DE3242229A1

DE3242229A1 - Verfahren zur verbesserung der antistatischen kenndaten von kunststoff-formteilen

Info

Publication number: DE3242229A1
Application number: DE19823242229
Authority: DE
Inventors: Michihiko Ibaraki Asai; Kiyoshi Omiya Saitama Imada; Hirokazu Ibaraki Nomura; Yukio Fujisawa Kanagawa Shimura; Keishiro Tsuda; Susumu Ueno
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1981-11-16
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1983-09-01
Also published as: GB2111064A; JPS6144890B2; GB2111064B; FR2516525A1; US4639379A; FR2516525B1; JPS5884826A

Description

HBR &·PAITPN-ER

1 »ATliNTANWÄI /ΓΚ

AGE-7

1) Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

6-1, Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo (Japan)

2) Agency of Industrial Science and Technology

3-1, Kdsumigaseki 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo ( Japan)

Verfahren zur Verbesserung der antistatischen Kenndaten von Kunststoff-Formteilen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Speziell betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung des antistatischen Verhaltens bzw. der antistatischen Kenndaten von Formstoffen aus Kunststoff, insbesondere zur Verminderung des spezifischen elektrischen Oberflächenwiderstandes und der Tendenz zur Akkumulation elektrostatischer Ladung auf der Oberfläche solcher Formstoffe aus Kunststoffen. Dieses Verfahren bedient sich dabei der Behandlung der Formstoffe in einem kalten Plasma.

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BAD ORIGINAL

Formstoffe aus Kunststoff werden nicht nur verbreitet zu allen möglichen Zwecken im täglichen Leben eingesetzt und benutzt, sondern durchaus auch zu zahlreichen SpezLaianwendungen, da sie zu ungewöhnlich niedrigen Kosten mit meist hoher Produktivität hergestellt werden können. Zudem weisen Formstoffe aus Kunststoffen eine Reihe nützlicher und guter Kenndaten auf und sind beispielsweise gute elektrische Isolatoren. Gerade diese durchaus nützliche Eigenschaft der guten elektrischen Isolation, speziell des hohen spezifischen elektrischen Oberflächenwiderstandes solcher Kunststoff-Formstoffe, führt auch zu einer Reihe schwieriger Probleme, die durch die Ansammlung statischer Elektrizität auf der Formstoffoberfläche in Verbindung mit einem relativ kleinen elektrischen Verlust verursacht werden. So führt diese Erscheinung beispielsweise durch Ablagerungen von Staub und Schmutz auf den Oberflächen von Kunststoff-Formkörpern rasch zum Verlust der ursprünglich ästhetisch anspruchsvollen Erscheinung solcher Oberflächen. Außerdem kann die elektrostatische Aufladung von Kunststoff-Formstoffen bei Berührung zu Überschlägen auf den menschlichen Körper führen, die mitunter als recht unangenehm empfunden werden können. Zudem können Funkenüberschläge zwischen solchen geladenen Oberflächen mitunter zu ernsten Störungen und Problemen führen, beispielsweise zur Rauscherzeugung in elektronischen Schaltkreisen.

Die Entwicklung von bequemen und wirksamen Verfahren zur Verbesserung des antistatischen Verhaltens bzw. zur Unterdrückung der elektrostatischen Aufladung von Oberflächen von Formstoffen aus Kunststoff ist daher eine bedeutende technische Herausforderung. Dementsprechend sind aus dem Stand der Technik verschiedene Versuche in dieser Richtung bekannt. So ist beispielsweise bekannt,, in Kunststoff-Formmassen ausreichende Mengen eines elektrisch leitfähigen feinzerteilten Materials wie beispielsweise Metallpulver

