-
HINTERGRUND
-
(a) Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Anmeldung betrifft im Allgemeinen einen Kunststoff mit verbesserten Glanzeigenschaften und ein Verfahren zum Herstellen desselben. Insbesondere betrifft sie einen Kunststoff mit verbesserten Glanzeigenschaften und ein Oberflächenbehandlungsverfahren für Kunststoff, welches die Ursprungsfarbe eines Polymers in verschiedene Glänze ändern kann.
-
(b) Stand der Technik
-
Viele Arten von Kunststoffen werden häufig beim Herstellen einer Vielfalt von Teilen aufgrund von Eigenschaften verwendet, wie zum Beispiel eine hervorragende Verformbarkeit, eine Leichtbauweise und ein relativ geringer Preis. Jedoch weisen viele Arten von Kunststoffen ebenfalls eine geringe Oberflächenhärte und eine unerwünschte äußere Erscheinung auf und sind gegen Kratzer ungeschützt.
-
Polypropylen wird insbesondere in verschiedenen Bereichen aufgrund bestimmter Vorteile häufig verwendet, wie zum Beispiel sein relativ stabiler Preis, es ist leichtgewichtig und es weist eine hervorragende mechanische Festigkeit auf; jedoch weist es ebenfalls eine geringe Schlagbiegefestigkeit und geringe Widerstandseigenschaften auf.
-
Demzufolge ist eine Polypropylenharzzusammensetzung bereitgestellt worden, in welcher Ethylen-Propylen Kopolymer Kautschuk (ethylene-propylene copolymer rubber – EPM) und ein anorganischer Füllstoff wie zum Beispiel Talg hinzugefügt werden. Jedoch weisen diese in Form hergestellten Produkte eine unerwünschte äußere Erscheinung auf und sollten vorzugsweise einem Anstrichverfahren nach einem Formen unterworfen werden.
-
Da Propylen eine unpolare Gruppe in dem Molekül aufweist, ist es chemisch inaktiv und somit ist die Streichbarkeit nicht gut. Daher bleibt eine Notwendigkeit bestehen, die Streichbarkeit zu verbessern.
-
Es gibt eine Vielfalt von Oberflächenbehandlungsverfahren zum Verbessern der Streichbarkeit.
-
Zum Beispiel wird gegenwärtig ein galvanischer Metallüberzug wie beispielsweise Verchromen und Vernickeln häufig verwendet.
-
Verchromen zum Beispiel umfasst vorzugsweise einen Prozess eines nichtelektrolytischen Galvanisierens der Oberfläche des in Form hergestellten Kunststoffprodukts mit Kupfer und einen Prozess eines elektrolytischen Galvanisierens der somit erhaltenen leitfähigen dünnen Schicht mit Chrom.
-
Jedoch ist der Verchromungsprozess kompliziert, die Kosten sind hoch und es ist schädlich für die Umwelt.
-
Darüber hinaus gibt es bestimmte Einschränkungen beim Bereitstellen verschiedener Oberflächenstrukturen.
-
Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ANMELDUNG
-
In einer Ausgestaltung stellt die vorliegende Erfindung vorzugsweise einen Kunststoff mit verbesserten Glanzeigenschaften und ein Oberflächenbehandlungsverfahren für Kunststoff bereit, welches vorzugsweise ein Nanomuster und eine gehärtete Schicht auf der Oberfläche von Polypropylen durch Ausstrahlen eines Argonionenstrahls auf die Oberfläche bildet, um somit den Glanz des Polymers nur unter Verwendung des Polymer/Kunststoffmaterials in geeigneter Weise zu verändern.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Kunststoff bereit, der vorzugsweise ein Nanomuster und eine gehärtete Schicht umfasst, die in geeigneter Weise durch Ausstrahlen eines Argonionenstrahls auf die Oberfläche eines Polymermaterials gebildet wird, um geeignete Hochglanzeigenschaften aufzuweisen.
