DE102004061268A1 - Surface activation of plastic component involves treatment of component surface with gas containing ozone - Google Patents

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Abstract

An ozone-containing gas is produced and at least some areas of the component are subjected to the gas mixture to activate the surface for further processing stages. Ozone concentration in the process gas is not less than10ppm, preferably not less than25ppm. The ozone is produced from oxygen or oxygen-containing gas in an ozonizer by static electrical discharge or by UV(ultra-violet) radiation. The process gas may be fed into a gap (26) of constant depth between the surface (24) of the plastic component (22) and a boundary face. A hood may be placed over the component and the gap is formed between the component and the hood, whose contour follows that of the component and at a constant distance from it. Treatment may alternatively occur during the component molding stage in which one tool half (14) is partly opened and the process gas fed (18) into the gap (26). Process gas may also be directed onto the component surface via a nozzle (38) which is manually or automatically guided over the component surface. Components may also be treated by introducing them, via a sluice, into a chamber permanently filled with ozone-containing gas. An independent claim is included for a plastic component, in particular a vehicle component, manufactured by the claimed process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktivierung einer Kunststoffoberfläche eines Kunststoffformteils sowie ein solchermaßen hergestelltes Formteil.The The invention relates to a method for activating a plastic surface of a Plastic molding and a molded part thus produced.

Technische Kunststoffe bestehen häufig aus unpolaren Polymeren, was aufgrund ihrer geringen Oberflächenenergie zu einer schlechten Benetzbarkeit und somit geringen Haftfähigkeit von Lacken, Klebstoffen oder weiteren Kunststoffschichten führt, welche auf die Kunststoffoberfläche aufgebracht werden sollen. Um die Adhäsionseigenschaften solcher Kunststoffoberflächen zu verbessern, sind verschiedene Aktivierungsverfahren bekannt. Hierzu zählen neben rein physikalischen Aufrauungsverfahren, wie Schleifen oder Sandstrahlen, chemische Modifizierungen der Kunststoffoberfläche mit polaren funktionellen Gruppen (insbesondere Fluorierung, z. B. DE 35 32 086 A ) auch Techniken wie Beflammung, UV-Bestrahlung, Corona-Behandlung und Niederdruckplasma.Engineering plastics often consist of nonpolar polymers, which due to their low surface energy leads to poor wettability and thus low adhesion of paints, adhesives or other plastic layers, which are to be applied to the plastic surface. In order to improve the adhesion properties of such plastic surfaces, various activation methods are known. In addition to purely physical roughening methods, such as grinding or sandblasting, these include chemical modifications of the plastic surface with polar functional groups (in particular fluorination, eg. DE 35 32 086 A ) also techniques such as flame treatment, UV irradiation, corona treatment and low-pressure plasma.

Die Beflammung (z. B. DE 35 22 315 A ) ist die gebräuchlichste Vorbehandlungsmethode. Dabei wird in einem Abstand von wenigen Zentimetern eine Gasflamme, insbesondere eine Propan-, Butan- oder Erdgasflamme mit Sauerstoffüberschuss, über die Kunststoffoberfläche geführt.The flame treatment (eg DE 35 22 315 A ) is the most common pretreatment method. In this case, at a distance of a few centimeters, a gas flame, in particular a propane, butane or natural gas flame with oxygen excess, passed over the plastic surface.

Die Erhöhung der Haftfähigkeit unpolarer Kunststoffe mit UV-Bestrahlung wird in der Regel im Vakuum durchgeführt. Aus EP 0 833 859 B ist bekannt, die UV-Bestrahlung in Gegenwart von Sauerstoff durchzuführen, wobei eine Vielzahl aktivierter Sauerstoffspezies entsteht, die für die beobachtete Aktivierung verantwortlich gemacht wird.Increasing the adhesion of non-polar plastics with UV irradiation is usually carried out in a vacuum. Out EP 0 833 859 B It is known to perform the UV irradiation in the presence of oxygen to produce a variety of activated oxygen species which is responsible for the observed activation.

Bei der Corona-Behandlung werden von einem Hochfrequenzgenerator erzeugte Hochspannungsentladungen (10–60 kHz, 10–20 kV) über Elektroden auf die Kunststoffoberfläche übertragen. Die wenige Millimeter zur Oberfläche beabstandeten Elektroden werden dabei langsam über die Oberfläche bewegt. Bei diesem in Luft unter Normaldruck durchgeführten Verfahren werden energiereiche Ionen und Radikale erzeugt, welche die Kunststoffoberfläche bombardieren. Aufgrund des Elektrodensystems ist die Corona-Behandlung nur für flächige Substrate, etwa Folien geeignet.at The corona treatment are generated by a high frequency generator High voltage discharges (10-60 kHz, 10-20 kV) Transfer electrodes to the plastic surface. The few millimeters to the surface spaced electrodes are thereby moved slowly over the surface. In this process carried out in air under atmospheric pressure are high-energy Generates ions and radicals that bombard the plastic surface. Due to the electrode system, the corona treatment is only for flat substrates, suitable for films.

