DE4438992A1

DE4438992A1 - Method and appts. for application of antistatic transparent surface coatings on electrically insulating products

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Publication number: DE4438992A1
Application number: DE19944438992
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Chem Dr Weber; Iris Dipl Chem Dr Traus; Steffen Dipl Phys Dr Jaeger; Claus-Peter Dipl Chem D Klages
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2014-11-01
Also published as: DE4438992C2

Abstract

The method concerns application of anti-static transparent surface coatings on electrically insulating products made of plastics. It is characterised by introduction of appropriate initial compounds (precursors) into the reaction zone of a flame and/or discharge field and an array of the products to be coated within the reaction zone - which is under atmospheric or only slightly reduced pressure - until formation of a layer thickness of less than 50 nm and an area resistance of less than 10<10> ohm.cm. The closed chamber (1) houses at least one pair of electrode rods (3) subjected to an alternating voltage (4) so that corona discharge is maintained between them. The product of polymer plastic to be coated is located in the flow field of a reactive gas outside the actual discharge zone.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbringung von antistatischen trans parenten Oberflächenbeschichtungen auf elektrisch isolierende Gegenstände aus Kunststoff, wie Behälter, Folien oder dergleichen.The invention relates to a method and a Device for applying antistatic trans Parent surface coatings on electrical insulating objects made of plastic, such as containers, Foils or the like.

Kunststoffe leiten, wenn sie nicht speziellen Behand lungen unterworfen wurden, den Strom nicht oder nur sehr schlecht. Sie werden als elektrische Isolatoren bezeichnet. Für Kunststoff, wie Polyolefinen, Poly carbonat, Polymethylmethacrylat, PVC-hart, ABS-Poly merisat, Polyoxymethylen, Polytetrafluorethylen u. dgl. liegen die gemessenen Durchgangswiderstände bei oder oberhalb von 10¹² Ω cm. Plastics conduct when they are not specially treated lungs were subjected to the current or not very bad. They are called electrical insulators designated. For plastics such as polyolefins, poly carbonate, polymethyl methacrylate, PVC hard, ABS poly merisat, polyoxymethylene, polytetrafluoroethylene u. Like. The measured volume resistances are at or above 10¹² Ω cm.

Werden solche Kunststoffe als Isolatoren eingesetzt, beispielsweise als Leiterdrahtummantelungen, Dielek trika in Kondensatoranordnungen u.ä., sind derart hohe Widerstandswerte willkommen. Insbesondere wird eine elektrostatische Aufladung von Kunststoffen ver fahrenstechnisch genutzt für die Fertigung von Staub filtern, Elektretmikrophonen, aber auch in Trockenko pierern und vielen weiteren modernen Industrieproduk ten mehr. Weniger gefragt oder gar hinderlich für den Benutzer sind die elektrostatischen Eigenschaften der Kunststoffe dort, wo ihre statische Aufladung Schmutzpartikel anziehend stört oder gar Gefahren bringen kann. Wenn die von der Isolierstoffoberfläche nicht abfließende elektrische Ladung eine Aufla dungsdichte von ca. 100 e⁻ (Elementarladungen) pro µm² erreicht, übersteigt die lokale Feldstärke die Durch schlagsfestigkeit der Atmosphärenluft, so daß es zu lokalen Funkenentladungen kommen kann. Für Benzinbe hälter aus Kunststoff, aber auch in der Raketentech nik, werden solche Gefahrenquellen seit langem sehr ernstgenommen und durch interne oder externe Beauf schlagung des Kunststoffmaterials mit Antistatika weitgehend ausgeschlossen. Die Gefahr einer starken lokalen elektrostatischen Aufladung erhöht sich für nicht mit Antistatika vorbehandelte Kunststoffe ins besondere dort, wo durch mechanische Reibungskräfte hohe Feldstärken erreicht werden, so beispielsweise beim Füllen oder Entleeren von Behältern.If such plastics are used as insulators, for example as conductor wire sheaths, Dielek trika in capacitor arrangements and the like are such high resistance values welcome. In particular an electrostatic charge on plastics ver technically used for the production of dust filter, electret microphones, but also in dry con pierers and many other modern industrial products ten more. Less in demand or even a hindrance to him Users are the electrostatic properties of the Plastics where their static charge Attracting dirt particles disturbs or even threats can bring. If that from the insulating surface electrical charge that does not drain away density of approx. 100 e⁻ (elementary charges) per µm² reached, the local field strength exceeds the through impact resistance of the atmospheric air, so that it too local spark discharges. For gasoline plastic container, but also in rocket technology nik, such sources of danger have long been very taken seriously and by internal or external representatives Beat the plastic material with antistatic agents largely excluded. The danger of a strong one local electrostatic charge increases for plastics not pretreated with antistatic agents especially where there is mechanical friction high field strengths can be achieved, for example when filling or emptying containers.

Neben internen Antistatika, die in Form von Ruß-, Metallpartikeln od. dgl. in den Kunststoff homogen eingelagert sind, kommen sogenannte externe Antista tika, die auf die Kunststoffoberflächen als leitende Filmschicht aufgetragen werden, wobei sich insbeson dere hygroskopische Beschichtungen bewährt haben, zur Anwendung. Für die Schichtabscheidungen auf Oberflä chen bedient man sich häufig der Abscheidung aus der Gasphase (Chemical Vapor Deposition CVD). Hierbei reagieren die gasförmigen Komponenten unter Bildung eines festen Films auf der Substratoberfläche, so daß es entweder zu Diffusionsvorgängen der Ausgangsstoffe an der Oberfläche und/oder Adsorption der Ausgangs stoffe an der Oberfläche und/oder chemischen Reaktio nen der adsorbierten Stoffe untereinander oder mit nachgelieferten Ausgangsstoffen und/oder zur Desorp tion gewisser Reaktionsprodukte von der Oberfläche und/oder Diffusion der Reaktionsprodukte in der Gas phase kommt. Die Art, der Anteil und die Gesamtge schwindigkeit der einzelnen Reaktionen hängen hierbei von den entscheidenden Prozeßparametern, wie der Tem peratur und dem Druck ab. Die Bedampfung wird derge stalt vorgenommen, daß die bei gegebenen Temperaturen gasförmig vorliegenden oder über die Erwärmung und Verdampfung einer Flüssigkeit in die gasförmige Phase über führten Komponenten in einen Reaktor mit ein stellbarer Gasflußdynamik eingeleitet werden und hier in Kontakt mit den zu beschichtenden Oberflächen ge langen, wobei sie sich wenigstens teilweise nieder schlagen. Für diese chemische Dampfabscheidung eignen sich besonders Metallhalogenide und metallorganische Verbindungen, da hier die Prozeßtemperaturen unter halb von 500°C liegen können und bei Atmosphärendruck gearbeitet werden kann.In addition to internal antistatic agents in the form of soot, Metal particles or the like. Homogeneous in the plastic external Antista come in tika that on the plastic surfaces as a conductive Film layer are applied, in particular whose hygroscopic coatings have proven useful for Application. For layer deposition on surfaces Chen one often uses the separation from the Gas phase (Chemical Vapor Deposition CVD). Here the gaseous components react to form a solid film on the substrate surface so that it either leads to diffusion processes of the starting materials on the surface and / or adsorption of the output substances on the surface and / or chemical reaction the adsorbed substances with each other or with subsequently supplied raw materials and / or for desorp tion of certain reaction products from the surface and / or diffusion of the reaction products in the gas phase is coming. The type, the proportion and the total ge The speed of the individual reactions depend on this of the crucial process parameters, such as the tem temperature and pressure. The evaporation becomes severe stalt made that at given temperatures present in gaseous form or via heating and Evaporation of a liquid in the gaseous phase introduced components into a reactor adjustable gas flow dynamics are initiated and here in contact with the surfaces to be coated long, at least partially down beat. Suitable for this chemical vapor separation especially metal halides and organometallic ones Connections, because here the process temperatures below can be half of 500 ° C and at atmospheric pressure can be worked.

