Ein Leitfaden zur Oberflächenhärtung von grafischen Overlay-Materialien

Was sind Oberflächenhärtungsbehandlungen?

Oberflächenhärtungsbehandlung Bezeichnet den Prozess der Härtung der Oberflächenschicht von Materialien unter Beibehaltung eines zähen Kerns. Dadurch werden Verschleißfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Haltbarkeit deutlich verbessert, ohne die intrinsischen Eigenschaften des Materials zu beeinträchtigen. Für grafische Overlay-Materialien – transparente Schutzschichten für Displays, Touchscreens und Bedienfelder – ist dieser Prozess unerlässlich, um die Produktlebensdauer zu verlängern und die Klarheit bei täglicher Beanspruchung zu erhalten. 

Was ist Oberflächenhärtung? Verwendete Behandlungen Wofür?

Grafische Overlays dienen als erste Verteidigungslinie für Membranschalteroberflächen. Die Oberflächenhärtung schützt diese Materialien vor:

• Abrieb: Widersteht Kratzern durch Stifte, Finger oder Reinigung.

• Chemikalien: Hält der Einwirkung von Lösungsmitteln, Ölen oder Schweiß stand.

• Auswirkungen: Verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen versehentliches Fallenlassen oder Druck.

Ohne Aushärtung können Materialien wie Kunststoffe leicht zerkratzen, trüben oder sich zersetzen, was zu einer verringerten Nutzbarkeit und Ästhetik führt.

Gängige Oberflächenhärtungsbehandlungen

1. Hartbeschichtung (UV-härtende Beschichtungen)

• Prozess: Auftragen einer harten, transparenten Schicht (z. B. Beschichtungen auf Basis organischer Kieselsäure oder Acrylharze) durch Tauchen, Rollen oder Sprühen. Die Beschichtung verbindet sich chemisch mit dem Untergrund und sorgt so für eine verbesserte Haftung.

• Vorteile:

  • Hervorragende optische Klarheit und Flexibilität in der Anwendung.

  • Kann eine Härte von bis zu erreichen6–8 Stunden (auf der Bleistifthärteskala) für PMM.

• Nachteile:

  • Potenzial für ungleichmäßige Beschichtung bei falscher Anwendung (z. B. Streifen oder dünne Stellen).

  • Möglicherweise ist eine genaue Kontrolle der Viskosität und der Aushärtungsbedingungen erforderlich.

 2. Chemisch härtende Beschichtungen:

Diese bilden durch chemische Reaktionen eine harte Schutzschicht auf der Materialoberfläche. Gängige chemisch härtende Beschichtungen sind Silan- und Fluorkohlenwasserstoffbeschichtungen. Chemisch härtende Beschichtungen werden typischerweise zum Härten von Glas und PMMA verwendet und bieten eine hervorragende Verschleißfestigkeit und chemische Beständigkeit.

3. Plasmabehandlung:

Die Plasmabehandlung verbessert die Oberflächenhärte und Haftung mithilfe von Plasma. Diese Technologie eignet sich für verschiedene Materialien, darunter Polymere und Glas. Der Prozess ist schadstofffrei und somit umweltfreundlich.

Verschiedene Materialien erfordern unterschiedliche Oberflächenhärtungsbehandlungen:

1. PMMA (Polymethylmethacrylat): PMMA, auch Acryl genannt, ist eine leichte und bruchsichere Alternative zu Glas. Je nach Härtungsverfahren kann PMMA nach der Härtung eine Oberflächenhärte von 3H bis 4H erreichen. UV-härtende und chemisch härtende Beschichtungen werden häufig auf PMMA aufgebracht.

2. Polycarbonat (PC)-Folien: PC-Folien zeichnen sich durch hohe Schlagfestigkeit und Transparenz aus. Durch Oberflächenhärtung kann die Härte von PC-Folien auf etwa 2H bis 3H erhöht werden. UV-härtende Beschichtungen sind besonders effektiv für PC-Folien und bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Härte und Flexibilität.

3. Polyesterfolien (PET): PET-Folien werden aufgrund ihrer hervorragenden chemischen Beständigkeit und Dimensionsstabilität häufig verwendet. Durch Härtungsbehandlungen kann die Oberflächenhärte von PET-Folien auf etwa 2H bis 3H erhöht werden. UV-härtende und Plasmabehandlungen werden häufig für PET-Folien eingesetzt.

4. Glasplatten: Glas ist von Natur aus hart, aber Oberflächenbehandlungen können seine Eigenschaften noch weiter verbessern. Chemisch gehärtetes Glas kann eine Oberflächenhärte von 7H bis 9H erreichen. Chemisch härtende Beschichtungen und Plasmabehandlungen sind effektive Methoden für Glas.

Anwendungen der Oberflächenhärtungsbehandlung für grafische Overlay-Materialien

Die Oberflächenhärtungsbehandlung von grafischen Overlay-Materialien wird in vielen Bereichen eingesetzt, unter anderem:

• Industrielle Bedienfelder: Bedienfelder, die rauen Umgebungen und häufigem Betrieb ausgesetzt sind, profitieren von einer Härtungsbehandlung für verbesserte Haltbarkeit und Zuverlässigkeit.

• Medizinische Geräte: Medizinische Umgebungen erfordern Materialien mit hoher chemischer Beständigkeit und Sauberkeit. Eine Härtebehandlung erfüllt diese Anforderungen.

• Unterhaltungselektronik: Touchscreens und Gehäuse von Smartphones, Tablets und anderen Unterhaltungselektronikgeräten profitieren von einer Härtungsbehandlung, die die Kratzfestigkeit und Haltbarkeit verbessert und so das Benutzererlebnis steigert.

• Automobilindustrie: Gehärtete Oberflächen der Displays und Bedienfelder im Auto gewährleisten eine stabile Leistung in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit.