, wie Kontaktwinkelmessungen potentiell als Prüfmethode für unterbrechungsfreie Inline-Prozesskontrollen eingesetzt werden können. Zwei jüngere Innovationen von KRÜSS eröffnen diese Perspektive: die sehr schnelle Dosiertechnologie Liquid Needle, welche Kontaktwinkelmessungen auf beweglichen Proben erlaubt, und die Software-Schnittstelle ADVANCE API, mit der die Einbindung vollautomatischer Oberflächenanalysen in beliebig komplexe Informationssysteme möglich wird. Foto: Plasmatreat Bei zahlreichen Produktionsprozessen werden Oberflächenbehandlungen an Materialien vorgenommen, um diese für weitere Verarbeitungsschritte vorzubereiten. Typische Beispiele sind die Reinigung von Oberflächen vor dem Verkleben oder die Plasmabehandlung einer Polymeroberfläche, um sie für eine nachfolgende Beschichtung zu aktivieren und damit bestmögliche Benetzung und Haftung zu erzielen. Da die Benetzung direkt durch den Kontaktwinkel wiedergegeben wird, ist die Kontaktwinkelmessung eine hervorragende Methode, um die Wirksamkeit solcher Vorbehandlungsmethoden zu überprüfen [1]. Vorbehandlungen finden häufig an sich kontinuierlich bewegenden Proben statt. Eine Inline-Kontrolle solcher dynamischen Prozesse war aus den beiden folgenden Gründen bisher nicht möglich: KRÜSS GmbH | Borsteler Chaussee 85 | 22453 Hamburg | G

1. Das Absetzen eines Tropfens mit einem klassischen Nadeldosiersystem ist für sich bewegende Proben zu langsam; der Tropfen verschmiert auf der Oberfläche. Versuche, die Tropfen auf die Probe zu schießen, scheitern an zu großen Aufprallgeschwindigkeiten, die zu verfälschten Kontaktwinkeln und größeren Fehlerbalken führen. 2. Es fehlte an einer Technologie, um Kontaktwinkelmessungen in ein umfassendes Informationssystem zu integrieren, Ergebnisse automatisch mit Probeninformationen zu synchronisieren oder sogar Rückkopplungen mit Prozessparametern wie Reinigungsoder Aktivierungsdauer...

vermessen. Die dunkelblaue Kurve zeigt die Kontaktwinkel auf der unbehandelten PP-Probe und die hellblaue die Kontaktwinkel auf der nur teilweise plasmabehandelten Probe. Eine Atmosphärenplasmabehandlung resultiert in kleineren Wasserkontaktwinkeln. Ein Vergleich der beiden Kurven zeigt daher deutlich die Positionen, an denen keine Plasmabehandlung stattgefunden hat. In einem Produktionsprozess würden an diesen Stellen nun voraussichtlich Benetzungsprobleme zu Qualitätsmängeln führen. Über die ADVANCE-API kann die Software jedoch direkt nach der Messung Rückmeldung geben, so dass...