Die Literatur erwähnt auch Plasmabeschichtungsverfah ren. Das Plasma wird demnach durch eine Glimmentla dung im Druckbereich von ca. 0,013 bis 1,3 × 10² Pa er zeugt. Hier ist die Tatsache besonders wichtig, daß sich im Plasma kein Temperaturgleichgewicht ausbil det. Während die Moleküle eine kinetische Energie entsprechend der Prozeßtemperatur haben, ist die Tem peratur der Elektronen um eine bis zwei Größenordnun gen höher. Das führt zu Reaktionsprodukten, die an sonsten nur bei hohen Temperaturen erzeugt werden können. Mit Hilfe dieser Methode lassen sich somit Beschichtungen bei wesentlich niedrigeren Temperatu ren auch auf temperaturempfindlichen Materialien ab scheiden. Als Nachteile für dieses Verfahren gibt die Literatur einen zu kleinen Durchsatz, schlechte Kan tenbedeckung und Filmeigenschaften sowie hohe Parti kelgenerierung während des Beschichtungsvorganges an.The literature also mentions plasma coating processes ren. The plasma is accordingly by a Glimmentla in the pressure range from approx. 0.013 to 1.3 × 10² Pa er testifies. It is particularly important here that there is no temperature equilibrium in the plasma det. While the molecules have a kinetic energy according to the process temperature, the tem temperature of the electrons by one to two orders of magnitude higher. That leads to reaction products that otherwise only be generated at high temperatures can. With the help of this method you can Coatings at much lower temperatures ren also on temperature sensitive materials divorce. The disadvantages for this method are Literature too low throughput, bad channel Coverage and film properties as well as high parts kel generation during the coating process.

Auch zählt die metallorganische Dampfbeschichtung zum Stand der Technik, die für fast alle Metalle mit Aus nahme der Alkali- und Erdalkalimetalle realisierbar ist. Die häufigsten Prozesse sind dabei zum einen die thermische Abscheidung, zum anderen die Pyrolyse von organometallischen Komponenten. Auch die Wasserstoff reduktion von Metallhalogeniden, Oxyhalogeniden, Car bonylhalogeniden oder anderen sauerstoffhaltigen Kom ponenten findet Anwendung. Neben der bekannten Wolf ramabscheidung werden nach diesem Verfahren Schichten aus transparenten Metalloxyden, z. B. SnO₂, In₂O₃, V₂O₅ sowie Metallsicide aufgebracht.Organometallic steam coating is also part of the State of the art for almost all metals with Aus Alkali and alkaline earth metals can be used is. The most common processes are the one thermal deposition, on the other hand the pyrolysis of organometallic components. Even the hydrogen reduction of metal halides, oxyhalides, car bonyl halides or other oxygen-containing com components is used. In addition to the well-known wolf Ram deposition becomes layers using this process made of transparent metal oxides, e.g. B. SnO₂, In₂O₃, V₂O₅ as well as metal silicide applied.

In diesem Zusammenhang war die Erzeugung von Haftver mittlerschichten auf Metallen auf dem Gebiet der Me tall-Kunststoff-Fügetechnik in der Vergangenheit eine wichtige Anwendungsmöglichkeit. Nicht bekannt ist es, die vorstehend beschriebene CVD-Technik (Chemical Vapor Deposition) auch für die Oberflächenbeschich tung von Kunststoffen zur Ausbildung einer leitfähi gen transparenten Oberflächenschicht einzusetzen. Gleichwohl ist es bekannt, Kunststoffe durch Beflam mung thermisch vorzubehandeln oder auch mittels Coro na-Entladung elektrisch vorzubehandeln. Diese Vorbe handlung diente der Erhöhung der Polarität solcher Oberflächen, was zu einer entscheidenden Verbesserung der Verklebbarkeit und/oder Bedruckbarkeit von Poly mer-Kunststoffen führt. Die Aufbringung von Metall oxyden durch Bedampfung hat beispielsweise zu einer entscheidenden Verbesserung bei der Fertigung von dünnwandigen Einweg-Glasflaschen geführt.In this context, the generation of Haftver middle layers on metals in the field of Me tall plastic joining technology in the past one important application. It is not known the above-described CVD technique (Chemical Vapor deposition) also for surface coating processing of plastics to form a conductivity against the transparent surface layer. Nevertheless, it is known to attack plastics through pretreatment thermally or also with Coro pre-treat na discharge electrically. This vorbe act served to increase the polarity of such Surfaces, resulting in a decisive improvement the bondability and / or printability of poly mer plastics. The application of metal Oxides by vapor deposition, for example, have become one decisive improvement in the manufacture of led thin-walled disposable glass bottles.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die be kannte thermische Vorbehandlung von Polymer-Kunst stoffen durch Beflammung bzw. elektrische Vorbehand lung durch Corona-Entladung mit dem CVD-Verfahren derart zu kombinieren, daß sich eine transparente leitfähige Beschichtung des Polymer-Kunststoffes her stellen läßt.The object of the present invention is to be known thermal pretreatment of polymer art substances by flame or electrical pretreatment by corona discharge using the CVD process to combine so that there is a transparent conductive coating of the polymer plastic can put.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Kennzei chen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale erfin dungsgemäß erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser Aufgabenlösung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to this problem is given in the indicator chen of claim 1 features invented achieved in accordance with. Advantageous configurations and There are further developments of this task solution from the subclaims.

