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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modifizieren der Oberflächeneigenschaften
von Polymerformstoffen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
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Speziell betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Modifizieren der
Oberflächeneigenschaften von Formstoffen aus technischen Kunstharzen auf Vinylchloridbasis
(im folgenden kurz "PVC-Harze" bzw. "PVC-Formstoffe" genannt) oder aus Siliconkautschuk.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Unterdrückung des Ausblühens
oder Ausschwitzens von Weichmachern oder anderen Additiven der Formmassen an den
Oberflächen der aus diesen Formmassen hergestellten Formstoffe und zur Verbesserung
der Benetzbarkeit der Oberflächen mit Wasser durch Behandeln der Oberflächen in
einem kalten Plasma.
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PVC-Harze zählen zu den wichtigsten Thermoplasten. Sie zeigen eine
Fülle guter Kenndaten und sind relativ preiswerte Werkstoffe. PVC-Harze werden daher
in den verschiedensten Anwendungsbereichen eingesetzt. Durch geringere oder größere
Anteile eines Weichmachers in der Formmasse können härtere oder weichere PVC-Formstoffe
hergestellt werden. Größere Weichmacheranteile enthaltende PVC-Formmassen können
zu erstaunlich weichen Formstoffen verarbeitet werden, beispielsweise zu Filmen,
Folien, synthetischen Ledern, Schläuchen, Beuteln oder Beschichtungsstoffen. PVC-Formstoffe
werden zur Herstellung medizinischer Geräte, als Verpackungsmaterial für Lebensmittel,
in der Landwirtschaft oder in der Bauwirtschaft als Abdeckmaterial verwendet.
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Zusätzlich zu den Weichmachern enthalten PVC-Formmassen dblicherweise
andere Zusätze, beispielsweise Flammhemmer, Antioxidantien,
UV-Absorber
oder Gleitmittel. Die Wahl der Zusätze richtet sich nach den Anforderungen der Verarbeitung
und der für den Formstoff beabsichtigten Anwendung. Die Zusätze dienen sowohl der
Verbesserung der Verarbeitbarkeit der Formmasse als auch der Verbesserung der Kenndaten
der Fertigerzeugnisse selbst.
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Ein Problem, das nicht nur bei PVC-Formstoffen, sondern ganz allgemein
bei Polymerformstoffen, insbesondere auch bei Gummiformteilen, speziell Siliconkautschukformteilen,
auftritt, ist die Weichmachermigration zur Oberfläche der Formstoffe. Langfristig
führt eine solche Weichmachermigration zur Verschlechterung der Kenndaten der Formstoffe.
Das Austreten der Zusatzstoffe, insbesondere der Weichmacher, an der Formstoffoberfläche
wird als "Ausschwitzen" oder "Ausblühen" bezeichnet. Dieses Ausblühen und Ausschwitzen
der Additive zu unterdrücken ist eine der wichtigsten Aufgaben sowohl der Kunststofftechnologie
als auch der Kautschuktechnologie.
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Das Aus schwitzen der Weichmacher und anderer Additive beeinträchtigt
dabei nicht nur die Kenndaten des Formstoffes, aus dem die Additive ausschwitzen,
sondern beeinträchtigt auch die Kenndaten anderer Gegenstände, die mit diesen Formstoffen
in Berührung gelangen. Die an der Oberfläche eines Formstoffes ausgeschwitzten Additive
werden auf die Umgebung übertragen. Die Übertragung kann dabei sowohl durch direkte
Berührungsübertragung als auch durch Verdunsten erfolgen.
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Das Aus schwitzen der Additive beeinträchtigt also nicht nur das Aussehen
der Formstoffoberfläche, sondern schränkt auch die Anwendbarkeit der Formstoffe
durch die Übertragungsgefahr ein. Problematisch ist die durch das Ausschwitzen verursachte
Ubertragungsgefahr insbesondere, wenn die Formstoffe in medizinischen
Geräten
oder in Berührung mit Lebensmitteln verwendet werden sollen, da zahlreiche der gebräuchlichen
Zusatzstoffe durchaus gesundheitsschädlich sind.
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Der Anwendungsbereich bestimmter Kunststoffe und Elastomere, insbesondere
weicher Kunststoffe und Elastomere, ist dadurch beachtlich eingeschränkt.
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Zur Unterdrückung des Ausschwitzens von Weichmachern und anderer Additive
sind zahlreiche Verfahren bekannt.
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So ist beispielsweise bekannt, die Formstoffoberfläche mit einer ionisierenden
Strahlung, einem hochenergetischen Elektronenstrahl oder mit UV-Licht zu behandeln.
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Auch ist bekannt, die Formstoffoberflächen zur Unterdrückung des Ausschwitzens
der Additive mit anderen Kunstharzen zu beschichten. Schließlich ist bekannt, das
Ausschwitzen chemisch zu unterdrücken, wobei entweder die Oberflächen der Formstoffe
chemisch behandelt werden oder die entsprechenden Reagenzien bereits der Formmasse
zugemischt werden. Zahlreiche dieser bekannten Verfahren vermögen zwar das Aus schwitzen
der Additive wirksam zu unterdrücken, jedoch um den Preis einer empfindlichen Verschlechterung
anderer Kenndaten des Formstoffwerkstoffes.
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Beim Einwirken ionisierender Strahlen oder hochenergetischer Elektronenstrahlen
wird an der Formstoffoberfläche eine Vernetzung des Formstoffpolymers ausgelöst.
Durch die hohe Energie der zu diesem Zweck einwirkenden Strahlen beschränkt sich
jedoch die ausgelöste Vernetzung nicht nur auf eine dünne Oberflächenschicht, sondern
erfaßt auch noch relativ weit unterhalb der Oberfläche liegende Bereiche. Dies führt
dazu, daß die Flexibilität der Formstoffe, die beispielsweise durch einen Weichmacherzusatz
gerade herbeigeführt werden sollte, weitgehend verlorengeht.
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Beim Belichten der Formstoffoberflächen mit UV-Licht treten häufig
Oberflächenverfärbungen auf. Solche Verfärbungen sind auf eine Depolymerisation
der Polymermoleküle in den Formstoffoberflächen zurückzuführen, die durch die Einwirkung
des UV-Lichtes ausgelöst wird.
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Bei der chemischen Behandlung der Formstoffoberflächen müssen Erosionsprobleme
in Kauf genommen werden. Auch zeigen chemisch behandelte oder beschichtete Formstoffoberflächen
eine nur kurzfristige Verbesserung der Oberflächeneigenschaften. Dies ist auf Abnutzungserscheinungen
zurückzuführen und auf eine unzureichende Dauerfestigkeit aufgebrachter Beschichtungen.
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Die Oberflächen zahlreicher Polymerformstoffe sind außerdem wasserabweisend.
Diese Oberflächeneigenschaft ist insbesondere dann unerwünscht, wenn der Formstoff
in Berührung mit wässrigen Flüssigkeiten verwendet werden soll, beispielsweise in
Verbindung mit medizinischen Geräten mit Körperflüssigkeit in Berührung gelangt.
Die Benetzbarkeit der Oberfläche mit Wasser kann durch eine Behandlung der Oberfläche
mit einem Tensid oder durch Einarbeiten eines Tensids in die Formmasse, aus der
der Formstoff hergestellt wird, verbessert werden. Die Verwendung von Tensiden führt
jedoch nur kurzfristig zu einer Verbesserung der Benetzbarkeit und beeinträchtigt
gleichzeitig in unerwünschter Weise andere Kenndaten des Werkstoffes.
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In jüngerer Zeit ist vorgeschlagen worden, die Polymerformstoffoberflächen
der Einwirkung eines kalten Plasmas auszusetzen, das bei niedrigen Drücken in einem
Gas erzeugt wird. Als Plasmagase werden Edelgase, Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenmonoxid
verwendet. Das kalte Plasma wird in diesen Trägergasen insbesondere durch eine Glimmentladung
erzeugt.
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Durch die Einwirkung des kalten Plasmas auf die Formstoffoberfläche
wird eine Vernetzung herbeigeführt, die sich nur auf die äußerste Oberflächenschicht
beschränkt.
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Durch die so erzeugte vernetzte Oberflächenhaut kann das Ausschwitzen
der Additive wirksam unterdrückt werden, ohne andere Kenndaten des Harzes oder Elastomers
zu beeinträchtigen. Durch die Plasmabehandlung von Kunstharzformstoffen und Kautschukformstoffen
werden gleichzeitig die Benetzbarkeit, Klebbarkeit und Bedruckbarkeit verbessert
und die elektrostatische Aufladbarkeit und damit das Anziehen von Staub unterdrückt.
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Nachteilig bei diesem Verfahren der Behandlung der Formstoffoberflächen
im kalten Plasma ist die schlechte Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Dies setzt
der praktischen Anwendung des Verfahrens Grenzen.
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Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Modifizieren der Oberflächeneigenschaften von Polymerformstoffen,
und zwar sowohl Harzformstoffen als auch Kautschukformstoffen, insbesondere zur
Unterdrückung des Ausschwitzens von Weichmachern und anderen Additiven, zu schaffen,
das bei Anwendung eines kalten Plasmas mit hohem Wirkungsgrad ermöglicht, die angestrebten
Ergebnisse verläßlicher und besser reproduzierbar zu erzielen, und zwar unabhängig
vom Oberflächenzustand des Formstoffes.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten
Art geschaffen, das erfindungsgemäß die im kennzeichenden Teil des Patentanspruchs
1 genannten Merkmale aufweist.
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Das Verfahren der Erfindung zur Beeinflußung der Oberflächeneigenschaften
von Polymerformstoffen ist also ein zweistufiges Verfahren, das die folgenden beiden
Verfahrensstufen aufweist:
(a) Die Oberfläche des zu behandelnden
Formstoffes wird zunächst der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt, das in
einem Gas erzeugt wird, das zumindest 50 Vol. -% Sauerstoff enthält oder reiner
Sauerstoff ist; (b) nach der ersten Belichtung in der oxidierenden Atmosphäre wird
die Formstoffoberfläche dann erneut der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt,
das diesmal jedoch in einem Gas erzeugt wird, das entweder keinen Sauerstoff, keinesfalls
jedoch mehr als 50 Vo.-% Sauerstoff enthält.
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Die Erforschung der Gründe der schlechten Reproduzierbarkeit der durch
die Einwirkung eines kalten Plasmas auf die Formstoffoberfläche erzielbaren Ergebnisse
hat zu dem überraschenden Ergebnis geführt, daß anscheinend unkontrollierbare Oberflächenverunreinigungen
auf den Formstoffen als Ursache für die Verfahrensstörungen anzusehen sind.
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Bei diesen Oberflächenverunreinigungen handelt es sich meist um verschiedene
niedermolekulare Substanzen, bei PVC-Formstoffen in der Regel um ausgeschwitzten
Weichmacher, bei Siliconkautschukformstoffen meist um niedermolekulare Organopolysiloxane.
Zu diesen Substanzen kommt eine Reihe weiterer niedermolekularer Verunreinigungen,
die sich aus unterschiedlichen Quellen auf den Formstoffoberflächen ablagern. Insgesamt
sind solche durch niedermolekulare Substanzen verursachten Verunreinigungen auf
den Formstoffoberflächen zumindest in der Praxis nicht vermeidbar.
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Das Verfahren der Erfindung zielt daher zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit
der durch die Behandlung im kalten Plasma erzielbaren Wirkung darauf ab, diese unvermeidbare
Oberflächenverunreinigung möglichst effektiv zu beseitigen.
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Diesem Zweck dient die durch das Verfahren der Erfindung geschaffene
Vorbehandlung der Formstoffoberfläche mit einem kalten Plasma, das in einem oxidierenden
Gas erzeugt wird, und zwar vorzugsweise in Sauerstoff oder in einem Sauerstoff enthaltenden
Gasgemisch. An diese Vorbehandlung in einem oxidierenden kalten Plasma schließt
sich dann die eigentliche Behandlung mit einem kalten Plasma an, das in einem nichtoxidierenden
Gas, insbesondere nicht in Sauerstoff, erzeugt wird.
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Das Verfahren kann erstaunlicherweise mit gleicher Effektivität für
praktisch alle bekannten Polymerformstoffe eingesetzt werden, und zwar sowohl für
natürliche, halbsynthetische und synthetische Harze als auch für natürliche, halbsynthetische
und vollsynthetische Elastomere.
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Dabei ist die Gestalt des zu behandelnden Formstoffes relativ unkritisch,
zumindest solange ein gleichmäßiges Einwirken des kalten Plasmas während der ersten
und der zweiten Verfahrensstufe gewährleistet ist.
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Die durch das Verfahren der Erfindung erzielte Verbesserung der Zuverlässigkeit
der Plasmabehandlung wird darauf zurückgeführt, daß in der ersten Verfahrensstufe
wahrscheinlich eine oxidative Zersetzung der niedermolekularen Oberflächenverunreinigungen
und dadurch eine Oberflächenreinigung erfolgt. Durch diese vorausgehende Oberflächenreinigung
im oxidierenden kalten Plasma wird dann in der anschließenden zweiten Plasmabehandlung
die zu modifizierende Oberfläche aus dem eigentlichen Formstoffwerkstoff von den
aktivierten Teilchen des Plasmas unbehindert durch das Material der Oberflächenverunreinigungen
erreicht.
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In der ersten Verfahrensstufe wird also die Oberfläche des zu behandelnden
Formstoffes der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt, das in einem oxidierenden
Gas erzeugt
wird. Als oxidierendes Gas wird vorzugsweise Sauerstoff
verwendet. Statt reinem Sauerstoff kann auch ein Gasgemisch eingesetzt werden, das
mindestens 50 Vol,-% Sauerstoff enthält. Wenn der Sauerstoffpartialdruck der Gasatmosphäre,
in der das kalte Plasma erzeugt wird, kleiner als 50 %, bezogen auf den Gesamtdruck,
ist, kann der angestrebte Oberflächenreinigungseffekt nicht mehr erzielt werden.
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Das kalte Plasma wird durch eine elektrische Entladung in einem Gas
erzeugt, dessen Druck im Bereich von 0,0013 bis 13,3 mbar, vorzugsweise im Bereich
von 0,013 bis 1,3 mbar, liegt. Die elektrische Leistung, mit der die Elektroden
des Plasmagenerators beaufschlagt werden, liegt im Bereich von 10 W bis 10 kW. Die
Frequenz der elektrischen Leistung, mit der das Plasma erzeugt wird, ist nicht spezifisch
kritisch. Diese Frequenz kann irgendwo im Bereich von Gleichstrom, über den niederfrequenten
Bereich und den Hochfrequenzbereich bis zum Mikrowellenbereich liegen. Vorzugsweise
wird eine Frequenz aus dem Hochfrequenzbereich gewählt, insbesondere eine Frequenz
von 13,56 MHz. Vorzugsweise wird das Plasma durch eine Glimmentladung erzeugt. Es
kann gleicherweise jedoch auch durch eine Koronaentladung, eine Funkenentladung
oder durch eine stille Entladung erzeugt werden.
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Auch ist die Ausbildung und Anordnung der Elektroden zur Plasmaerzeugung
nicht spezifisch kritisch. So können die Elektroden sowohl innerhalb als auch auße-alb
der Plasmakammer angeordnet sein. Auch'können Spulenelektroden verwendet werden.
Die Ankopplung der Elektroden an den Hochfrequenzgenerator kann kapazitiv oder induktiv
erfolgen.
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Bei der Durchführung der Plasmabehandlung ist lediglich darauf zu
achten, daß die durch das Plasma entwickelte Wärme keine Depolymerisation auf der
Formstoffoberfläche
verursacht. Dadurch können Oberflächenverfärbungen
entstehen.
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Die Verweilzeit des Formstoffes im Plasma bei der ersten Behandlung
hängt von zahlreichen Einflußfaktoren ab. Zu diesen Einflußfaktoren gehören insbesondere
die Art des Polymers des Formstoffes, die Art der Additive sowie Art und Umfang
der Oberflächenverunreinigung auf dem Formstoff. Selbstverständlich sind zusätzlich
auch die Plasmaparameter Größen, die die zur Behandlung erforderliche Verweilzeit
beeinflußen. Angesichts der Vielzahl der Einflußfaktoren wird empfohlen, die im
Einzelfall optimale Verweilzeit durch Vorversuche mit Prüflingen der Produktionsserie,
die nach dem Verfahren der Erfindung behandelt werden soll, zu ermitteln. Ublicherweise
werden zur angestrebten Reinigung der Formstoffoberfläche in der ersten Verfahrensstufe
Verweilzeiten im Bereich von einigen 10 Sekunden bis zu einigen 10 Minuten ausreichen.
Zu lange Verweilzeiten des zu behandelnden Formstoffes im oxidierenden Plasma der
ersten Verfahrensstufe sind nicht empfehlenswert, da sie zu einem oxidativen Abbau
der Polymermoleküle an der Oberfläche des Formstoffes Anlaß sein können.
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In der zweiten Verfahrensstufe wird die zu beeinflußende Formstoffoberfläche
der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt, das in einem kaum oxidierenden Gas,
vorzugsweise in einem nichtoxidierenden Gas erzeugt wird. Das Plasma wird in der
zweiten Verfahrensstufe vorzugsweise in einem der folgenden Gase erzeugt: Helium,
Neon, Argon, Stickstoff, Stickoxid, Stickstoffdioxid, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid,
Wasserstoff, Chlor, Chlorwasserstoff, Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff. Die
genannten Gase können einzeln oder in Gemischen aus zwei und mehr Komponenten verwendet
werden. Insbesondere werden als Plasmagas
für die zweite Verfahrens
stufe Kohlenmonoxid und Argon sowie Gemische dieser beiden Gase eingesetzt. Selbst
wenn im Plasmagas bei der zweiten Verfahrens stufe auch die Gegenwart von Sauerstoff
oder anderen oxidierenden Gasen in Anteilen von selbst bis zu 50 Vol.-% tolerierbar
sind, so wird doch die zweite Verfahrensstufe vorzugsweise mit einem Gas oder Gasgemisch
durchgeführt, das vollkommen frei von Sauerstoff oder anderen oxidierenden Gasen
ist.
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Die Parameter der Plasmaerzeugung und Plasmaeinwirkung, die in der
zweiten Verfahrensstufe einzuhalten sind, sind im wesentlichen die gleichen wie
sie vorstehend für die erste Verfahrensstufe erläutert worden sind.
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Dies gilt insbesondere für die Parameter des Plasmagenerators, der
Plasmaerzeugung und der erforderlichen Verweilzeit.
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Die zweite Verfahrensstufe, das heißt die Behandlung des Formstoffes
mit dem nichtoxidierenden Plasma, braucht nicht notwendigerweise im unmittelbaren
Anschluß an die erste Verfahrensstufe, die Einwirkung des oxidierenden Plasmas,
zu erfolgen. Zur Vermeidung einer Sekundärkontamination der in der ersten Verfahrensstufe
gereinigten Oberfläche erfolgt die Einwirkung des nichtoxidierenden kalten Plasmas
in der zweiten Verfahrens stufe jedoch vorzugsweise innerhalb von 24 h nach Abschluß
der ersten Verfahrensstufe.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Als Beispiele werden die Unterdrückung der Weichmacherausschwitzung auf
der Oberfläche eines Weich-PVC-Formstoffes und die Verbesserung der Benetzbarkeit
einer Siliconkautschukoberfläche mit Wasser erläutert.
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Beispiel 1 100 Gew.-Teile eines homopolymeren Polyvinylchlorids mit
einem mittleren Polymerisationsgrad von ca. 1300, 50 Gew.-Teile Dioctylphthalat,
0,5 Gew.-Teile eines im Handel erhältlichen Mittels zur Trübungsunterdrückung, 1,5
Gew.-Teile Calciumstearat und 1,5 Gew.-Teile Zinkstearat werden 10 min bei 1600C
auf einem Walzenmischer zu einer PVC-Formmasse vermischt. Die Formmasse wird anschließend
durch Formpressen bei 1650C zu 0,5 mm dicken Folien ausgeformt.
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Einen Monat nach Herstellung der Folien wird bei einer Prüfung der
Folienoberflächen festgestellt, daß die flüssigen Additive der Formmasse in merklichem
Umfang ausgeschwitzt sind.
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Die auf diese Weise an der Oberfläche verunreinigten PVC-Folien werden
dann der Plasmabehandlung unterzogen. Die Folien werden zu diesem Zweck in einen
Plasmagenerator gebracht, der unter strömendem Plasmagas auf einen Gasdruck von
0,53 mbar evakuiert wird. Das Plasma wird bei einer Hochfrequenz von 13,56 MHz mit
einer elektrischen Elektrodenleistung von 150 W erzeugt. Die Art des zur Plasmaerzeugung
verwendeten Gases und die im einzelnen verwendeten Verweilzeiten sind in der Tabelle
1 angegeben. Die in der Tabelle 1 dargestellten Versuche 1, 2, 4 und 5 sind Vergleichsversuche.
Bei dem Versuch Nr. wird die zweistufige Plasmabehandlung nach dem Verfahren der
Erfindung durchgeführt. Dabei wird die Plasmakammer des Plasmagenerators zunächst
mit Sauerstoff gefüllt, und zwar unter dem oben angegebenen Druck von 0,53 mbar,
und wird unmittelbar nach Ablauf der ersten 10 Minuten Verweilzeit ohne Unterbrechung
der Plasmaentladung auf Kohlenmonoxid zur Durchführung der zweiten Verfahrensstufe
umgeschaltet.
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Der Grad der Weichmacherausschwitzung wird bei allen Prüflingen in
gleicher Weise durch Lösungsmittelextraktion bestimmt. Zu diesem Zweck wird der
Prüfling auf den Boden eines zylindrischen Extraktionsgefäßes mit einem Volumen
von 100 ml gelegt. Die Extraktion erfolgt mit 50 ml n-Hexan. Die der Extraktion
ausgesetzte Oberfläche der Prüflinge beträgt 26 cm2. Die Extraktion wird unter Schütteln
2 h bei 370C durchgeführt. Die nach dieser Zeit und unter den genannten, jeweils
identischen Bedingungen vom n-Hexan gelöste Menge Dioctylphtalat wird gaschromatografisch
bestimmt. Die Versuchsparameter und die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle
1 zusammengestellt.
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Tabelle 1
| Vers.Nr. Plasmabehandlung DOP- |
| (Verweilzeit / Atmosphäre) (mg) |
| 1 unbehandelt 124 |
| 2 10 min / CO 26 |
| 3 10 min/O2 + 10 min/CO 1,04 |
| 4 20 min / CO 16 |
| 5 20 min /- 02 36 |
Beispiel 2 100 Gew.-Teile eines Diorganopolysiloxans, 60 Gew.-Teile Acetylenruß
und 0,7 Gew.-Teile Dicumylperoxid werden zu einer homogenen Siliconkautschukformmasse
verarbeitet.
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Der Diorganopolysiloxankautschuk weist Methylgruppen und Vinylgruppen
als organische Gruppen auf. Der Anteil der Vinylgruppen beträgt 0,15 Mol-%, bezogen
auf die Gesamtmenge aller im Kautschuk vorliegenden organischen Gruppen.
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Die so hergestellte Formmasse wird anschließend durch Formpressen
zu einer 0,5 mm dicken elektrisch leitenden Siliconkautschukfolie verarbeitet.
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Die so hergestellten Siliconkautschukfolien werden unter den im Beispiel
1 angegebenen Bedingungen der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt. Die Plasmaparameter
sind im einzelnen in der Tabelle 2 angegeben. Bei der Verwendung von Sauerstoff
und von Kohlenmonoxid wird das Plasma mit einer Leistung von 150 W erzeugt, bei
der Verwendung von Argon mit einer Leistung von 250 W.
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Auf den behandelten Folien wird der Kontaktwinkel von Wasser unmittelbar
nach Abschluß der Plasmabehandlung und dann nach Ablauf von 1, 3 und 6 Monaten nach
Abschluß der Plasmabehandlung erneut gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind zusammen
mit den Ergebnissen für Vergleichsversuche in der Tabelle 2 zusammengestellt.
Tabelle
2
| Vers. Plasmabehandlung Kontaktwinkel von Wasser |
| Nr. (Verweilzeit / Atmosphäre) Monate nach Abschluß der |
| Monate nach Abschluß der |
| Behandlung |
| 1 .. 1 3 6 |
| 6 unbehandelt 950 950 970 980 |
| 7 20 min / CO 450 690 780 930 |
| 8 10 min/02 und 10 min/CO 330 400 460 500 |
| 9 20 min / Ar 420 660 900 950 |
| 10 10 min/O2 und 10 min/Ar 280 320 350 40° |
Zusammenfassung Verfahren zum Modifizieren der Oberflächeneigenschaften
von Polymerformstoffen, insbesondere zur Unterdrückung der Ausschwitzung von Weichmachern
und anderen Additiven und zur Verbesserung der Benetzbarkeit mit Wasser.
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Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Behandlung von Formstoffen
aus Kunstharzen auf Vinylchloridbasis und aus Siliconkautschuk. Die zu behandelnden
Formstoffe werden in zwei aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen der Einwirkung eines
kalten Plasmas ausgesetzt. In der ersten Verfahrens stufe wird das Plasma in einer
oxidierenden Atmosphäre, in der zweiten Verfahrensstufe in einer nichtoxidierenden
Atmosphäre erzeugt. In der ersten Verfahrensstufe wird das Plasma vorzugsweise in
Sauerstoff, in der zweiten Verfahrensstufe in Argon, Kohlenmonoxid oder einem Gemisch
beider Base erzeugt.
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Durch den in der ersten Verfahrens stufe erzielten Oberflächenreinigungseffekt
wird die in der zweiten Verfahrensstufe bewirkte Oberflächenvernetzung des Polymers
zuverlässig und reproduzierbar erhalten.