Flammenbehandlung

Flammenbehandlung, auch als Flammveredlung bezeichnet, ist ein Verfahren zur Oberflächenmodifikation von Materialien, insbesondere Kunststoffen, bei dem eine kontrollierte Gasflamme auf die Oberseite des Werkstücks gerichtet wird, um die Oberflächenenergie zu erhöhen und die Benetzbarkeit sowie die Haftung von Beschichtungen, Lacken oder Klebstoffen zu verbessern. Das Verfahren beeinflusst die äußerste Grenzfläche, ohne die Masse oder die chemischen Eigenschaften des Innenmaterials signifikant zu verändern.

Durch die Oxidation der Oberfläche entstehen polare Funktionsgruppen wie Hydroxyl-, Carbonyl- oder Carboxylreste. Das erhöht die Oberflächenenergie und senkt die Kontaktwinkel von Wasser und anderen Flüssigkeiten, wodurch Beschichtungen besser haften.

Flammenbehandlung wirkt vor allem bei unpolaren, hydrophoben Kunststoffen wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP); empfindlichere oder bereits oxidierte Oberflächen lassen sich weniger gut behandeln. Die Wirkung ist zeitlich begrenzt; die Oberflächenenergie neigt im Verlauf von Tagen bis Wochen wieder zu niedrigerem Wert (Alterung), weshalb Nachbehandlungen oder zeitnahe Beschichtungen empfohlen werden.

Typische Geräte verwenden eine direkt durchwandernde oder indirekte Flamme, mit festgelegtem Abstand, Flammtemperatur, Verweilzeit und Geschwindigkeit. Wichtige Parameter: Flammtemperatur, Abstandsregelung, Fördergeschwindigkeit, Gaszusammensetzung. Sicherheitsaspekte: Flamme, Verbrennungsgase, Funkenflug; gute Belüftung und Schutzmaßnahmen erforderlich.

Anwendungsbereiche sind Verpackungen, Folien, Klebstoff- und Lackanwendungen in der Kunststoffverarbeitung; als Alternative oder Ergänzung zu Flammenbehandlung kommen Plasmabehandlung, Korona- bzw. Plasmadüsen infrage. Die Verlässlichkeit hängt von Material, Vorbehandlung, Lagerung und Qualität des Druck- oder Klebstoffsystems ab. Messmethoden umfassen Kontaktwinkelmessungen und Oberflächenenergietests.