Besonders vorteilhaft ist es bei dem vorliegenden Verfahren, Beschichtungen von Zinn-, Zink- oder Indi umoxiden auf Polymer-Kunststoffoberflächen aufzu bringen, die zur weiteren Verbesserung ihrer Leit fähigkeitseigenschaften zusätzliche Dotierungen auf weisen, wie Aluminium, Fluor oder Antimon. Solche Dotierstoffe können sowohl Metallverbindungen als auch Nichtmetallverbindungen sein.It is particularly advantageous in the present case Processes, coatings of tin, zinc or indi umoxiden on polymer plastic surfaces bring that to further improve their guiding ability properties additional doping have, such as aluminum, fluorine or antimony. Such Dopants can be both metal compounds also be non-metal compounds.

Sollen hygroskopische Beschichtungen hergestellt wer den, so lassen sich hierfür als Beispiele SiO_x-, SO_x- oder PO_x- sowie BO_x-haltige Beschichtungen angeben, da sie als saure Materialien zu einer Erhöhung der Protonenkonzentration führen. Hierzu zählen auch sol che Beschichtungen, die sich von der Borsäure ablei ten.If hygroscopic coatings are to be produced, then SiO _x , SO _x or PO _x and BO _x- containing coatings can be given as examples, since they lead to an increase in the proton concentration as acidic materials. These also include coatings that are derived from boric acid.

Werden solche Beschichtungen nach dem herkömmlichen CVD-Verfahren abgeschieden, dann sind diese als transparente leitfähige Beschichtungen so noch nicht brauchbar. Für die Herstellung geeigneter transparen ter leitfähiger Beschichtungen auf Polymer-Kunststof fen bedarf es vielmehr einer zusätzlichen Aktivie rung, um gewisse reaktionskinetische Hemmungen über winden zu können. Solche reaktionskinetische Hemmun gen überwindenden Eigenschaften werden einer derarti gen Beschichtung erst dann und für den Fachmann über raschend zuteil, wenn die Beschichtung bei Atmospä rendruck oder gegenüber diesem nur leicht abgesenkten Unterdruck im Reaktionsbereich einer Flamme und/oder eines Entladungsfeldes, nämlich einer Corona-Entla dung, erfolgt. Nur wenn geeignete Ausgangsverbindun gen, sogenannte Prekursoren, dem Brenngas oder der Luft für die Flammenbildung bzw. einem geeigneten Trägergas in der Entladungszone hinzugefügt werden, sind im Reaktionsbereich Bedingungen gegeben, die zu einer einwandfreien transparenten und leitfähigen Beschichtung führen. In innigem Kontakt mit der Flam menbeaufschlagung bzw. der Entladung bilden sich auf der Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes die transparente und gleichzeitig leitfähige Eigenschaf ten aufweisenden Reaktionsprodukte der Prekursoren unter Anwesenheit geeigneter weiterer gasförmiger Verbindungen aus.Such coatings are made according to the conventional CVD process deposited, then these are called transparent conductive coatings not yet useful. Suitable transparencies for the production conductive coatings on polymer plastic Rather, an additional asset is required tion to overcome certain reaction kinetic inhibitions to be able to winch. Such reaction kinetic inhibition overcoming properties become one such coating only then and for the specialist given quickly if the coating at Atmospä pressure or only slightly lowered compared to this Negative pressure in the reaction area of a flame and / or a discharge field, namely a corona discharge dung, takes place. Only if suitable output connections gen, so-called precursors, the fuel gas or the Air for flame formation or a suitable one Carrier gas can be added in the discharge zone, there are conditions in the reaction area which are too a perfect transparent and conductive Lead coating. In close contact with the Flam overpressure or discharge build up the surface of the object to be coated transparent and at the same time conductive property reaction products of the precursors in the presence of suitable other gaseous ones Connections out.