Bei der Aktivierung im Niederdruckplasma (z. B. DE 102 56 483 A ) werden die Kunststoffformteile im diskontinuierlichen Betrieb chargenweise in Kammern bei niedrigem Druck im Bereich von 0,1 bis 10 mbar mit einem geeigneten Prozessgas (Sauerstoff, Stickstoff, Fluor, Edelgase) mit einer Hochfrequenzspannung im Hz- bis GHz-Bereich beaufschlagt. Dabei werden Atome aus der Kunststoffoberfläche herausgeschlagen und die Oberfläche durch entstehende hoch aufgeladene beschleunigte Anionen, Elektronen und Atome des Plasmagases aktiviert. Das Verfahren zeichnet sich vor allem durch eine lange Haltbarkeit der Aktivierung im Bereich von 100 h sowie kurze Prozesszyklen im Minutenbereich aus. Auf der anderen Seite sind die hohen Investitionskosten und der zwangsweise diskontinuierliche Betrieb des Verfahrens von Nachteil sowie eine gewisse mit der Behandlung einhergehende Erwärmung der Kunststoffteile.When activated in low-pressure plasma (eg DE 102 56 483 A ) are the plastic moldings in batch operation in batches at low pressure in the range of 0.1 to 10 mbar with a suitable process gas (oxygen, nitrogen, fluorine, noble gases) acted upon by a high frequency voltage in the Hz to GHz range. In the process, atoms are knocked out of the plastic surface and the surface is activated by the formation of highly charged accelerated anions, electrons and atoms of the plasma gas. Above all, the process is characterized by a long service life of 100 hours and short process cycles in the minute range. On the other hand, the high investment costs and the compulsory discontinuous operation of the process of disadvantage and a certain associated with the treatment heating of the plastic parts.

Viele der vorgenannten Aktivierungsmethoden (Beflammung, UV-Bestrahlung, Corona-Behandlung) weisen den Nachteil auf, komplexen dreidimensionalen Strukturen aufgrund auftretender Schatteneffekte nicht zugänglich zu sein. Die Beflammung und Corona-Behandlung erfordern aufgrund der relativ geringen Haltbarkeit der Aktivierung eine rasche anschließende Weiterverarbeitung des oberflächenbehandelten Kunststoffteils und weisen eine nur geringe Intensität der Aktivierung auf. Problematisch an der Behandlung im Niederdruckplasma sind die hohen Investitions- und Betriebskosten. Die meisten der chemischen Oberflächenmodifizierungen sind mit dem Nachteil umweltschädlicher Neben- und Abfallprodukte belastet.Lots the aforementioned activation methods (flame treatment, UV irradiation, Corona treatment) have the disadvantage of complex three-dimensional structures not accessible due to shadow effects. The flame and Corona treatment require activation due to the relatively low durability a quick subsequent Further processing of the surface-treated Plastic part and have a low intensity of activation on. The problem with the treatment in low pressure plasma are high investment and operating costs. Most of the chemical surface modifications are more harmful to the environment with the disadvantage By-products and waste products loaded.

DE 100 24 172 A1 beschreibt die Erzeugung einer Diffusionssperrschicht für unpolare Stoffe durch Behandlung der Oberfläche der Kunststoffteile mit Ozon. Das Verfahren wird insbesondere für Kraftstofftanks angewandt, um die Diffusion von Kraftstoffen durch die Kunststoffwand zu hemmen. DE 100 24 172 A1 describes the generation of a non-polar substance diffusion barrier by treating the surface of the plastic parts with ozone. The method is particularly applied to fuel tanks to inhibit the diffusion of fuel through the plastic wall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aktivierung von Kunststoffoberflächen zur Verfügung zu stellen, das eine intensive und lang anhaltende Aktivierung bei möglichst geringen Investitions- und Prozesskosten erbringt und im Idealfall auch die Behandlung komplex gestalteter Oberflächen erlaubt. Das durch das Verfahren behandelte Kunststoffteil soll im besonderen Maße geeignet sein, mit weiteren Materialien dauerhaft verbunden zu werden.Of the Invention is based on the object, a method for activation of plastic surfaces to disposal to provide an intense and long-lasting activation preferably low investment and process costs and ideally also the treatment of complex surfaces allowed. That by the Process treated plastic part should be particularly suitable, to be permanently connected with other materials.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein ozonhaltiges Prozessgas zu erzeugen und die zu aktivierende Kunststoffoberfläche mit dem ozonhaltigen Prozessgas zumindest bereichsweise zu beaufschlagen. Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, dass Ozon einfach und kostengünstig zu erzeugen ist und in der Lage ist, auch in geringen Konzentrationen eine starke Polarisierung und damit Erhöhung der freien spezifischen Oberflächenenergie der Kunststoffoberfläche zu bewirken. Es wird vermutet, dass die Beaufschlagung mit dem sehr reaktiven Ozon zu der Erzeugung von Hydroxylgruppe auf der Kunststoffoberfläche führt. Die Aktivierung durch Ozon ist zudem sehr langlebig, so dass eine nachfolgende Weiterverarbeitung des Kunststoffteils, insbesondere eine Lackierung, Verklebung, Beflockung, Kaschierung, Metallisierung, Beschriftung, Beschäumung, Bespritzung oder dergleichen der aktivierten Kunststoffoberfläche nicht unmittelbar nach der Behandlung erfolgen muss. Vielmehr kann ein erfindungsgemäß oberflächenaktiviertes Kunststoffteil über viele Tage oder sogar Wochen zwischengelagert werden. Da das ozonhaltige Gas sich spontan in jede Raumrichtung verteilt, lassen sich auch komplex geformte Oberflächenstrukturen aktivieren, ohne dass unerwünschte Abschattungseffekte beobachtet werden. Die Verteilung kann über geeignete Luftführungsmaßnahmen noch beschleunigt werden.This object is achieved by a method having the features of claim 1. According to the invention, it is provided to produce an ozone-containing process gas and at least partially pressurize the plastic surface to be activated with the ozone-containing process gas. The invention takes advantage of the fact that ozone is easy and inexpensive to produce and is able, even in low concentrations a strong polarization and thus increase the free specifi surface energy of the plastic surface. It is believed that exposure to the highly reactive ozone results in the generation of hydroxyl group on the plastic surface. The activation by ozone is also very durable, so that a subsequent further processing of the plastic part, in particular a painting, gluing, flocking, lamination, metallization, labeling, foaming, spraying or the like of the activated plastic surface does not have to take place immediately after the treatment. Rather, a surface-activated plastic part according to the invention can be stored over many days or even weeks. Since the ozone-containing gas is spontaneously distributed in every direction in space, even complex-shaped surface structures can be activated without undesirable shading effects being observed. The distribution can be accelerated by suitable air control measures.

Besonders bevorzugt wird ein ozonhaltiges Prozessgas erzeugt, das eine Ozonkonzentration von mindestens 10 ppm, insbesondere mindestens 25 ppm oder mehr aufweist. Bei praktischen Durchführungen wurden auch Ozonkonzentrationen oberhalb von 85 ppm eingesetzt. Diese Konzentrationen garantieren eine äußerst intensive Aktivierung und ermöglichen eine Reduzierung der Prozesszeiten auf wenige Minuten oder Sekunden.Especially Preferably, an ozone-containing process gas is generated which has an ozone concentration of at least 10 ppm, in particular at least 25 ppm or more. For practical implementations ozone concentrations above 85 ppm were also used. These concentrations guarantee extremely intense activation and allow a reduction in process times to a few minutes or seconds.

Die Beaufschlagung der Kunststoffoberfläche mit einem extern erzeugten Gasstrom hat zudem den Vorteil, dass sich dieser beliebig und gezielt führen lässt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das ozonhaltige Prozessgas in einem Spalt, der zwischen der zu aktivierenden Kunststoffoberfläche und einer Begrenzung (Werkzeugwand oder dergleichen) verläuft, geführt wird. Als besonders vorteilhaft hinsichtlich eines gleichmäßigen Aktivierungseffektes hat sich insbesondere ein mit weitestgehend konstanter Schichtdicke (äquidistant) zur Kunststoffoberfläche verlaufender Spalt erwiesen. Dieser Spalt ist bevorzugt relativ eng im mm- oder cm-Bereich bemessen, so dass nur geringe Ozonmengen zur Füllung benötigt werden beziehungsweise schnell ein geeigneter Prozessdruck aufgebaut werden kann.The Loading the plastic surface with an externally generated Gas flow also has the advantage that this arbitrary and targeted to lead leaves. It is provided in particular that the ozone-containing process gas in a gap between the plastic surface to be activated and a boundary (tool wall or the like) runs, is guided. As particularly advantageous in terms of a uniform activation effect in particular has a largely constant layer thickness (Equidistant) extending to the plastic surface Gap proved. This gap is preferably relatively narrow in the mm or cm range, so that only small amounts of ozone are needed for filling or a suitable process pressure can be built up quickly can.

