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Beschichten von Glas

Grenzflächenchemische Qualitätskontrolle von Glasverklebungen und behandelten Oberflächen

Glasoberflächen werden zu vielerlei Zwecken beschichtet: zur Sicherheit, für den Komfort oder für bessere Stabilität. Damit die Beschichtung gleichmäßig ist und lange hält, müssen Glasoberfläche und Coating auf den Beschichtungsvorgang vorbereitet werden. Unsere Kontaktwinkelmessinstrumente und Tensiometer unterstützen Glas verarbeitende Unternehmen beim Design und in der Qualitätssicherung des Coating-Prozesses.

Typische Anwendungen für Glasbeschichtungen

  • UV-Schutz
  • Hitzeschutz
  • Wasserabweisende Beschichtung (Autoglas, Brillengläser, Duschwände)
  • Splitterschutz
  • Easy-to-clean und selbstreinigende Beschichtungen
  • Graffitischutz

Beschichtung vorbereiten

Vor dem Beschichten müssen Glasflächen fettfrei und trocken sein. Ob die Reinigung vollständig und gleichmäßig ist, kann anhand der Benetzbarkeit gemessen werden, denn eine homogene Glasfläche weist überall den gleichen Wasserkontaktwinkel auf. Unsere mobile Messtechnik ermöglicht die zerstörungsfreie Messung beliebig großer Glasflächen.

Glasfläche und Beschichtung sollten oberflächenenergetisch so beschaffen sein, dass Wechselwirkungen zwischen den Phasen für gute Benetzung und Haftung sorgen. Zu diesem Zweck kann das Glas mit einem Kontaktwinkel-Messinstrument und das Coating mit einem Tensiometer genau charakterisiert werden. Wenn die Oberflächenspannung des Coatings niedriger ist als die freie Oberflächenenergie des Glases, kann mit einer guten Benetzung gerechnet werden.

Für die Haftung des Coatings ist das Verhältnis polarer und nicht-polarer (dispersiver) Wechselwirkungsanteile der Oberflächenspannung beider Phasen entscheidend. Je ähnlicher die anteiligen Polaritäten sind, desto besser haftet das Coating.

Zur Qualitätssicherung produzierter Glasflächen empfiehlt sich häufig folgender Prozess: Zunächst werden mit einem unserer stationären Kontaktwinkelmessinstrumente geeignete Grenzwerte im Labor ermittelt, deren Einhaltung dann jeweils mit unserem mobilen Instrument Mobile Surface Analyzer – MSA vor Ort überprüft wird.

Beschichtung beurteilen

Durch eine zerstörungsfreie Kontaktwinkelmessung kann nach dem Beschichten die Gleichmäßigkeit, Langzeitstabilität und der erzielte Beschichtungseffekt überprüft werden. Eine gleichmäßig beschichtete Glasfläche sollte – wie nach der Reinigung – überall den gleichen Kontaktwinkel aufweisen.

Die Langzeitstabilität der Beschichtung kann mit Hilfe von Belastungstests ermittelt werden, zum Beispiel durch die Messung nach unterschiedlich vielen Scheibenwischvorgängen beim Autoglas. Ist das Coating stabil, ändert sich der Kontaktwinkel auch nach vielen Zyklen nicht.

Das Charakteristikum gleichmäßiger hydrophober Coatings ist ein flächendeckend gemessener Wasserkontaktwinkel von über 90°. Aufschlussreich ist darüber hinaus die Messung des Abrollwinkels. Dieser kann mit Hilfe unseres Neigetisches ermittelt werden. Bei hydrophoben oder nanobeschichteten, selbstreinigenden Glasflächen setzt sich der Tropfen schon bei geringer Neigung in Bewegung.

KRÜSS Applikationsberichte

AR272: Warum Testtinten nicht die ganze Wahrheit über die freie Oberflächenenergie sagen

Bei 16 Materialien und plasmabehandelten Polymeren wird die SFE mit Kontaktwinkeln und Testtinten bestimmt. Die zum Teil großen Unterschiede beim Methodenvergleich erklären sich dadurch, dass Tintentests die polaren Anteile der SFE nicht berücksichtigen.

AR259: Inline-Prozesskontrolle mit dem MobileDrop: Überwachung der Reinigungsleistung bei Glasoberflächen

Die Effektivität der Reinigung von Glasscheiben vor der Verklebung in Isolierfenstern wird unmittelbar nach dem Reinigungsschritt überprüft. Indikator für erfolgreiche Entfettung des Glases ist ein kleiner Kontaktwinkel mit Wasser.

AR218: Optimization of antigraffiti coatings based on silicon-hybrid systems

Ein Antigraffiti-Coating aus Polysiloxan und PTFE zeigt mit steigendem PTFE-Anteil eine abnehmende freie Oberflächenenergie und -polarität und somit zunehmende Hydrophobie. Entsprechend hilft Kontaktwinkelmesstechnik bei der Einstellung des Mischungsverhältnisses.