Es ist besonders vorteilhaft, bei der vorliegenden Verfahrensweise flüchtige Prekursoren einzusetzen, damit sie gasförmig dem Brenngas oder der Luftzufuhr zur Flamme bzw. dem Trägergas bei der Corona-Entla dung problemlos zudosierbar sind.It is particularly advantageous in the present How to use volatile precursors so that they are gaseous to the fuel gas or the air supply to the flame or the carrier gas in the corona discharge dosing can be easily added.

Für Oberflächenbeschichtungen auf PO_x-Basis sind Phosphine, Ester oder Amide der Phosphorsäure, phos phorigen Säure, unterphosphorigen Säure, Phosphonsäu re und Phosphinsäure besonders geeignete Prekursoren.For surface coatings based on PO _x , phosphines, esters or amides of phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, phosphonic acid and phosphinic acid are particularly suitable precursors.

Für Beschichtungen auf Borat-Basis sind es die Bor säure-alkylester, und für SiO_x-basierende Beschich tungen ist es besonders vorteilhaft, Silan, Kiesel säureester, Tetramethylsilan, Disiloxane und/oder Disilazane als Prekursoren einzusetzen.For borate-based coatings, it is the boric acid alkyl esters, and for SiO _x -based coatings, it is particularly advantageous to use silane, silicic acid esters, tetramethylsilane, disiloxanes and / or disilazanes as precursors.

Unter Inkaufnahme des Nachteiles, daß bei dem Be schichtungsvorgang korrosive Halogenwasserstoffe frei werden, lassen sich als Prekursoren auch günstig Ha logenide einsetzen. Für die Abscheidung von dotierten elektronenleitenden Oxidschichten auf der Basis von Zn, Sn, In, Al, Sb und F steht eine Vielzahl kommer ziell erhältlicher Substanzen zur Verfügung, so z. B. die Alkyle für Zn, Sn, In und Al sowie CF₄ für Fluor und dergleichen mehr.Taking into account the disadvantage that the Be layering process corrosive hydrogen halide free can also be used as precursors Ha use logenide. For the deposition of doped electron-conducting oxide layers based on Zn, Sn, In, Al, Sb and F are available in a variety of ways currently available substances are available, e.g. B. the alkyls for Zn, Sn, In and Al and CF₄ for fluorine and the like.

Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden:The present invention is based on the following two exemplary embodiments are explained in more detail:

1) Conductive ZnO: Al coating from a butane-air flame

Als Prekursor für das Zinkoxid wird das unter Normal bedingungen flüssige Diethylzink (DEZ) und für die Aluminium-Dotierung das unter Normalbedingungen flüs sige Trimethylaluminium (TMA) verwendet.As a precursor for zinc oxide, this is below normal conditions liquid diethyl zinc (DEZ) and for the Aluminum doping that flows under normal conditions Trimethyl aluminum (TMA) is used.

Ein Butangasstrom wurde vor Erreichen des die Flamme erzeugenden Brenners durch flüssiges DEZ und TMA ge leitet, wobei der Butangasstrom entsprechend vorgege benen Bedingungen bestimmte Dosierungen an TMA und DEZ gasförmig in den Flammenbereich trägt.A stream of butane gas was released before reaching the flame producing burner by liquid DEZ and TMA ge conducts, the butane gas flow being given accordingly conditions certain doses of TMA and DEZ gaseous in the flame area.