Die Erzeugung des Ozons kann aus einem sauerstoffhaltigen Gas, insbesondere Luft, oder reinem Sauerstoff in einem herkömmlich Ozongenerator erfolgen, bestehend aus einem Ozonisator, in dem zwischen zwei Elektroden eine stille elektrische Entladung aufrecht erhalten wird. Ebenfalls ist grundsätzlich bekannt, Ozon durch UV-Strahlung aus Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas (Luft) zu erzeugen. Die Entsorgung des umweltschädlichen Ozons kann in einfacher Weise in einer nachgeschalteten Ozonfalle, insbesondere einem Aktivkohlefilter erfolgen, in dem das Ozon absorbiert wird und zerfällt.The Generation of the ozone may consist of an oxygen-containing gas, in particular Air, or pure oxygen in a conventional ozone generator, consisting of an ozonizer, in which between two electrodes a silent electric discharge is maintained. Also is basically known, ozone by UV radiation from oxygen or oxygen-containing To produce gas (air). The disposal of the environmentally harmful Ozone can easily be trapped in a downstream ozone trap, especially an activated carbon filter, in which the ozone absorbs becomes and decays.

Die Ozonbeaufschlagung kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Gemäß einer ersten Ausführung wird eine Haube, vorzugsweise (jedoch nicht notwendig) eine die äußere Kontur des Kunststoffteils im Wesentlichen äquidistant nachbildende Haube, über das Kunststoffteil gesetzt und das ozonhaltige Prozessgas in den Spalt zwischen der Kunststoffoberfläche und der Haube geleitet.The Ozone can be realized in different ways. According to one first execution becomes a hood, preferably (but not necessary) one the outer contour the plastic part substantially equidistantly replicating hood over the Plastic part set and the ozone-containing process gas in the gap between the plastic surface and the hood headed.

Nach einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Ozonbeaufschlagung im Anschluss an die Herstellung des Kunststoffteils in einem Formwerkzeug, das beispielsweise ein Spritzgieß-, Tiefzieh-, Press- oder Tauchkantenwerkzeug oder dergleichen sein kann. Nach der Formgebung des Kunststoffteils wird eine Werkzeughälfte des Formwerkzeuges partiell zurückfahren und in die so erzeugte abgeschlossene Kavität das ozonhaltige Prozessgas geleitet.To an alternative embodiment the ozone is applied following the production of the Plastic part in a mold, for example, an injection molding, thermoforming, press or dip edge tool or the like. After shaping the plastic part becomes a mold half of the mold partially return and in the thus generated sealed cavity, the ozone-containing process gas directed.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Ozonbeaufschlagung durch manuelle oder automatische Führung einer Düse, aus welcher das ozonhaltige Prozessgas strömt, über die zu aktivierende Kunststoffoberfläche, wobei auch hier bevorzugt ein im Wesentlichen gleichmäßiger Abstand zwischen Düse und Kunststoffoberfläche eingehalten wird.In Another preferred embodiment of the invention is the Ozone application by manual or automatic guidance of a Nozzle, off which flows the ozone-containing process gas, over the plastic surface to be activated, wherein also Here preferably a substantially uniform distance between the nozzle and the plastic surface is maintained becomes.

Ebenfalls kann die Ozonbeaufschlagung in einer permanent mit dem ozonhaltigen Prozessgas gefüllten Kammer erfolgen, wobei das Kunststoffteil durch Schleusen in die Kammer verbracht und nach der Behandlung aus dieser entfernt wird.Also can ozone in a permanent with the ozone-containing Process gas filled Chamber done with the plastic part through locks in the Chamber spent and removed after treatment from this.

Die Erfindung betrifft ferner ein nach dem Verfahren hergestelltes Kunststoffteil, insbesondere ein für ein Fahrzeuginterieur oder -exterieur.The Invention further relates to a plastic part produced by the method, in particular a for a vehicle interior or exterior.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in embodiments with reference to FIG associated Drawings explained. Show it:

1a bis 1c Verfahrensstufen einer Ozonbeaufschlagung eines Kunststoffteils in einem Formwerkzeug; 1a to 1c Process stages of ozone loading of a plastic part in a mold;

2 Ozonbeaufschlagung eines Kunststoffteils unter einer Konturhaube und 2 Ozonbeaufschlagung a plastic part under a contour hood and

