DE19612112C2 - Ventilkörper von Dampfbügeleisen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung hydrophiler Oberflächen eines aus Kunststoff bestehenden Ventilkörpers, insbesondere Tropfventil, eines Dampfbügeleisens und die so hergestellten Ventilkörper.

Die meisten Kunststoffe, z. B. Thermo- und Duroplaste, bilden nach dem Spritzen in eine Form eine hydrophobe, also wasserabstoßende, schlecht benetzbare Spritzhaut. Für bestimmte Verwendungszwecke ist diese Eigenschaft, die zu großen Kontaktwinkeln zwischen Flüssigkeiten wie Wasser auf den Oberflächen führt, unerwünscht.

Eine gute Benetzbarkeit, also eine hydrophile und ggf. sogar saugfähige Oberfläche, ist insbesondere für das Tropfventil von Dampfbügeleisen erforderlich, bzw. für dessen Ventilkörper (Tropfnadel), der üblicherweise aus einem Polymer hergestellt wird. Über dieses Ventil soll Wasser aus einem Vorratsbehälter durch kapillare Spalte regelmäßig in den Verdampfungsbereich des Dampfbügeleisens eintropfen, um eine möglichst gleichmäßige Bedampfung des Bügelguts zu erreichen. Wenn nun die Oberflächen in diesem Bereich nicht hinreichend benetzbar sind, kommt es zu einem Stau durch Wassertropfen und kleine Luftblasen, die einen großen Kontaktwinkel zu den Oberflächen im Ventilbereich bilden. Die Tropffunktion wird stark beeinträchtigt.

Bei den erwähnten Ventilkörpern und anderen Kunststofformteilen ist es deshalb bisher üblich, ihre Oberflächen durch mechanische Behandlung, z. B. Strahlen mit abrasivem Material wie Glaskörpern oder Sand, hydrophil zu machen. Dabei muß man aber jedes einzelne Teil sorgfältig von allen Seiten strahlen, so daß eine Anwendung dieser Methode auf große Stückzahlen unwirtschaftlich ist. In engen Kanälen und Hohlräumen ist sie ohnehin nicht wirtschaftlich anwendbar.

Darüber hinaus kann dabei auch unkontrolliert Material abgetragen werden. Z. B. werden (Steuer-)Kanten unbeabsichtigt verrundet und ggf. die Steuerungsfunktion des Ventilkörpers beeinträchtigt. Schließlich muß man die bearbeiteten Teile noch einem Reinigungsprozeß zuführen, damit übriggebliebenes Strahlmaterial vollständig entfernt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Erhöhung der Benetzbarkeit von Ventilkörpern von Dampfbügeleisen anzugeben, das bei einfacher und wirtschaftlicher Durchführbarkeit deren mechanische Eigenschaften möglichst wenig beeinträchtigt. Weiterhin betrifft die Erfindung die so hergestellten Ventilkörper.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 4 und 6 geben vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände von Anspruch 1 und Anspruch 5 an.

Es wurde durch Versuche gefunden, daß eine Beaufschlagung der Oberfläche eines PPS- Kunststoffes mit SO₃ (Schwefeltrioxid, das Anhydrid der Schwefelsäure, Schmelzpunkt ca. 16,8°C) zu einer sehr guten Benetzbarkeit führt. Der Grad der Oberflächenumwandlung ist von dem Kunststoffmaterial und von der Dauer der Beaufschlagung abhängig.

Mit dieser rein chemischen Behandlung entfallen auch Probleme der Erreichbarkeit von Feinstrukturen der Oberfläche mit mechanisch-abrasiven Mitteln.

Nach den Beobachtungen in Versuchen hat ein unbehandelter Ventilkörper aus einem Polypropylen-Kunststoff zunächst eine hydrophobe Oberfläche, auf der Wassertropfen große Kontaktwinkel zeigen. Es kommt nur zu einer punktuellen Benetzung; das ist, wie erwähnt, insbesondere in kapillaren Ventilkanälen nachteilig, die durch Tropfenbildung regelrecht verstopft werden.

Die Oberfläche desselben Ventilkörpers wird durch eine Behandlung mit SO₃- oder auch mit Ozon (O₃)- berührungslos und verschleißfrei so verändert, daß Wasser nur noch sehr kleine Kontaktwinkel bildet und somit den den Ventilkörper flächig benetzt. Das Tropfverhalten dieses Ventilkörpers wird durch Verbesserung des Fließverhaltens in der Grenzschicht entscheidend verbessert, wobei gleichzeitig jegliche mechanische Beschädigung vermieden wird.

Bei gefüllten Kunststoffen, z. B. GFK (glasfaserverstärkte Kunststoffe), werden durch diese Behandlung die Glasfasern an die Oberfläche gebracht und bieten eine noch größere Fläche.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen hydrophiler Oberflächen eines aus Kunststoff bestehenden Ventilkörpers eines Dampfbügeleisens, bei dem durch Kontakt der betreffenden Oberfläche mit einem sauerstoffhaltigen aggressiven Stoff über eine bestimmte Zeitdauer eine Umwandlung einer hydrophoben in eine hydrophile Oberflächenstruktur bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ventilkörper ein Tropfventil ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Behandlung SO₃ verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Behandlung Ozon verwendet wird.

5. Ventilkörper von Dampfbügeleisen, wobei dessen Kunststofformteile nach einem der vorstehend genannten Verfahren behandelt sind.

6. Ventilkörper nach Anspruch 5, der als Tropfventil ausgebildet ist.