-
Es ist selbstverständlich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
-
Die obigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich oder ausführlich dargelegt in den beigefügten Zeichnungen, welche enthalten sind und einen Teil der Beschreibung bilden und der vorliegenden ausführlichen Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, durch Beispiele die Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
-
Die obigen und weiteren Merkmale der Erfindung werden nachfolgend erläutert.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich mit Bezug auf deren bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, welche nachfolgend lediglich der Veranschaulichung dienen und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend sind, und wobei:
-
1 zeigt ein schematisches Diagramm, das ein beispielhaftes Nanomuster und eine oberflächegehärtete Schicht darstellt, die durch eine Ionenplasmabehandlung gemäß einem bevorzugten Beispiel der vorliegenden Erfindung gebildet worden ist;
-
2A zeigt eine Abbildung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM) der Oberfläche von Polypropylen (PP), das bei einer Spannung von 1000 eV für fünf Minuten durch Argonionenplasma in der Beispielausführungsform von 1 behandelt worden ist;
-
2B zeigt einen Graph, der eine Veränderung der Rauhigkeit des Nanomusters darstellt, das durch geeignetes Verändern der Behandlungszeit bei einer festgelegten Spannung von 1000 eV in dem Beispiel von 1 erhalten worden ist;
-
2C zeigt eine SEM-Abbildung der Oberfläche von PP, das bei 20 keV für fünf Minuten in dem Beispiel von 1 behandelt worden ist;
-
2D zeigt eine SEM-Abbildung der Oberfläche von PP, das bei 20 keV für fünf Minuten behandelt worden ist, auf welcher eine gehärtete Oberfläche in geeigneter Weise in dem Beispiel von 1 gebildet worden ist;
-
3 zeigt die Ergebnisse der Raman-Analyse auf der oberflächengehärteten Schicht von PP, das durch Argonionenplasma in dem Beispiel von 1 gebildet worden ist;
-
4A und 4B zeigen die Ergebnisse der FT-IR Analyse auf der oberflächengehärteten Schicht von PP, das durch eine Änderung der Energie des Argonplasmas in dem Beispiel von Fig. gebildet worden ist;
-
5A und 5B zeigen die Ergebnisse der FT-IR Analyse auf der oberflächengehärteten Schicht von PP, das bei einer festgelegten Energie des Argonplasmas von 1000 eV und durch Verändern der Plasmabehandlungszeit in dem Beispiel von 1 erhalten worden ist; und
-
5C und 5D zeigen die Ergebnisse der FT-IR Analyse auf der oberflächengehärteten Schicht von PP, das durch Verändern der Energie des Argonplasmas von 10 bis 50 keV in dem Beispiel von 1 erhalten worden ist.
-
Die in den Zeichnungen dargestellten Bezugszeichen umfassen einen Bezug auf die folgenden Elemente, wie sie weiter unten beschrieben sind:
10: oberflächengehärtete Schicht 20: Polymermaterial
-
Es ist selbstverständlich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabgerecht sind und eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen bevorzugten Merkmalen darstellen, welche die Grundsätze der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z. B. spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorten, und Formen werden zum Teil durch die eigens dafür vorgesehene Anmeldung und der Arbeitsumgebung bestimmt.
-
In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen überall in den einzelnen Figuren der Zeichnungen auf die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Die vorliegende Erfindung umfasst wie hierin beschrieben einen Kunststoff, der ein Nanomuster und eine gehärtete Schicht aufweist, die durch Ausstrahlen eines Ionenplasmas auf die Oberfläche eines Polymermaterials gebildet wird.
-
In bevorzugten Ausführungsformen weist der Kunststoff Hochglanzeigenschaften auf.
-
Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls gekennzeichnet durch ein Oberflächenbehandlungsverfahren für Kunststoff, das ein Bilden eines Nanomusters und einer gehärteten Schicht durch Ausstrahlen eines Ionenplasmas auf die Oberfläche eines Polymermaterials aufweist.
-
In einer Ausführungsform werden die Tiefe des Nanomusters und der gehärteten Schicht durch Steuern von zumindest der Strahlungszeit und/oder der Spannung und/oder dem Druck in einer Behandlungskammer während der Ionenplasmabehandlung eingestellt.
-
In einer weiteren Ausführungsform weist das Polymermaterial einen Kunststoff auf, der aus Polypropylen (PP), Nylon 6, Nylon 66, Polycarbonat (PC), Polyimid (PI), Polystyrol (PS), Polyethylen (PE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polydimethylsiloxan (PDMS), Polylactic-co-Glycolic Säure) (PLGA), Hydrogel, Polyethylenterephthalat (PET) und Siliziumgummi ausgewählt wird, oder ein Kunststoffgemisch, das von der aus PC/ABS, PC/SAN und PC/PBT bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform werden das Nanomuster und die gehärtete Schicht auf der Oberfläche des Polymermaterials durch Ausstrahlen eines Ionenplasmas gebildet.
-
In einer weiteren Ausführungsform werden das Nanomuster und die gehärtete Schicht auf der Oberfläche des Polymermaterials durch Ausstrahlen eines Ionenstrahls gebildet.
-
In einer weiteren Ausführungsform werden das Nanomuster und die gehärtete Schicht auf der Oberfläche des Polymermaterials durch Ausstrahlen eines Plasmas gebildet.
-
Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls gekennzeichnet durch einen Kunststoff, der durch das hierin beschriebene Oberflächenbehandlungsverfahren gebildet ist.
-
Nachstehend wird nun ausführlich Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von welchen Beispiele in den nachfolgend beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind und nachfolgend beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es zu beachten, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die Erfindung auf jene beispielhafte Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegensatz dazu ist die Erfindung dazu vorgesehen, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern ebenso verschiedenste Alternativen, Abänderungen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche innerhalb des Geistes und des Umfangs der Erfindung wie sie in den beigefügten Ansprüchen bestimmt ist, umfasst sein können.
-
Gemäß bestimmten bevorzugten Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung einen Kunststoff mit verbesserten Glanzeigenschaften und ein Oberflächenbehandlungsverfahren für Kunststoff bereit, welches in geeigneter Weise ein Nanomuster und eine gehärtete Schicht auf der Oberfläche von Polypropylen durch Ausstrahlen eines Argonionenstrahls auf die Oberfläche bildet, um auf diese Weise den Glanz des Polymers nur unter Verwendung des Polymer/Kunststoffmaterials verschiedenartig zu verändern.
-
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Kunststoffoberfläche vorzugsweise durch Argon-, Stickstoff- oder Sauerstoffionenplasma unter Verwendung eines Ionenplasmabehandlungsverfahrens behandelt, um in geeigneter Weise ein Nanomuster, das eine Breite von 1 bis 1000 nm und eine Länge von 1 bis 10000 nm aufweist und eine oberflächengehärtete Schicht zu bilden, die eine Dicke von 0.1 bis 1000 nm aufweist, um auf diese Weise den Glanz der Kunststoffoberfläche zu verändern.
-
Gemäß bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wenn zum Beispiel ein Argonionenstrahl in geeigneter Weise auf die Oberfläche von Polypropylen (PP) ausgestrahlt wird, reagiert die Oberfläche von PP mit dem Ionenplasma und vorzugsweise ein Nanomuster und eine gehärtete Schicht 10 werden in geeigneter Weise gleichzeitig auf der Oberfläche von PP gebildet.
-
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist es durch das Nanomuster und der auf der Kunststoffoberfläche gebildeten gehärteten Schicht 10 demzufolge möglich, die Ursprungsfarbe eines Polymers in verschiedene Glänze entsprechend zu verändern, und somit kann das Kunststoffprodukt in verschiedenen Bereichen wie zum Beispiel in nicht einschränkender Weise bei Interieur- und Exterieurmaterialen für Fahrzeuge, Mobiltelefonen, elektronischen Haushaltsgeräten etc. verwendet werden.
-
Gemäß bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, zum Beispiel wie in 1 gezeigt, zeigt 1 ein schematisches Diagramm, das ein beispielhaftes Nanomuster und eine oberflächengehärtete Schicht 10 darstellt, die auf der glatten Oberfläche von Polypropylen durch eine Ionenplasmabehandlung gemäß einem bevorzugten Beispiel der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
-
Bezug nehmend zum Beispiel auf 1 wird vorzugsweise eine Ionenplasmabehandlung in geeigneter Weise auf der Oberfläche von PP als ein Polymermaterial 20 unter Verwendung eines weiten Ionenstrahls durchgeführt, um ein Nanomuster zu bilden.
-
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen verwendet die Ionenplasmabehandlung ein Gas, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die in nicht einschränkender Weise aus Argon, Sauerstoff, Stickstoff, Helium und Tetrafluorkohlenstoff (CF4) besteht, der durch Plasmaionisierung gebildet wird. In anderen bevorzugten Ausführungsformen kann das Nanomuster entsprechend auf der Polymeroberfläche durch Implantieren des Ionenplasmas in die Polymeroberfläche unter Verwendung eines Ionenstrahlverfahrens, eines Verfahrens zum Bilden einer dünnen Schicht oder eines Verfahrens zum Sputtern von metallischen oder nichtmetallischen Materialien gebildet werden.
-
Gemäß anderen bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Tiefe des Nanomusters und der gehärteten Schicht 10 in geeigneter Weise durch Steuern von wenigstens der Strahlungszeit des Ionenstrahls und/oder der Magnitude der Beschleunigungsspannung und/oder dem Druck in einer Behandlungskammer eingestellt werden.
-
Gemäß bestimmten bevorzugten Ausführungsformen sind die Bedingungen zum Bilden des Nanomusters hierin wie folgt beschrieben. Der Druck in der Behandlungskammer, in welcher die Ionenplasmabehandlung durchgeführt wird, befindet sich in einem Bereich von 1.0 × 10–7 bis 2.75 × 10–3 Pa, die Magnitude der Beschleunigungsspannung des während der Ionenplasmabehandlung angewandten Ionenplasmas befindet sich in einem Bereich von 100 V bis 50 kV, die Strahlungszeit des Ionenstrahls während der Ionenplasmabehandlung beträgt einige Sekunden bis einige Stunden und der Einfallswinkel des Ionenstrahls während der Ionenplasmabehandlung beträgt 90° mit Bezug auf die Polymeroberfläche in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und befindet sich vorzugsweise in einem Bereich von 0 bis 90°.
-
Vorzugsweise wenn ein Ionenstrahl einer geringen Energie (z. B. 1 kV) in geeigneter Weise auf die Oberfläche des Polymermaterials ausgestrahlt wird, werden das Nanomuster und die gehärtete Schicht gleichzeitig gebildet, wohingegen nur die gehärtete Schicht entsprechend gebildet wird, wenn ein Ionenstrahl einer hohen Energie (z. B. 10 kV) auf die Oberfläche des Polymermaterials ausgestrahlt wird.
-
Demzufolge werden in dem Fall der geringen Energie die Glanzeigenschaften durch eine Nanostruktur entsprechend verbessert, wobei die gehärtete Schicht gebildet wird, und in dem Fall der hohen Energie werden die Glanzeigenschaften nur durch die gehärtete Schicht verbessert.
-
Gemäß anderen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann neben dem Polypropylen das Polymermaterial 20 ein Kunststoff sein, der von der Gruppe ausgewählt wird, die in nicht einschränkender Weise aus Polyethylen (PE), Nylon 6, Nylon 66, Polycarbonat (PC), Polyimid (PI), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol (PS), Poly(lactic-co-glycolic Säure) (PLGA), Hydrogel, Polyethylenterephthalat (PET), Siliziumgummi und Polydimethylsiloxan (PDMS) besteht oder einem Kunststoffgemisch, das von der Gruppe ausgewählt wird, die aus PC/ABS, PC/SAN und PC/PBT besteht, welches eine nanoskalierte Rauhigkeit auf dessen Oberfläche aufweisen könnte.
-
Die vorliegende Erfindung wird ausführlich mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die hierin beschriebenen Beispiele beschränkt.
-
Beispiel
-
In einem bevorzugten Beispiel wurden ein Nanomuster und eine nanodimensionierte gehärtete Schicht 10 auf der Oberfläche von PP durch Ausstrahlen eines Argonplasmas gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise gebildet.
-
2A zeigt eine Abbildung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM), das durch geeignetes Durchführen einer Ionenstrahlbehandlung auf der Oberfläche von PP in dem Beispiel von 1 erhalten wurde und 2B zeigt einen Graph, der eine Veränderung der Rauhigkeit des Nanomusters darstellt, woraus ersichtlich ist, dass die Rauhigkeit des Musters durch eine Erhöhung der Strahlungszeit des Argonstrahls stufenweise erhöht wurde.
-
Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen wurde das Polypropylen (PP) von LG Chemical Ltd. bezogen und ein transparentes Material wurde vorzugsweise verwendet.
-
Vorzugsweise wird die Richtung der Ionenplasmabehandlung vertikal mit Bezug auf die Oberfläche der PP-Probe bestimmt.
-
Eine Argon (Ar+) Ionenplasmabehandlung wurde vorzugsweise auf der Oberfläche der PP-Probe als Polymermaterial 20 mit einer glatten Oberfläche durchgeführt.
-
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen betrug die Spannung zwischen der Kathode und der Anode einer Ionenquelle 1000 eV, die Behandlungszeit wurde vorzugsweise von fünf Minuten bis zwei stunden verändert und das Arbeitsvakuum in der Behandlungskammer betrug vorzugsweise unter 0.01 mTorr.
-
Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen wurde die Änderung in der oberflächengehärteten Schicht 10 gemäß einer Änderung der Gesamtenergie des Plasmas von 10 bis 50 keV untersucht.
-
Vorzugsweise wenn die Polymeroberfläche unter Verwendung von Ionen oder eines Plasmas behandelt wird, werden die Polymerketten auf der weichen Polymeroberfläche entsprechend umgruppiert, die C-H Bindung auf jeder Polymerkette wird entsprechend gebrochen und die Anzahl von C-C Bindungen wird entsprechend erhöht, was zu einem Verhärten der Polymeroberfläche führt.
-
Zur gleichen Zeit tritt eine Deformation in der Richtung der Schichtoberfläche auf der gehärteten Oberfläche auf, und auf diese Weise wird das Oberflächenmuster entsprechend gebildet um die Deformation abzuschwächen.
-
Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen, zum Beispiel wie in 2A und 2B gezeigt, wiesen die Breite und Höhe des Nanomusters eine enge Relation zu der Änderung der Plasmabehandlungszeit auf, d. h. der Anzahl von Ionen und wenn die Plasmabehandlungszeit entsprechend erhöht wurde, erhöhte sich die Rauhigkeit der Polymeroberfläche.
-
Ferner wurde in anderen bevorzugten Ausführungsformen, zum Beispiel wie in 2C und 2D gezeigt, obwohl das Oberflächenmuster nicht entsprechend gebildet wurde wenn die Energie des Ionenplasmas 20 keV betrug, eine oberflächengehärtete Schicht 10 mit einer Tiefe von ungefähr 100 nm entsprechend gebildet um den Brechungsindex zu verbessern.
-
Test Beispiel: Oberflächenanalyse
-
Gemäß bestimmten beispielhaften Ausführungsformen und wie in 3 gezeigt, zeigt 3 die Ergebnisse einer Raman-Analyse auf der oberflächengehärteten Schicht von PP vor und nach der Ionenplasmabehandlung, welche die Änderung in der chemischen Bindungsstärke darstellt.
-
Vorzugsweise während die Oberfläche der PP-Probe vor der Ionenplasmabehandlung typische Eigenschaften von amorphem Polymer zeigt, weisen die Oberflächen der PP-Proben nach der Ionenplasmabehandlung D (ungeordnete graphitische) Spitzen bei einer Wellenzahl von ungefähr 1365 cm–1 und G (kristalline graphitische) Spitzen bei ungefähr 1540 cm–1, welche typischerweise in einer amorphen Kohlenstoffdünnschicht vorhanden sind.
-
Demzufolge ist es ersichtlich, dass die weiche Polymeroberfläche in eine amorphe Kohlenstoffschicht entsprechend verändert wurde, die eine beträchtliche Härte durch die Ionenplasmabehandlung aufweist.