3 Ozonbeaufschlagung eines Kunststoffteils mit einer Luftdüse. 3 Ozone loading of a plastic part with an air nozzle.

Die 1a bis 1c zeigen als Schnittdarstellung Fertigungsstufen bei der Oberflächenaktivierung eines Kunststoffteils mit Ozon nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Gemäß 1a erfolgt zunächst die Herstellung des Kunststoffteils in einem insgesamt mit 10 bezeichneten Formwerkzeug, das im dargestellten Beispiel ein Spritzgießwerkzeug ist. Das Werkzeug 10 besteht im Wesentlichen aus zwei Werkzeughälften 12, 14, die im zusammengesetzten Zustand einen Formraum 16 ausbilden, der eine äußere Kontur des herzustellenden Kunststoffteils abbildet. Die Werkzeughälfte 14 weist eine Einspritzöffnung 18 auf, durch die eine Kunststoffschmelze 20 eines thermoplastischen Polymers, beispielsweise mit einem Extruder, in den Formraum 16 eingespritzt wird. Nach vollständiger Füllung des Formraums 16 lässt man das Kunststoffteil 22 erstarren (1b) und fährt die Werkzeughälfte 14 so weit zurück, dass auf Seite einer zu aktivierenden Kunststoffoberfläche 24 des Kunststoffteils 22 eine Kavität 26 entsteht, die weitgehend äquidistant zu der Kunststoffoberfläche 24 verläuft. Sodann wird über die Einspritzöffnung 18 ein ozonhaltiges Prozessgas in die Kavität 26 geleitet, wo es über eine vorgegebene Dauer und bei einer vorgegebenen Temperatur die Kunststoffoberfläche 24 beaufschlagt.The 1a to 1c show as a sectional representation of manufacturing stages in the surface activity tion of a plastic part with ozone according to a first embodiment of the invention. According to 1a First, the production of the plastic part in a total with 10 designated mold, which is an injection mold in the example shown. The tool 10 consists essentially of two mold halves 12 . 14 which, in the assembled state, form a cavity 16 form, which images an outer contour of the plastic part to be produced. The tool half 14 has an injection port 18 on, through which a plastic melt 20 a thermoplastic polymer, for example with an extruder, in the mold space 16 is injected. After complete filling of the mold cavity 16 you leave the plastic part 22 solidify ( 1b ) and drives the tool half 14 so far back that on the side of a plastic surface to be activated 24 the plastic part 22 a cavity 26 arises, which is largely equidistant to the plastic surface 24 runs. Then it is over the injection opening 18 an ozone-containing process gas into the cavity 26 directed, where there is the plastic surface for a given duration and at a given temperature 24 applied.

In Abwandlung zum dargestellten Beispiel kann das Werkzeug auch über mehrere Einspritzöffnungen 18 verfügen, über welche zunächst die Schmelze 20 und später das ozonhaltige Gas zugeführt wird. Gemäß einer anderen Abwandlungen wird das Ozon nicht über die Einspritzöffnung 18, sondern über nicht dargestellte Druckausgleichsöffnungen oder Drucköffnungen zugeführt. Letztere dienen im Regelfall der Entformung des hergestellten Kunststoffteils 22 nach seiner Erstarrung.In a modification to the example shown, the tool can also have several injection openings 18 over which first the melt 20 and later the ozone-containing gas is supplied. According to another modification, the ozone does not pass through the injection port 18 , but supplied via not shown pressure equalization openings or pressure openings. The latter serve as a rule, the demolding of the plastic part produced 22 after his petrification.

Anders als im Beispiel gemäß 1a bis 1c kann es sich – abhängig von der Herstellungsmethode – bei dem Werkzeug 10 auch um andere Werkzeugtypen, beispielweise Tiefzieh-, Press- oder Tauchkantenwerkzeuge oder dergleichen, handeln. In jedem Fall bleibt das dargestellte Prinzip (Zurückfahren einer Werkzeughälfte und Einleitung von Ozon in die Kavität) aber maßgebend. Vorteil dieses Prinzips ist, dass die relevanten Geräte bereits aufgrund des normalen Prozessablaufs vorhanden sind und das Verfahren somit besonders kostenschonend realisierbar ist. Vorteilhaft hinzu kommt die in der Regel vorhandene Temperierbarkeit der Werkzeuge.Unlike in the example according to 1a to 1c Depending on the manufacturing method, it may be with the tool 10 also to other types of tools, such as thermoforming, pressing or dipping edge tools or the like act. In any case, the illustrated principle (retraction of a mold half and introduction of ozone into the cavity) remains relevant. Advantage of this principle is that the relevant devices are already present due to the normal process flow and the method is thus particularly cost-effectively feasible. Advantageously added to the usually existing Temperierbarkeit the tools.

