DE3027531C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen von Teilen, insbesondere der Innenflächen von Kunststoff-Kraftstoff-Behältern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen von Teilen, insbesondere der Innenflächen von Kunststoff-Kraftstoff-BehälternInfo
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- C08J7/12—Chemical modification
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- B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
- B29C59/14—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by plasma treatment
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens.
Im Vordergrund steht bei der Erfindung die « Behandlung der Innenflächen von Kraftstoffbehältern
aus Polyäthylen oder einem ähnliche Eigenschaften aufweisenden Kunststoff. Derartige Kraftstoffbehälter
sind an sich zwar günstig hinsichtlich ihrer Herstellung (sie können relativ einfach kompliziert gestalteten
Hohlräumen in Kraftfahrzeugen angepaßt werden) und hinsichtlich ihrer Festigkeitseigenschaften, erfordern
aber zur Erzielung einer vernachlässigbaren Permeationsrate für den Kraftstoff eine zusätzliche Behandlung
ihrer Innenflächen, die auf die Erzeugung einer Barriereschicht hinausläuft. Bekannte Verfahren zur
Erzeugung einer derartigen Barriereschicht sind das Fluorieren oder Sulfonieren, wobei unter Einhaltung
bestimmter Temperatur- und Zeitbedingungen reaktive Materialien in den Behälter eingeführt werden. Nach
Beendigung dieser eigentlichen Behandlung der Oberflächen muß eine Neutralisation vorgenommen werden.
Die bekannten Verfahren sind demgemäß nicht nur relativ umständlich und schon deshalb für eine
Serienfertigung wenig geeignet, sondern erfordern umfangreiche Entsorgungsvorkehrungen und Einrichtungen,
um Gesundheitsschäden bei den Werkern und unerwünschte Umweltbelastungen zu vermeiden.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 zu schaffen, das bei vertretbarem Aufwand Serien- und umweltfreundlich ist
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des
Patentanspruchs 1.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das zur Oberflächenbehandlung dienende
Medium unter normalen Druck- und Temperaturbedingungen inert ist und erst innerhalb des Unterdruckbehälters,
also innerhalb der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, durch Energiezufuhr und damit
verbundene Abgabe von Radikalen aktiviert wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einfachen
Steuermöglichkeiten für die Parameter des Verfahrens, also Druck in der Unterdruckkammer, Dosierung des
Mediums, Intensität der zugeführten Energie und Dauer der Energiezufuhr. So ist es mit einfachen Mitteln
gemäß Patentanspruch 2 auch möglich, durch Aufsplittung der für die Oberflächenbehandlung jeweils
erforderlichen Menge des Mediums in mehrere Teilmengen, die teils vor dem Zünden des Plasmas, teils
während der Aufrechterhaltung des Plasmazustands zugegeben werden, günstige Verhältnisse für das
Zünden des Plasmas zu schaffen, also einen unerwünscht hohen Druck in der Unterdruckkammer während des
Zündens zu vermeiden.
Die Beendigung des Plasmazustands läßt sich zeitlich genau gemäß Patentanspruch 3 durch einen Druckstoß
in der Unterdruckkammer festlegen, der durch Einführung eines inerten Gases, vorzugsweise des Mediums
selbst, erzeugt wird.
Die Patentansprüche 4, 5 und 6 beschreiben bevorzugte Ausbildungen einer Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wenn dort auf den Fall eines Hohlkörpers, also beispielsweise eines
Kraftstofftanks, als Teil, dessen Oberflächen zu behandeln sind, Bezug genommen wird und auch in den
bisherigen Ausführungen ein in dieser Weise ausgebildetes Teil in den Vordergrund gestellt wurde, bedeutet
dies doch keine Beschränkung der Erfindung auf behälterartige Teile. Die zu behandelnden Oberflächen
können auch beispielsweise flächigen Teilen, wie Folien, zugehören, die in eine besondere Unterdruckkammer so
eingebracht sind, daß sie den durch die Energiezufuhr aus dem Medium gebildeten Radikalen frei ausgesetzt
sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels für eine Einrichtung
zur Durchführung des Verfahrens erläutert.
Bei dem zu behandelnden Teil handelt es sich um einen Kraftstoffbehälter 1 für ein Kraftfahrzeug, der aus
Polyäthylen besteht und dessen Innenflächen 2 zur Erzielung einer höheren Dichtigkeit gegenüber Kraftstoff
mit einer Barriereschicht versehen werden müssen. Über die Leitung 3 steht der Kraftstoffbehälter 1 in
dichter Verbindung mit der Vakuumpumpe 4, der die Kontrolleinheit 5 für die Dosierung des bei 6
zugeführten Mediums und die Drucksteuereinheit 7 nachgeschaltet sind.
Da in der durch den Behälter 1 gebildeten Vakuumkammer ein relativ großer Unterdruck, etwa
IO-3 bis 10~2 mbar, herrscht, so daß die Druckdifferenz
zwischen Innendruck im Behälter 1 und Atmosphärendruck zu Beschädigungen des Behälters 1 führen kann,
ist dieser in die weitere Kammer 8 eingebracht, die über die Leitung 9 ebenfalls mit der Vakuumpumpe 4 in
Verbindung steht; der Druck in der weiteren Kammer 8 wird über den Bestandteil T der Drucksteuereinheit 7
auf einem Wert gehalten, der zwischen dem Atmosphärendruck und dem Druck im Behälter 1 liegt,
beispielsweise bei dem zehnfachen Wert des Drucks innerhalb des Behälters 1.
Bei 10 und 11 sind an den Hochfrequenz-Generator 12 angeschlossene Kondensatorplatten gezeichnet, die
zur Energiezufuhr zu dem innerhalb des Behälters 1 befindlichen Medium dienen. Der Generator J 2 wird
seinerseits von der Drucksteuereinheit 7 im die Energiezufuhr zum Kondensator 10, 11 einschaltenden
bzw. erhöhenden Sinne dann angesteuert, wenn der Druck im Behälter 1 einen zum Zünden des Plasmas
geeigneten, vorgegebenen Wert angenommen hat.
Der Zeitaufwand für die Erzeugung einer ausreichenden
Barriereschicht an den Oberflächen 2 beträgt — unter Vernachlässigung der Zeiten für das Einsetzen
und den Ausbau des Behälters 1 — nur mehrere Sekunden. Die außerhalb des Behältnis 1 bzw. der
weiteren Kammer 8 liegenden Bestandteile der Einrichtung sind für sich erprobter Stand der Technik.
Als Medium für die Oberflächenbehandlung von Teilen aus Kunststoff mit den Eigenschaften von
Polyäthylen eignen sich halogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere fluorierte (z. B. Tetrafluormethan)
oder fluoriert-chlorierte Kohlenwasserstoffe (z. B. Pentafluormonochlorethan)
oder aber fluorierte Schwefelverbindungen (z. B. Schwefelhexafluorid). Es handelt
sich also um Medien, die nach ihrer Aktivierung in einer Kunststoffkette den Ersatz von Wasserstoffatomen
durch Fluor bewirken und vor Erreichen des Plasmazustandes problemlos zu handhaben sind.
In dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kondensatorplatten 10 und 11 außerhalb des
Behälters 1 in der weiteren Kammer 8 angeordnet. Sofern bei dieser Energieübertragung durch die Wände
des Behälters 1 hindurch thermische Probleme auftreten, müssen die Kondensatorplatten innerhalb des
Behälters 1 angeordnet oder es muß für Energiezufuhr auf anderem Wege Sorge getragen werden.
Im Prinzip läßt sich der Plasmazustand auch bei normalem Druck erzielen. Dann sind aber der Bedarf an
dem Medium und der Energieaufwand größer und es treten Entsorgungsprobleme auf.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Behandlung von Oberflächen von Teilen, insbesondere der Innenflächen von Kraftstoffbehältern
aus Polyäthylen, mit einem unter Normalbedingungen inerten Medium, dadurch
gekennzeichnet, daß als Medium eine fluorierte Schwefelverbindung oder ein Halogenkohlenwasserstoff
in eine auch die Oberfläche (2) enthaltende Unterdruckkammer (1) eingeführt und durch Energiezufuhr bei reduziertem Druck in der
Unterdruckkammer (1) in den Plasmazustand gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zünden des Plasmas nur ein
Teil der erforderlichen Menge des Mediums und die Restmenge nach dem Zünden des Plasmas eingeführt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmazustand beendet
wird durch einen Druckstoß in der Unterdruckkammer (1), der durch Einführung eines inerten Gases,
insbesondere des Mediums, in die Unterdruckkammer (1) erzeugt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einem einen Hohlkörper (1) bildenden Teil der Hohlkörper (1) die Unterdruckkammer
ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) in eine weitere
Kammer (8) eingesetzt ist, in der ein niedrigerer Unterdruck als in dem Hohlkörper (1) herrscht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der weiteren Kammer (8) Kondensatorplatten
(10, 11) zur Energiezufuhr vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803027531 DE3027531C2 (de) | 1980-07-19 | 1980-07-19 | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen von Teilen, insbesondere der Innenflächen von Kunststoff-Kraftstoff-Behältern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803027531 DE3027531C2 (de) | 1980-07-19 | 1980-07-19 | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen von Teilen, insbesondere der Innenflächen von Kunststoff-Kraftstoff-Behältern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3027531A1 DE3027531A1 (de) | 1982-02-11 |
DE3027531C2 true DE3027531C2 (de) | 1982-05-19 |
Family
ID=6107689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803027531 Expired DE3027531C2 (de) | 1980-07-19 | 1980-07-19 | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen von Teilen, insbesondere der Innenflächen von Kunststoff-Kraftstoff-Behältern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3027531C2 (de) |
Families Citing this family (4)
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FR2570964B1 (fr) * | 1984-10-03 | 1988-11-10 | Air Liquide | Procede et appareil d'impermeabilisation d'une surface constituee d'un polymere. |
DE8616629U1 (de) * | 1986-06-21 | 1988-03-03 | Kalwar, Klaus, 4803 Steinhagen | Vorrichtung zur Erzeugung einer Koronaentladung an den Oberflächen eines aus unpolarem Kunststoff hergestellten Hohlkörpers |
DE3739994A1 (de) * | 1987-11-25 | 1989-06-08 | Linde Ag | Verfahren zum fluorieren von kunststoffgegenstaenden |
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1980
- 1980-07-19 DE DE19803027531 patent/DE3027531C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
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NICHTS-ERMITTELT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3027531A1 (de) | 1982-02-11 |
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