-
Ferner kann daraus gefolgert werden, dass die elektrische Leitfähigkeit der Polymeroberfläche durch die Ionenplasmabehandlung gleichzeitig verändert wurde.
-
Gemäß anderen weiteren Ausführungsformen, zum Beispiel wie in 4 gezeigt, zeigen 4A und 4B die Ergebnisse einer FT-IR Analyse auf der oberflächengehärteten Schicht von PP vor und nach der Ionenplasmabehandlung, in welcher die Änderung der Permeabilität dargestellt ist.
-
In 4A und 4B wurde die Anzahl von C-Hn Bindungen bei ungefähr 2800 cm–1 im Verhältnis zur Ionenstrahlbehandlungszeit entsprechend verändert.
-
In besonders bevorzugten Ausführungsformen, während die Anzahl von CH2 Bindungen durch die Erhöhung der Energie des Ionenplasmas entsprechend erhöht wurde, wurde die Anzahl von CH3 Bindungen entsprechend verringert, woraus ersehen werden kann, dass die Vernetzung der Polymerketten aktiver auftrat als die Spaltung der Polymerketten.
-
Demzufolge kann angenommen werden, dass die Vernetzungseigenschaften in dem durch das Ionenplasma betroffenen Bereich entsprechend erhöht wurden und der entsprechende Bereich entsprechend gehärtet wurde.
-
Gemäß anderen weiteren Ausführungsformen, zum Beispiel wie in 5 gezeigt, zeigen 5A bis 5D die Ergebnisse einer FT-IR Analyse unter Verwendung eines UV-VIS Spectrophotometers, in welcher die Änderung der Permeabilität und die Änderung in der Absorption vor und nach der Ionenplasmabehandlung gezeigt sind.
-
Die Absorption wurde wie in 5A gezeigt erhöht und die Permeabilität wurde wie in 5B gezeigt durch die Änderung in der Behandlungszeit bei einer festgelegten Spannung von 1000 eV verringert.
-
In weiteren beispielhaften Ausführungsformen wurde die Absorption und die Permeabilität durch Ändern der Energie des Argonplasmas entsprechend analysiert, woraus ersehen werden kann, dass die Absorption wie in 5C gezeigt entsprechend erhöht wurde und die Permeabilität wie in 5D durch die Erhöhung der Energie des Plasmas verringert wurde.
-
Demzufolge verändern diese Eigenschaften entsprechend die intrinsische Absorption und die Permeabilität, die das Polymer aufweist und verändern somit die intrinsischen optischen Eigenschaften des Polymers wie zum Beispiel den Brechungsindex, was zu einer Änderung im Glanz führt.
-
Dadurch ist es gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wie hierin beschrieben möglich, die Absorption und Permeabilität von Licht durch Ändern der Oberflächenbehandlungszeit und Energie der Ionenplasmabehandlung einzustellen, um auf diese Weise verschiednen Glänze auf der Polymeroberfläche bereitzustellen.
-
Wie oberhalb beschrieben umfassen der Kunststoff mit verbesserten Glanzeigenschaften und das Oberflächenbehandlungsverfahren für Kunststoff gemäß den bevorzugten hierin beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in nicht einschränkender Weise die folgenden Vorteile und Wirkungen. Die vorliegende Erfindung stellt verschiedene Glänze von der Ursprungsfarbe eines Polymers durch entsprechendes Bilden eines Nanomusters und einer gehärteten Schicht auf der Kunststoffoberfläche durch eine Ionenplasmabehandlung bereit. Da es nicht notwendig ist, die Kunststoffoberfläche zum Beispiel mit Metall zu überziehen, wird bei der vorliegenden Erfindung der Prozess entsprechend vereinfacht und ist verglichen mit den herkömmlichem Verfahren zum Bereitstellen eines Hochglanzpolymers umweltfreundlich.
-
Die Erfindung wurde ausführlich mit Bezug auf deren bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Jedoch ist dabei zu berücksichtigen, dass durch den Fachmann Änderungen in diesen Ausführungsformen gemacht werden können, ohne von den Grundsätzen und dem Geist der Erfindung abzuweichen, wobei der Umfang der Erfindung in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten bestimmt ist.