2 zeigt eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei befindet sich das Kunststoffteil 22 auf einem Untergrund 28, welcher beispielsweise ein Förderband ist. Zur Durchführung des Verfahrens wird über das Kunststoffteil 22 zunächst eine Konturhaube 30 platziert, die der äußeren Kontur der zu aktivierenden Kunststoffoberfläche 24 entspricht, jedoch so gestaltet ist, dass ein im Wesentlichen äquidistant verlaufender Spalt 32 zwischen der Kunststoffoberfläche 24 und der Konturhaube 30 besteht. Ein um den gesamten Umfang der Haube 30 verlaufender Dichtring 34, der beispielsweise aus einem Elastomer besteht, dient einerseits der korrekten Positionierung der Haube 30 auf dem Kunststoffteil 22 und andererseits der Abdichtung der Haube 30 auf dem Untergrund 28. Durch eine Einlassöffnung 36 der Konturhaube 30 wird dann ein ozonhaltiges Prozessgas zugeführt und die Beaufschlagung der Kunststoffoberfläche 24 für eine vorgegebene Dauer und bei einer vorgegebenen Temperatur durchgeführt. 2 shows a further embodiment of the method according to the invention. Here is the plastic part 22 on a surface 28 which is for example a conveyor belt. To carry out the process is on the plastic part 22 first a contour hood 30 placed, the outer contour of the plastic surface to be activated 24 corresponds, but is designed so that a substantially equidistant running gap 32 between the plastic surface 24 and the contour hood 30 consists. A around the entire circumference of the hood 30 extending sealing ring 34 , which consists for example of an elastomer, serves on the one hand the correct positioning of the hood 30 on the plastic part 22 and on the other hand the sealing of the hood 30 on the ground 28 , Through an inlet opening 36 the contour hood 30 then an ozone-containing process gas is supplied and the application of the plastic surface 24 for a predetermined duration and at a predetermined temperature.

Eine dritte vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in 3 dargestellt. Hierbei befindet sich das Kunststoffteil 22 ebenfalls auf einer Unterlage 28, insbesondere einem im Wesentlichen kontinuierlich geförderten Förderband. Eine Düse 38, aus der ein ozonhaltiges Prozessgas strömt, insbesondere eine Langschlitzdüse, ist oberhalb des Förderbandes 28 angeordnet und kann beispielsweise über einen Roboter vertikal bewegt werden. Dies erfolgt in einer Weise, dass der Abstand 40 zwischen der Kunststoffoberfläche 24 und der Düse 38 stets im Wesentlichen konstant bleibt, um eine gleichmäßige Oberflächenaktivierung zu erzielen. Alternativ kann die Düse 38 auch manuell geführt werden.A third advantageous embodiment of the invention is in 3 shown. Here is the plastic part 22 also on a base 28 , In particular, a substantially continuously conveyed conveyor belt. A nozzle 38 from which flows an ozone-containing process gas, in particular a Langschlitzdüse, is above the conveyor belt 28 arranged and can be moved vertically, for example via a robot. This is done in a way that the distance 40 between the plastic surface 24 and the nozzle 38 always remains substantially constant to achieve uniform surface activation. Alternatively, the nozzle 38 also be guided manually.

In Abwandlung zu der in 3 dargestellten Ausführung kann sich das Kunststoffteil 22 auch auf einer stationären Unterlage 28 befinden und die Düse 38 – Idealerweise äquidistant – über die Kunststoffoberfläche 24 bewegt werden.In modification to the in 3 illustrated embodiment, the plastic part 22 also on a stationary surface 28 located and the nozzle 38 - Ideally equidistant - over the plastic surface 24 to be moved.

In allen Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 3 erfolgt die Erzeugung des ozonhaltigen Prozessgases vorzugsweise aus normaler Luft. Dies kann insbesondere entweder mittels eines Ozonisators erfolgen, der eine stille elektrische Entladung zwischen zwei Elektroden aufrecht erhält, oder mittels UV-Strahlung.In all embodiments according to the 1 to 3 the production of the ozone-containing process gas is preferably carried out from normal air. This can be done in particular either by means of an ozonizer, which maintains a silent electrical discharge between two electrodes, or by means of UV radiation.

Die anschließende Vernichtung des Ozons kann in einer Ozonfalle erfolgen, die beispielsweise das Ozon an Aktivkohle bindet, wo es innerhalb kurzer Zeit zerfällt.The subsequent Destruction of the ozone can be done in an ozone trap, for example, the Ozone binds to activated carbon, where it decomposes within a short time.

