DE102007036796A1

DE102007036796A1 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung

Info

Publication number: DE102007036796A1
Application number: DE102007036796A
Authority: DE
Inventors: Guido Kania; Roland Hendel
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2009-02-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche eines Formteils, vorzugsweise einer Rohrinnenoberfläche, mit durch Verbrennung von Silanen gebildeten reaktiven Substanzen, wobei das Verfahren dadurch charakterisiert ist, dass die durch die Verbrennung gebildeten reaktiven Substanzen zur Oberfläche des Formteils geleitet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche eines Formteils, vorzugsweise einer Rohrinnenoberfläche, mit durch Verbrennung von Silanen gebildeten reaktiven Substanzen.
Aus der DE 10 2005 023 018 A1 ist beispielsweise bekannt, eine Silikonkautschukoberfläche zu modifizieren, indem aus einer Flamme eine silikathaltige Funktionsschicht abgeschieden wird. Dies hat den Effekt, dass die so modifizierte Silikonkautschukoberfläche eine sehr geringe Adhäsion bzw. Klebrigkeit aufweist.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist die aufwändige Prozessführung, die einerseits die Verbrennung der Silane unter definierten und konstanten Bedingungen erfordert, so dass die gewünschten Reaktionsprodukte kontinuierlich und in gleichbleibender Zusammensetzung entstehen, und andererseits eine genaue Einhaltung bestimmter Parameter wie beispielsweise den Abstand von Flamme bzw. Flammspitze zu Formteiloberfläche notwendig macht, um eine thermische Schädigung des Formteilmaterials zu vermeiden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches die vorgenannten Probleme gemäß dem Stand der Technik überwindet und auf einfache und zuverlässige Weise die Behandlung einer Formteiloberfläche mit durch Verbrennung von Silanen gebildeten reaktiven Substanzen gestattet.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Weitere die Erfindung detailliert beschreibende, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die Verbrennung der Silane in einer separaten Brennkammer erfolgt und die durch die Verbrennung gebildeten reaktiven Substanzen von der Brennkammer zur Oberfläche des Formteils geleitet werden. Dadurch, dass der Ort der Verbrennung von dem Ort der Aufbringung der/der Behandlung mit den reaktiven Substanzen abweicht, ist es möglich, unabhängig voneinander Optimierungen der jeweiligen Prozessparameter durchzuführen. So kann innerhalb der Brennkammer ohne Einfluss von äußeren Einflüssen bzw. von den Umgebungsbedingungen und bei entsprechend vereinfachter Regelungstechnik eine optimierte Verbrennung der Silane durchgeführt werden. Die so erhaltenen reaktiven Substanzen können auf einfache und sehr konstante Weise der Formteiloberfläche zugeführt werden, wobei die Gefahr einer thermischen Schädigung des Formteilmaterials durch das Fehlen einer offenen Flamme im Aufbringungs-/Behandlungsbereich vermieden wird.
Vorzugsweise ist das Verfahren dazu vorgesehen, die Innenoberfläche von Rohren, insbesondere von Kunststoffrohren für die Trinkwasserversorgung bzw. von Abwasserleitungen, zu behandeln. Denn es wurde gefunden, dass sich die zuvor beschriebene Behandlung der Innenoberfläche solcher Rohre dergestalt auswirkt, dass die Ausbildung bzw. Anhaftung eines Biofilms, d. h. die Besiedlung der Rohrinnenwand mit Organismen bzw. Mikroorganismen, gehemmt oder sogar vermieden wird.
Die entsprechenden Ablagerungen führen einerseits zu einem reduzierten Durchflussquerschnitt, und andererseits beispielsweise zu einer negativen Beeinflussung der Qualität des transportierten Trinkwassers. Hierbei kann es sogar zu einem epidemischen Risiko kommen, wenn die gebildeten Biofilme pathogene Keime enthalten. Neben den genannten Problemen bewirken die Mikroorganismen des Biofilms bei längerer Einwirkung eine biologisch induzierte Schädigung des Rohrmaterials. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise der Abbau des Kunststoffs durch Pilze genannt.
Es kann von Vorteil sein, dass die reaktiven Substanzen über eine beschichtete Leitung von der Brennkammer zur Oberfläche geleitet werden. Die Beschichtung verhindert dabei eventuell auftretende Wechselwirkungen zwischen den reaktiven Substanzen und dem Leitungsmaterial. Zudem kann die Beschichtung der Ablagerung von reaktiven Substanzen entgegenwirken.
Zudem kann von Vorteil sein, dass die Behandlung der Oberfläche des Formteils in der Fertigungsstrecke für das Formteil durchgeführt wird. Dies erlaubt eine äußerst wirtschaftliche und effiziente Behandlung der Formteiloberfläche.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass das Formteil ein Kunststoffrohr ist, dessen Innenoberfläche während der Extrusion behandelt wird, und die reaktiven Substanzen über das zur Rohrextrusion verwendete Extrusionswerkzeug zur Rohrinnenoberfläche geleitet werden. Dadurch gelingt eine besonders effektive und damit wirtschaftliche Behandlung der Innenfläche von im Extrusionsverfahren hergestellten Rohren.
Außerdem kann es von Vorteil sein, dass für die Verbrennung Hexamethyldisiloxan oder Tetramethoxysilan oder Tetraethoxysilan oder ein anderes Alkoxysilan oder Trimethylsilan oder eine zyklische Silanverbindung eingesetzt wird. Diese Verbindungen ergeben bei der Verbrennung besonders wirksame reaktive Substanzen im Hinblick auf eine biofilmhemmende bzw. biofilmvermeidende Wirkung.
Es kann sich als günstig erweisen, dass zur Verbrennung ein Gemisch enthaltend ein Brenngas und Sauerstoff verwendet wird, wobei als Brenngas Propan oder Butan oder Erdgas oder Methan oder Wasserstoff oder eine Mischung der vorgenannten Gase eingesetzt werden kann. Auch der Einsatz von Luft kann sich hierbei vorteilhaft auswirken. Ebenso kann es sich als günstig erweisen, dass das Verhältnis der Gasmengen Brenngas:Luft zwischen 1:15 und 1:25, und vorzugsweise zu 1:20 gewählt wird.
Darüber hinaus kann es sich als günstig erweisen, dass der Anteil des Gases enthaltend die reaktiven Substanzen 0,1 bis 1%, und vorzugsweise 0,2 bis 0,4% des Gesamtgasstroms innerhalb der Leitung ausmacht.
Neben den zuvor beschriebenen vorteilhaften Verfahrensvarianten sind auch sämtliche Kombinationen davon vorstellbar.
Die Erfindung betrifft zudem ein Kunststoffrohr mit einer biofilmhemmenden bzw. biofilmverhindernden Rohrinnenoberfläche behandelt nach zumindest einem der zuvor beschriebenen vorteilhaften Verfahren.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden eingehender in der nachstehenden Beschreibung dargelegt, wobei auf die beigefügte, nicht maßstäbliche Zeichnung Bezug genommen wird, auf der folgendes dargestellt ist:
1: Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem die Oberfläche 1 des flächigen Formteils 2 mit reaktiven Substanzen behandelt wird, indem diese von der Brennkammer 3 über die innen beschichtete Leitung 4 zum Formteil bzw. dessen Oberfläche 1 transportiert werden, wobei das Formteil 2 an Öffnung der Leitung 4 mit definierter Geschwindigkeit vorbeigeführt wird. Innerhalb der Brennkammer 3 findet eine Verbrennung der durch die Leitungen 5, 6 und 7 zugeführten Stoffe bzw. Gase statt. Hierbei wird durch die Leitung 5 ein Brenngas, durch die Leitung 6 Luft als Sauerstoff lieferndes Gas und durch die Leitung 7 eine Silanverbindung eingeleitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005023018 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche (1) eines Formteils (2), vorzugsweise einer Rohrinnenoberfläche, mit durch Verbrennung von Silanen gebildeten reaktiven Substanzen, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildeten reaktiven Substanzen zur Oberfläche (1) des Formteils (2) geleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Silane in einer separaten Brennkammer (3) verbrannt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reaktiven Substanzen über eine beschichtete Leitung (4) von der Brennkammer (3) zur Oberfläche (1) geleitet werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Oberfläche (1) des Formteils (2) in der Fertigungsstrecke für das Formteil (2) durchgeführt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (2) ein Kunststoffrohr ist, dessen Innenoberfläche während der Extrusion behandelt wird, und die reaktiven Substanzen über das zur Rohrextrusion verwendete Extrusionswerkzeug zur Rohrinnenoberfläche geleitet werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verbrennung Hexamethyldisiloxan oder Tetramethoxysilan oder Tetraethoxysilan oder ein anderes Alkoxysilan oder Trimethylsilan oder eine zyklische Silanverbindung eingesetzt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbrennung ein Gemisch enthaltend ein Brenngas und Sauerstoff verwendet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Brenngas Propan oder Butan oder Erdgas oder Methan oder Wasserstoff oder eine Mischung der vorgenannten Gase eingesetzt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbrennung Luft oder Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltendes Gasgemisch eingesetzt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Gasmengen Brenngas:Luft zwischen 1:15 und 1:25, und vorzugsweise zu 1:20 gewählt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Gases enthaltend die reaktiven Substanzen 0,1 bis 1%, und vorzugsweise 0,2 bis 0,4% des Gesamtgasstroms innerhalb der Leitung (4) ausmacht.
Kunststoffrohr mit einer biofilmhemmenden bzw. biofilmverhindernden Rohrinnenoberfläche, behandelt nach dem Verfahren gemäß zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche.