HORUS-Prinzip: Trocknungsverhalten dünner Schichten

Messgeräte

HORUS-Standard
HORUS-1
HORUS-3
HORUS-4

Trocknungsverhalten

Mit dem HORUS hat die Firma FORMULACTION eine Messmethode zur Charakterisierung von dünnen Filmen und Beschichtungen entwickelt. Damit ist es möglich, durch ein nichtzerstörendes Messverfahren, das Kurz- und Langzeittrocknungsverhalten von Beschichtungen auf beliebigen Substraten messtechnisch zu erfassen. Der zu untersuchende Film kann auf beliebiges Material aufgebracht und sofort untersucht werden. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber anderen Messverfahren, die sich auf das Auftragen von Filmen auf Glas oder auf die Langzeitcharakterisierung beschränken. Mit dem patentierten Messverfahren bietet die HORUS-Innovation die Möglichkeit, das Trocknungsverhalten von Farben, Lacken, Tinten, Harzen oder den Einfluss von Additiven durch ein optisches Messverfahren auf verschiedensten Substraten zu untersuchen.

Messmethode

Das HORUS-Analysegerät (s. Abb.) besteht aus einer vibrationsfreien Platte und dem eigentlichen Messsystem, welches Laserlicht aussendet und sogenannte Speckle-Bilder erfasst. Ein Trägermaterial kann unter die Messköpfe des HORUS-Analysesystems gebracht werden. Der zu untersuchende Film wird durch manuelle oder automatische Beschichtung aufgetragen und befindet sich während der Messung jeweils unter einem Messkopf. In der dargestellten Gerätekonfiguration wird ein HORUS-Analysesystem mit zwei Messköpfen verwendet, so das zwei verschiedene Beschichtungen gleichzeitig charakterisiert und verglichen werden können. Die Anzahl der Messköpfe ist beim HORUS von 1 bis 4 wählbar.

Die auf der Diffuse Wave Spektroskopie (DWS) basierende Messmethode hat als Grundlage die Dynamische Lichtstreuung (DLS), erweitert auf die Phänomene der Mehrfachstreuung in konzentrierten Medien. Die von Partikeln rückgestreuten Laserintensitäten erzeugen auf einer CCD-Kamera sogenannte Specklebilder, die sich mit der Partikelbewegung verändern. Durch den Trocknungsprozess einer dünnen Schicht verringert sich die Bewegungsgeschwindigkeit der Partikel sukzessive, wenn durch Verdunsten o. a. immer weniger umgebende Flüssigkeit zur Verfügung steht. Die von FORMULACTION entwickelte Adaptive Speckle Imaging Interferometry analysiert die Veränderungsgeschwindigkeit dieser Speckle-Bilder bis zur Konstanz, d.h. bis zum Erreichen des Trockenzustandes.

Vorteile

Die Vorteile ergeben sich aus den oben dargestellten Messmöglichkeiten für Farben, Lacke, Tinten, Harze oder andere Probenarten, deren Trocknungsverhalten auf verschiedenen Trägermaterialien mit und ohne den Einfluss von Additiven zu verfolgen und vergleichend zu bewerten.

Beispiel

Untersucht wurden eine organisch- und eine wasserbasierte Farben, Schichtdicke 75 µm, auf Glas. Deutlich zu erkennen ist der langsamere Trocknungsverlauf der organisch-basierten Farbe (rot), während die wasserbasierte Farbe sehr schnell den Trockenzustand erreicht.

Literatur

Partikelwelt 9, S. 17-19
Partikelwelt 7, S. 13-16