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oder Ruß einzuarbeiten, bevor die Formmasse zum Formstoff ausgeformt wird. Alternativ kann der spezifische elektrische Oberflächenwiderstand von Kunststoff-Formstoffen da* durch vermindert werden, daß auf seiner Oberfläche ein sehr dünner elektrisch leitender Metallfilm,

erzeugt wird. Solche Metallfilme können beispielsweise durch Kaihodenzerstäubung oder durch Aufdampfen hergestellt werden. Auch kann die elektrostatische Aufladung der Oberfläche von Kunststoff-Formstoffen dadurch unterdrückt werden, daß die Oberfläche stärker hydrophilisiert wird. Dies kann durch oberflächenaktive Mittel bewirkt werden, beispielsweise durch Antistatika,■die entweder vor dem Ausformen des Formstoffs der Formmasse zugesetzt und in dieser■ eingearbeitet werden, oder die in Form von Beschichtungen auf die Oberflächen des Formstoffs aufgetragen werden. Zur Unterdrückung der Bildung und Ansammlung elektrostatischer Ladungen auf den Oberflächen von Kunststoff-Formstoffen ist alternativ weiterhin bekannt, an diesen Oberflächen hydrophile Gruppen oder Strukturen einzubringen oder aufzuprägen. Dies kann durch chemische Behandlung und Veränderung der Oberfläche erfolgen, beispielsweise durch Ätzen in Säuren, durch Flammbehandlung oder durch eine Oberflächenpfropfung durch Einwirken aktivierender Strahlen wie beispielsweise Elektronenstrahlen, UV-Licht oder ionisierender Strahlen.

All diese bekannten Verfahren weisen sicherlich bis zu einem gewissen Grad den angestrebten Erfolg auf, jedoch ist keines der bekannten Verfahren wirklich vollkommen zufriedenstellend. So weisen die bekannten Verfahren beispielsweise einen zu geringen Wirkungsgrad hinsichtlich der Verbesserung der antistatischen Kenndaten auf, beeinflussen andere Kenndaten der Formstoffe ungünstig, oder sind mit hohen Behandlungskosten verbunden oder sind schließlich nur zur Behandlung von Formstoffen mit kleinen Abmessungen oder in kleinen Stückzahlen geeignet.

'■' BAD ORIGINAL

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein bequem und wirksam durchführbares Verfahren zur Verbesserung des antistatischen Verhaltens von Kunststoff-Formstoffen zu schaffen, das die vorstehend dargelegten Nachteile der bekannten Verfahren nicht zeigt und eine dauerhafte Verbesserung der antistatischen Kenndaten von Kunststoff-Formstoffen herbeiführt, ohne dabei die übrigen Kenndaten dieser Formstoffe insgesamt ungünstig zu beeinflussen. Speziell sollen diese Erfolge für ein Verfahren erzielt werden, nach dem die Oberfläche des Formstoffs aus Kunststoff im kalten Plasma behandelt wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs T genannten Merkmale aufweist.

Das Verfahren zur Verbesserung des antistatischen Verhaltens von Formstoffen aus Kunststoff besteht also darin, daß

(a) zumindest im Oberflächenbereich eines Kunststoff-Formstoffes eine vernetzte Schicht gebildet wird, und daß dann

(b) die Oberfläche des mit der vernetzten Schicht versehenen Formstoffes der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt wird, das in einer Atmosphäre erzeugt wird, die eine gasförmige Siliciumverbindung der Formel

R Π, ΰΐΛ. , / -r \

a b 4-a-b (I)

enthält, in der R ein substituierter oder unsubstltuierter einwertiger Kohlenwasserstoff rest,. X ein Halogenatom oder eine Alkoxygruppe, a eine ganze Zahl mit dem Wert 0, 1, 2 oder 3 und b eine ganze Zahl mit dem Wert 0 oder 1 sind, und zwar mit der Maßgabe, daß a + b nicht