1010
Formwerkzeugmold
1212
Werkzeughälftetool half
1414
Werkzeughälftetool half
1616
Formraumcavity
1818
EinspritzöffnungInjection port
2020
KunststoffschmelzePlastic melt
2222
KunststoffteilPlastic part
2424
KunststoffoberflächePlastic surface
2626
Kavitätcavity
2828
Untergrund/FörderbandSubstrate / conveyor belt
3030
Konturhaubecontour hood
3232
Spaltgap
3434
Dichtringseal
3636
Einlassöffnunginlet port
3838
Düsejet
4040
Abstanddistance

Claims (11)

Verfahren zur Aktivierung einer Kunststoffoberfläche (24) eines Kunststoffteils (22), wobei ein ozonhaltiges Prozessgas erzeugt und die Kunststoffoberfläche (24) mit dem ozonhaltigen Gasgemisch zumindest bereichsweise beaufschlagt wird.Method for activating a plastic surface ( 24 ) of a plastic part ( 22 ), wherein an ozone-containing process gas is generated and the plastic surface ( 24 ) is at least partially applied to the ozone-containing gas mixture. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ozonhaltige Prozessgas eine Ozonkonzentration von mindestens 10 ppm, insbesondere von mindestens 25 ppm aufweist.Method according to claim 1, characterized in that that the ozone-containing process gas has an ozone concentration of at least 10 ppm, in particular of at least 25 ppm. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ozon aus Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas in einem Ozonisator durch stille elektrische Entladung oder durch UV-Strahlung erzeugt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that the ozone is made of oxygen or an oxygen-containing gas in an ozonizer by silent electric discharge or by UV radiation is produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ozonhaltige Prozessgas in einem Spalt (26, 32, 40) zwischen der Kunststoffoberfläche (24) und einer Begrenzung geführt wird, wobei der Spalt (26, 32, 40) insbesondere mit einer im Wesentlichen gleichbleibenden Schichtdicke zur Kunststoffoberfläche (24) verläuft.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ozone-containing process gas in a gap ( 26 . 32 . 40 ) between the plastic surface ( 24 ) and a boundary, the gap ( 26 . 32 . 40 ) in particular with a substantially constant layer thickness to the plastic surface ( 24 ) runs. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ozonbeaufschlagung erfolgt, indem eine Haube (30), insbesondere eine die äußere Kontur des Kunststoffteils (22) im Wesentlichen äquidistant nachbildende Haube, über das Kunststoffteil (22) gesetzt wird und das ozonhaltige Prozessgas in den Spalt (32) zwischen der Kunststoffoberfläche (24) und der Haube (30) geleitet wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ozone is applied by a hood ( 30 ), in particular a the outer contour of the plastic part ( 22 ) substantially equidistantly simulating hood, over the plastic part ( 22 ) and the ozone-containing process gas into the gap ( 32 ) between the plastic surface ( 24 ) and the hood ( 30 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ozonbeaufschlagung im Anschluss an die Herstellung des Kunststoffteils in einem Formwerkzeug (10) erfolgt, wobei eine Werkzeughälfte (14) des Formwerkzeuges (10) partiell zurückfahren wird und in die so erzeugte Kavität (26) das ozonhaltige Prozessgas geleitet wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ozone impingement following the production of the plastic part in a mold ( 10 ), wherein a tool half ( 14 ) of the molding tool ( 10 ) is partially returned and into the cavity ( 26 ) the ozone-containing process gas is passed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ozonbeaufschlagung durch manuelle oder automatische Führung einer Düse (38), aus welcher das ozonhaltige Prozessgas strömt, über die Kunststoffoberfläche (24) erfolgt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ozone loading by manual or automatic guidance of a nozzle ( 38 ), from which the ozone-containing process gas flows, over the plastic surface ( 24 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ozonbeaufschlagung in einer permanent mit dem ozonhaltigen Prozessgas gefüllten Kammer erfolgt, wobei das Kunststoffteil (22) durch Schleusen in die Kammer verbracht und aus dieser entfernt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ozone is applied in a permanently filled with the ozone-containing process gas chamber, wherein the plastic part ( 22 ) is brought through locks in the chamber and removed from it. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Ozonbeaufschlagung der Kunststoffoberfläche (24) eine Temperierung erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the ozone loading of the plastic surface ( 24 ) Temperierung takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Ozonbeaufschlagung eine Lackierung, Verklebung, Beflockung, Kaschierung, Metallisierung, Beschriftung, Beschäumung oder Bespritzung der aktivierten Kunststoffoberfläche (24) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that following the ozone loading a painting, gluing, flocking, lamination, metallization, labeling, foaming or spraying of the activated plastic surface ( 24 ) he follows. Kunststoffteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Plastic part, especially for a motor vehicle manufactured with a method according to one of claims 1 to 10.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012104311A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 Valeo Vision Component of a motor vehicle lighting and/or signalling device
WO2016156479A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Plasmatreat Gmbh Injection-molding tool and method for producing an injection-molded part
DE102022103854A1 (en) 2022-02-18 2023-08-24 ThiM network factory GmbH Plasma treatment before filling particulate plastic polymers into the mold

