Il plasma consente di temprare i pezzi di lavorazione con vari rivestimenti. A tale scopo, vengono immessi materiali di base liquidi e gassosi. Nel plasma, le sostanze di base , per lo più monomeri a catena corta, si collegano in rete per formare polimeri a catena lunga . La selezione delle materie prime incide sulle proprietà degli strati:
idrofobica (idrorepellente) | idrofila (idrorepellente all'acqua / bagnabile) | protezione antigraffio, protezione dalla corrosione | strati di carbonio | barriera / antidiffusione | simile al PTFE | rivestimenti scorrevoli / rivestimenti antiadesivi | promotori di adesione / primer | barriera all'acqua / al vapore acqueo | metallizzazione | nano-argento
Vantaggi del rivestimento al plasma
- Possibilità di strati estremamente sottili, a livello nm
- Possibilità di processi costanti, idonei alla produzione in serie grazie alla completa automazione
- Possibilità di un'ampia gamma di varianti
- Senza registrazione della temperatura
- Senza solventi
- Ottimo accesso alle fessure
- Adatto per pezzi e materiale sfuso
Rivestimento mediante polimerizzazione al plasma
Per il rivestimento con plasma a bassa pressione si immettono monomeri (gassosi o liquidi), che successivamente polimerizzano per effetto del plasma. Gli spessori dello strato ottenuti con la polimerizzazione al plasma hanno uno spessore di un micron. L'adesione degli strati alla superficie è ottima.
Per il rivestimento con il processo a getto di plasma (plasma atmosferico) i monomeri sono immessi direttamente nel fascio di plasma in forma gassosaper mezzo di gas di trasporto. In tal modo il monomero viene focalizzato e polimerizzato sulla superficie tramite il plasma. Lo spessore dello strato è di alcune centinaia di nanometri.
La tecnologia del processo è molto più complessa rispetto all'attivazione e allo sgrassaggio.
Ad es., possono essere prodotti strati barriera nei serbatoi di carburante, strati antigraffio su fari e CD, strati simili al PTFE, strati idrofobici, ecc.
Esistono tre processi di rivestimento affermatisi su scala industriale:
Rivestimenti idrofobici ► Monomero: ad esempio Esametildisilossano (HMDSO)
Strati simili al PTFE ► Monomero: gas di processo contenenti fluoro - vedere anche Epilamizzazione
Strati idrofili ► Monomero: acetato di vinile, esametildisilossano miscelato ad ossigeno (con quantità molto superiore di HMDSO rispetto a O2)
Polimero di carbonio
Fluoro
Plasma
Tetrafluormethane CF4
FAQ Domande frequenti
Quali effetti si ottengono con il rivestimento dei metalli tramite polimerizzazione al plasma?
Il rivestimento dei metalli mediante polimerizzazione al plasma consente di ottenere diversi effetti, ad esempio: un’attivazione che può durare da una a diverse settimane e l’applicazione non solo di strati decorativi ma anche funzionali. Per i metalli è generalmente particolarmente indicato l’uso di un impianto di sputtering.
È possibile rivestire le materie plastiche mediante polimerizzazione al plasma?
I materiali plastici possono essere rivestiti in modo piuttosto semplice tramite polimerizzazione al plasma. Il reparto specializzato nello sviluppo dei processi di Diener electronic sarà lieto di fornirvi informazioni sulla possibilità di soddisfare i vostri requisiti specifici.
È possibile, ad esempio, applicare un rivestimento antigraffio su CD e DVD senza comprometterne la qualità.
È possibile applicare rivestimenti simili al PTFE per aumentare la scorrevolezza dei prodotti trattati. Inoltre, è possibile applicare in modo mirato gruppi funzionali sulla superficie della plastica (ad es. gruppi amminici per applicazioni di bioanalitica).
È possibile rivestire vetro e ceramica mediante polimerizzazione al plasma?
L’unica difficoltà nel rivestire vetro e ceramica consiste nel preparare adeguatamente la superficie (vedi capitolo “Attivazione e incisione”). Una volta superata questa difficoltà, nulla ostacola più la versatilità di applicazione dei rivestimenti. La resistenza di adesione del rivestimento deve essere verificata caso per caso. In caso di “incompatibilità” tra lo strato e il materiale del substrato, potrebbe essere necessario applicare strati intermedi come agenti di adesione.
Quali strati è possibile realizzare con il plasma a bassa pressione e quali monomeri vengono utilizzati a tal fine?
Il plasma a bassa pressione è indicato principalmente per la produzione di rivestimenti idrofobici/idrofili, adesivi e lubrificanti.
Come monomeri vengono utilizzate sostanze contenenti silicio e carbonio. Tra queste figurano, ad esempio, vari acrilati e monomeri comuni contenenti silicio del tipo HMDSO.
Quali monomeri non devono essere utilizzati?
A causa della loro elevata tossicità, è vietato utilizzare gas e monomeri contenenti alogeni con il plasma atmosferico (F₂, Cl₂, Br₂, I)!
Quali spessori di rivestimento è possibile ottenere con il plasma a bassa pressione e come si possono misurare?
A seconda del tipo di rivestimento, è possibile ottenere spessori diversi, che dipendono da vari fattori quali, ad esempio, la geometria dei pezzi, la destinazione d'uso, la flessibilità e la stabilità del rivestimento e molto altro ancora. Il nostro reparto di ingegneria di processo sarà lieto di illustrarvi le soluzioni disponibili.
È possibile rivestire la polvere?
Sì, con un processo specifico è possibile il rivestimento di polveri. Gli impianti speciali di Diener electronic per polveri e materiali sfusi sono progettati appositamente per questo scopo.
È possibile rivestire i tessuti?
L'impianto speciale "roll-to-roll" a bassa pressione di Diener electronic consente di rivestire i tessuti. Tuttavia, la durata del trattamento non è adatta a cicli rapidi. I rivestimenti tessili, di norma, non sono né lavabili né resistenti all'abrasione.
