• Fehler: Blasenbildung v. a. in Kantennähe
  
• Substrat: Polycarbonat
• Ursache: Rissbildung im Substrat

Bild 1 und 2:REM-Aufnahmen im Gut- (links) und im Schlechtbereich (rechts) zeigten, dass eine Verunreinigung auf der Basis von Salzen auszuschließen ist. Um die Blase ist eine Zwischenschicht sichtbar. Quelle: DFO

Bei der Beschichtung von Polycarbonat-Bauteilen kam es nach dem Kondenswasser-Klima-Test zur Blasenbildung in der Beschichtung. Diese Blasenbildung trat vermehrt im Bereich der Kanten auf. Beschichtet waren die Bauteile einschichtig mit einem Lösemittellack. Zunächst vermutete man eine Verschmutzung des Untergrundes, da diese sehr häufig die Ursache von Blasen sind. Angenommen wurden Verschmutzungen wie z.B. Handschweiß (enthält wasserlösliche Salze). Diese wirken dann bei der Feuchtraumlagerung hygroskopisch und erzeugen dadurch Blasen. Mit der Untersuchung wurde die Deutsche Gesellschaft für Oberflächenbehandlung (DFO) beauftragt. Im ersten Schritt hat die DFO die Fehlerstellen mit einem Mikrotom präpariert, um zu sehen, an welcher Stelle und in welchem Bereich der Fehler auftritt. Dies ist sehr wichtig, damit hinterher an der richtigen Stelle im Prozess eingegriffen werden kann.
Im vorliegenden Fall konnte man eine deutliche Blasenbildung zwischen Substrat und Beschichtung sowie eine Substanz erkennen, die im Gutbereich nicht zu sehen war. Um diese Distanz zu identifizieren, wurde nun eine REM/EDX-Analyse des Gut- und Schlechtbereiches (Bild 1 und 2) durchgeführt. Diese dient dazu, einzelne chemische Elemente und deren prozentualen Anteil in diesem Bereich zu detektieren. Es zeigten sich sowohl im Gut- als auch im Schlechtbereich lediglich Kohlenstoff und Sauerstoff. Damit konnte eine Verunreinigung auf Basis von Salzen ausgeschlossen werden. Da die Bildgebung der Rasterelektronenmikroskopie (REM) auf dem Kontrast der unterschiedlichen Elemente basiert, lässt sich der Zwischenbereich hier nicht so kontrastreich darstellen. Im weiteren Präparationsverlauf wurde eine Blase mit dem Skalpell schräg angeschnitten. Hier konnte man eine weitere Schicht mit dem REM feststellen (Bild 3).

Bild  Nach dem Anschnitt der Blase konnte man mit dem REM eine weitere Schicht feststellen. Quelle: DFO

Da man mit der REM-Analyse keine organischen Verbindungen nachweisen kann, wurde die Fehlstelle noch mit einem IR-Mikroskop untersucht und die Schicht eindeutig als Polycarbonat identifiziert. Substanzen wie Fette oder Öle ließen sich nicht nachweisen. Aufgrund der Ergebnisse wurde vermutet, dass es sich bei Fehlerbild um eine Delamination des Kunststoffes (Kohäsionsbruch) handeln musste. Die Frage, die sich nun stellte, lautete: Warum tritt es hauptsächlich im Kantenbereich auf? Um Antworten zu finden, fanden Versuche mit dem im Lack enthaltenen Lösemittel statt. Dieses wurde auf die Rückseite des Substrates getropft. Dabei zeigte sich ein identisches Fehlerbild, d.h. eine Rissbildung im Substrat. Da im Kantenbereich die Lackschichtdicke (und dadurch auch die Lösemittelmenge) durch den Kantenaufbau immer höher ist, als auf der Fläche, lie߃ sich auch erklären, warum das Fehlerbild hauptsächlich im Kantenbereich auftritt. (Video zur Schichtdickenmessung)

Nicole Dopheide

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