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1174985A (en) * 1966-05-14 1969-12-17 Stamicarbon Process for Pretreating the Internal Surface of Blow-Moulded Articles made of Thermoplastics
DE2402214A1 (en) * 1973-01-17 1974-07-25 Du Pont ADHESION OF THE SURFACE OF ELASTOMERS FOR COATINGS
DE3001636A1 (en) * 1980-01-17 1981-07-23 Alkor GmbH Kunststoffverkauf, 8000 München POLYOLEFIN FILM WITH IMPROVED LIABILITY, THEIR PRODUCTION AND USE
DE4035951C1 (en) * 1990-11-09 1991-06-06 Abb Patent Gmbh, 6800 Mannheim, De CVD process for coating plastics - by depositing substrate from silane and oxygen enriched with ozone
JPH03202340A (en) * 1989-12-29 1991-09-04 Toppan Printing Co Ltd Preparation of laminate
DE19527883A1 (en) * 1995-07-29 1997-01-30 Fluor Tech Sys Gmbh Coating for electrically non-conducting plastic, e.g.polypropylene - comprises fluorination during pretreatment stage, followed by electrostatic spray lacquering
EP0685522B1 (en) * 1994-06-03 1997-08-06 Th. Goldschmidt AG Polyolefines, polyolefine blends and elastomer modified polyolefines of raised surface polarity
US5705110A (en) * 1996-09-09 1998-01-06 Centro Incorporated Process for reducing cross link vapors from rotomolded products made of cross link polyethlylene
JPH10212365A (en) * 1996-11-29 1998-08-11 Mitsui Chem Inc Resin molding and its production
DE19706381A1 (en) * 1997-02-19 1998-09-03 Bayer Ag Oxidation of moulded syndiotactic 1,2=polybutadiene] article(s)
JPH11236460A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Dainippon Printing Co Ltd Treatment of surface of plastic film
EP1153965A1 (en) * 2000-05-12 2001-11-14 Volkswagen AG Process for producing plastic articles with lower permeability for unpolar compounds

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1174985A (en) * 1966-05-14 1969-12-17 Stamicarbon Process for Pretreating the Internal Surface of Blow-Moulded Articles made of Thermoplastics
DE2402214A1 (en) * 1973-01-17 1974-07-25 Du Pont ADHESION OF THE SURFACE OF ELASTOMERS FOR COATINGS
DE3001636A1 (en) * 1980-01-17 1981-07-23 Alkor GmbH Kunststoffverkauf, 8000 München POLYOLEFIN FILM WITH IMPROVED LIABILITY, THEIR PRODUCTION AND USE
JPH03202340A (en) * 1989-12-29 1991-09-04 Toppan Printing Co Ltd Preparation of laminate
DE4035951C1 (en) * 1990-11-09 1991-06-06 Abb Patent Gmbh, 6800 Mannheim, De CVD process for coating plastics - by depositing substrate from silane and oxygen enriched with ozone
EP0685522B1 (en) * 1994-06-03 1997-08-06 Th. Goldschmidt AG Polyolefines, polyolefine blends and elastomer modified polyolefines of raised surface polarity
DE19527883A1 (en) * 1995-07-29 1997-01-30 Fluor Tech Sys Gmbh Coating for electrically non-conducting plastic, e.g.polypropylene - comprises fluorination during pretreatment stage, followed by electrostatic spray lacquering
US5705110A (en) * 1996-09-09 1998-01-06 Centro Incorporated Process for reducing cross link vapors from rotomolded products made of cross link polyethlylene
JPH10212365A (en) * 1996-11-29 1998-08-11 Mitsui Chem Inc Resin molding and its production
DE19706381A1 (en) * 1997-02-19 1998-09-03 Bayer Ag Oxidation of moulded syndiotactic 1,2=polybutadiene] article(s)
JPH11236460A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Dainippon Printing Co Ltd Treatment of surface of plastic film
EP1153965A1 (en) * 2000-05-12 2001-11-14 Volkswagen AG Process for producing plastic articles with lower permeability for unpolar compounds

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012104311A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 Valeo Vision Component of a motor vehicle lighting and/or signalling device
FR2971212A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-10 Valeo Vision PIECE OF LIGHTING AND / OR SIGNALING DEVICE FOR MOTOR VEHICLE
CN103348184A (en) * 2011-02-03 2013-10-09 法雷奥照明公司 Component of a motor vehicle lighting and/or signalling device
WO2016156479A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Plasmatreat Gmbh Injection-molding tool and method for producing an injection-molded part
US10093046B2 (en) 2015-03-31 2018-10-09 Plasmatreat Gmbh Injection-molding tool and method for producing an injection-molded part
DE102022103854A1 (en) 2022-02-18 2023-08-24 ThiM network factory GmbH Plasma treatment before filling particulate plastic polymers into the mold

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