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qrößer als 3 ist, oder daß das Plasma in einer Atmosphäre erzeugt wird, die eine gasförmige Siliciumverbindung enthält, die ein Hydrolysekondensationsprodukt der Verbindung der Formel (I) ist, wobei der Formstoff der Einwirkung des kalten Plasmas in einem solchen Ausmaß ausgesetzt wird, daß auf der vernetzten Oberflächenschicht aufgeschichtet ein plasmapolymerxsierter Oberflächenfilm aus der Siliciumverbindung gebildet wird, der eine Stärke von mindestens 5 nm hat.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann sowohl für thermoplastische als auch für warmvernetzte Kunststoffe eingesetzt werden. Im folgenden sind Beispiele für Kunststoffe genannt, auf die das Verfahren gemäß der Erfindung angewendet werden kann: Polyethylene, Polypropylene, Polystyrole, gesättigte und ungesättigte Polyester , Celluloseacetat,.Polysulfone, Polycarbonate, Polyurethan. Polyimide, Polyamide, insbesondere also die verschiedenen Arten von Nylon, Polyamidoimide, Polyvinylalkohole, Acrylharze, Polyacetale, Polyvinylchloride, Copolymere aus Styrol und Acrylnitril, Copolymere aus Styrol, Acrylnitril und Butadien, Copolymere aus Ethylen und Vinylacetat, Copolymere aus Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Phenol-Formaldehyd-Harze, Siliconharze, Polyphenylenoxide, Poly-p-xylole, Epoxid-Harze, und Diallylphthalat-Harze. Durch diese Aufzählung soll jedoch die Anwendbarkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung nicht eingeschränkt werden. Vielmehr soll die vorstehende Aufzählung nur eine Reihe bevorzugter Beispiele für Kunststoffe wiedergeben, für die das Verfahren besonders erfolgreich anwendbar ist. Desgleichen ist das Verfahren für Blockcopolymere und Pfropfcopolymere sowie für Polymerengemische auf der Basis der vorstehend genannten Polymeren mit besonderem Erfolg anwendbar.

Selbstverständlich braucht der Formstoff nicht notwendigerweise nur aus einem oder mehreren der vorstehend genannten Kunststoffe

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allein hergestellt zu sein, sondern kann gegebenenfalls auch mit den verschiedensten anderen gebräuchlichen Additiven und Verarbeitungshilfen versetzt sein wie beispielsweise mit Weichmachern, Stabilisatoren, Gleitmitteln, Füllstoffen, Streckmitteln, Pigmenten, Farbstoffen, Mitteln zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit, Flammhemmern, Antioxidantien, Lientabsorbtionsmitteln, oberflächenaktiven Mitteln, Vernetzungshilfsmitteln, Mitteln zur Unterdrückung der Trübung der Kunststoffe, Trocknungsmitteln oder Mitteln zur Verbesserung der Elastizität der Formstoffe„

Auch ist das Formgebungsverfahren, mit dem die Formstoffe hergestellt werden, im Rahmen der Erfindung nicht kritisch» So können die Formstoffe beispielsweise durch Gießen, Extrudieren, Spritzgießen, Kalandern, Formpressen oder andere an sich bekannte Verfahren zum Formen von Kunststoffen hergestellt werden. Auch die geometrische Gestalt des Formstoffs selbst ist prinzipiell nicht kritisch, solange die zu behandelnden Oberflächen des Formstoffs der Einwirkung des kalten Plasmas gleichmäßig ausgesetzt werden können. Auch können die Oberflächen der zu behandelnden Formstoffe gegebenenfalls geräuchlichen Vorbehandlungen unterzogen werden, so beispielsweise einer Wärmebehandlung, einem Recken, einem Ziehen, einem Kräuseln, einer zusätzlichen Vernetzung, einem Sandstrahlen, können einer Glimmentladung ausgesetzt werden, können mit Lösunsmitteln behandelt oder ionisierenden Strahlen ausgesetzt werden oder anderen Einwirkungen als Vorbehandlung unterzogen werden, solange solche Vorbehandlungen die durch das Verfahren der Erfindung angestrebte Wirkung nicht ernstlich beeinflussen, Ob und wann eine solche ungünstige Beeinflussung durch die Vorbehandlung eintritt, kann der Fachmann anhand von Vorversuchen ohne weiteres ermitteln.