Zur genügenden Anreicherung des Butangasstromes mit DEZ und TMA wurde ein in der Technik bekannter Bubb ler oder eine Gaswaschflasche verwendet. Die Einstel lung der DEZ und TMA-Anteile im Brenngas wurde über die Temperierung der Flüssigkeiten vorgenommen. Zu erst wurde das Butangas mit einer Fließrate von 5 Litern pro Minute durch das TMA geleitet, welches auf 5°C temperiert wurde. Danach wurde das mit TMA ange reicherte Butangas durch das gleichfalls flüssige DEZ geleitet,welches auf 20°C temperiert wurde.For sufficient enrichment of the butane gas flow with DEZ and TMA became a bubb known in the art or a gas wash bottle. The setting The DEZ and TMA shares in the fuel gas were transferred the tempering of the liquids. To only the butane gas was at a flow rate of 5 Liters per minute passed through the TMA, which on 5 ° C was tempered. Then it was advertised with TMA enriched butane gas through the equally liquid DEZ passed, which was tempered to 20 ° C.

Die Flamme wurde mit einem Luftstrom von 50 Litern pro Minute gezündet. Das zugesetzte DEZ und TMA wird in der Flamme oxidiert und führt zur Bildung einer elektrisch leitfähigen ZnO:Al-Schicht auf einem Poly styrolsubstrat. Widerstandsmessungen nach der Vier punktmethode ergaben, daß sich der Oberflächenwider stand von 9 × 10¹¹ Ω (unbehandeltes Polystyrol) auf 1 × 10⁹ Ω senken ließ und somit eine Antistatikbeschich tung erzielt wurde.The flame was with an air flow of 50 liters ignited per minute. The added DEZ and TMA will oxidized in the flame and leads to the formation of a electrically conductive ZnO: Al layer on a poly styrene substrate. Resistance measurements after the four point method showed that the surface resist rose from 9 × 10 11 Ω (untreated polystyrene) 1 × 10⁹ Ω lower and thus an anti-static coating tion was achieved.

2. Conductive borate coating from a corona discharge in O₂

Die beigefügte Abbildung zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für die Herstellung einer leitfähigen Boratbeschichtung aus einer Corona-Entla dung in Sauerstoff. Innerhalb einer Kammer 1 sind danach paarweise und in gleichem Abstand zueinander Elektrodenstäbe 3 angeordnet, wobei jeder der Elek trodenstäbe zylinderförmig von einem Dielektrikum 2, hier aus Aluminiumoxid-Keramik, umgeben ist. Zwischen jeweils zwei benachbarten Elektrodenstäben 3 liegt die Wechselspannung eines Generators 4 von hier 9 kV mit einer Frequenz des Wechselfeldes von 20 kHz. Hierbei zeigt sich die Corona-Entladung 10 zwischen den paarweise angeordneten Elektrodenstäben 3, in deren Bereich über die Zuleitung 7 Sauerstoff einge führt wird. Innerhalb der Kammer 1 sind in der darge stellten Weise gegenüber der Elektrodenstabreihe meh rere Substrate 4 aus Polyethylen auf einem Substrat halter 5 angeordnet, wobei über entgegengesetzte Zu führungen 8 zwischen den Elektrodenstäben 3 und der Substratanordnung außerhalb der reinen Sauerstoffent ladungszone der Corona-Entladung 10 Zuführungen 8 in die Wandungen der Kammer 1 eingebracht, und über die Zuführung 8 wird Reaktivgas zusammen mit Sauerstoff als Trägergas eingeleitet. Mittig gegenüber der Sau erstoffzufuhr 7 zu den Corona-Entladungen 10 wird in der Anordnung hinter der Substratplatte 5 über eine gedrosselte Pumpe die Atmosphäre der Kammer 1 abge pumpt, so daß hierdurch ein leichter Druckunterschied entsteht, der eine gezielte Störung der zugeführten Gase definiert. Durch die geführte Konvektion der in die Kammer 1 eingeleiteten Gaskomponenten wird die gewünschte leitfähige Schicht ausschließlich auf den Substraten, nicht jedoch auf der Elektrodenanordnung abgeschieden. Der erforderliche Sauerstoff wurde hierbei einer Druckflasche entnommen. Das Trimethyl borat (TMB) einem Vorratsgefäß, das auf 100°C, d. h. die Siedetemperatur des TMB thermostatisiert war. Der Oberflächenwiderstand des unbehandelten Polyethylens wurde von 8 × 10¹³ Ω cm nach Beschichtung auf 3 × 10⁹ Ω cm abgesenkt.The attached figure shows a device for carrying out the method for producing a conductive borate coating from a corona discharge in oxygen. Within a chamber 1 are then arranged in pairs and at the same distance from each other electrode rods 3 , each of the elec trode rods being cylindrical in shape from a dielectric 2 , here made of aluminum oxide ceramic. The alternating voltage of a generator 4 of here 9 kV with a frequency of the alternating field of 20 kHz lies between two adjacent electrode rods 3 . This shows the corona discharge 10 between the paired electrode rods 3 , in the area of which 7 oxygen is introduced via the feed line. Within the chamber 1 are presented in the manner shown compared to the electrode rod row several substrates 4 made of polyethylene on a substrate holder 5 , with opposite leads 8 between the electrode rods 3 and the substrate arrangement outside the pure oxygen discharge zone of the corona discharge 10 feeds 8 introduced into the walls of chamber 1 , and reactive gas is introduced together with oxygen as carrier gas via the feed 8 . In the middle opposite the oxygen supply 7 to the corona discharges 10 , the atmosphere of the chamber 1 is pumped out in the arrangement behind the substrate plate 5 via a throttled pump, so that this creates a slight pressure difference which defines a targeted disturbance of the supplied gases. Due to the guided convection of the gas components introduced into the chamber 1 , the desired conductive layer is deposited exclusively on the substrates, but not on the electrode arrangement. The required oxygen was taken from a pressure bottle. The trimethyl borate (TMB) a storage vessel, which was thermostatted to 100 ° C, ie the boiling point of the TMB. The surface resistance of the untreated polyethylene was reduced from 8 × 10 13 Ω cm after coating to 3 × 10⁹ Ω cm.

BezugszeichenlisteReference list

1 Rezipient
2 Dielektrikum
3 Elektrode
4 AC-Generator
5 Substratplatte
6 Substrate
7 Gaseinlaß Sauerstoff
8 Gaseinlaß Trimethylborat
9 Gedrosselte Pumpe
10 Sauerstoffentladung 1 recipient
2 dielectric
3 electrode
4 AC generator
5 substrate plate
6 substrates
7 Oxygen gas inlet
8 Trimethylborate gas inlet
9 Throttled pump
10 oxygen discharge

Claims

1. A method for applying antistatic transparent surface coatings on electrically insulating objects made of plastic, such as containers, foils or the like, characterized by the introduction of suitable starting compounds (precursors) in the reaction area of a flame and / or a discharge field and arrangement of the coating objects within the reaction area, which is under only slight negative pressure up to atmospheric pressure up to the formation of a layer thickness of <50 nm with a surface resistance of <10¹⁰ Ω cm.

2. The method according to claim 1 using a Flame for the reaction area, characterized in that the fuel gas by a liquid precursor for the metal oxide and another liquid precursor for the do the metal oxide with another do Animal substance is passed and gas as a mixture is fed into the flame.

3. The method according to claim 1 using a Corona discharge to form the reaction zone ches, characterized in that the alternating field for the formation of the corona discharge oxygen, Air or the like oxygen-containing gas fed and the reaction area (remote) for the reak causing the surface coating tion outside the actual discharge zone together at least one additional reactive gas is supplied with a carrier gas.

4. The method according to claim 1, characterized in that a hygroscopic Shoot layer on a polymer plastic that will.

5. Apparatus for carrying out the method according to claim 3, characterized in that at least one pair of electrode rods ( 3 ) connected to an alternating voltage ( 4 ) is arranged within a closed chamber ( 1 ), between which a corona discharge is maintained, and that outside the discharge union union within the chamber ( 1 ) of the polymer to be coated is arranged in the flow field of a reactive gas.