Der erste Schritt zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist die Bildung einer vernetzten Schicht zumindest im Oberflächenbereich des Formstoffs durch entsprechende

geeignete Mittel zur Oberflächenbehandlung. Zu diesem Zweck können verschiedene an sich bekannte Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise und vorzugsweise die Bestrahlung mit aktivierenden Strahlen, insbesondere mit UV-Licht, Elektronenstrahlen, ionisierenden Strahlen wie insbesondere Gamma-Strahlen, eine Behandlung im kalten Plasma, das durch eine Glimmentladung oder Koronaentladung erzeugt wird, eine Bestrahlung mit Licht, nachdem die Formstoffe zuvor mit einem Photosensibilisator imprägniert worden sind, durch Einleiten einer Vernetzungsreaktion zwischen den Polymermolekülen und einem im Kunststoff enthaltenen Vernetzungsmittel, das entweder vor dem Ausformen des Formstoffs in die Formmasse eingearbeitet worden ist,oder durch Tauchen des Formstoffs aufgebracht worden ist, durch Einleiten einer Vernetzung zwischen den Polymermolekülen des Kunststoffs selbst, wobei dieser solche Polymermoleküle enthält, die eine noch vernetzbare Struktur aufweisen oder in der Molekülgrundstruktur gebunden vernetzbare funktionelle Gruppen tragen, oder durch Vernetzen unter Erwärmen oder in anderer Weise. Vorzugsweise ist diese auf eine solche Weise hergestellte vernetzte Oberflächenschicht mindestens ungefähr 2nm dick.

In der zweiten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die so mit einer vernetzten Oberflächenschicht versehene Oberfläche des Formstoffs der Atmosphäre eines kalten Plasmas ausgesetzt, die bestimmte gasförmige Bestandteile enthält, um aufgeschichtet auf die Oberflächenvernetzungsschicht einen plasmapolymerisierten Oberflächenfilm aus den spezifischen Gasbestandteilen zu bilden. Dieser spezielle und wesentliche gasförmige Bestandteil der Plasmaatmosphäre ist die Siliciumverbindung der vorstehend angegebenen allgemeinen chemischen Formel (I) oder deren Hydrolysekondensationsprodukt. In der Formel (!) ist der Rest R ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise ein Alkylrest, insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl, ein Alkenylrest, insbesondere Vinyl oder Allyl, ein Alkinylrest, insbesondere Ethinyl, Propinyl oder

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kill.

Butinyl, und ein Arylrest, insbesondere Phenyl oder Naphthyl , oder ein substituierter einwertiger Kohlenwasserstoffrest, der durch partielle oder vollständige Substitution der Wasserstoffatome der vorstehend genannten Kohlenwasserstoffreste mit anderen Atomen erhalten wird, insbesondere durch Substitution mit Halogen oder Subsituentengruppen wie insbesondere Cyanogruppen. Der Rest X in der allgemeinen chemischen Formel (I) bedeutet ein Halogenatom, vorzugsweise Chlor oder Brom, oder eine Alkoxygruppe, vorzugsweise Methoxy, Ethoxy, Propoxy oder Butoxy. Der Parameter a ist eine ganze Zahl mit dem Wert zwischen 0 und 3 einschließlich während der Parameter b eine ganze Zahl mit dem Wert 0 oder 1 ist, und zwar mit der Maßgabe, daß die Summe a + b nicht größer als 3 ist. Dies heißt mit anderen Worten, daß in den Molekülen der Siliciumverbindung zumindest eines der durch das Symbol X gekennzeichneten Atome oder zumindest eine der durch das Symbol X gekennzeichneten Substituentengruppen direkt an ein Siliciumatom des Moleküls gebunden ist.

Die allgemeine chemische Formel (I) schließt eine Vielfalt einzelner spezieller Substanzen ein, und zwar je nach den Kombinationen der Reste R und X sowie der Parameter a und b. Als bevorzugte Beispiele für Siliciumverbindungen vom Typ der Formel RHSiX₂ sei Methyldichlorsilan hervorgehoben. Bevorzugte Substanzen, die der Formel R₂HSiX entsprechen, sind Dirnethylchlorsilan und Dimethylmetoxysilan. Vom Typ des SiIans R₃SiX werden vorzugsweise folgende Substanzen eingesetzt: Trimethylchlorsilan, Trimethylmethoxysilan, Trimethylethoxysilan, Vinyldimethylchlorsilan, Vinyldimethylmethoxysilan, Vinyldimethylethoxysilan, Ethinyldimethoxysilan, Ethinyldimethylchlorsilan, Triethylmethoxysilan, Dimethylchlormethylmethoxysilan, Dimethylchlormethylchlorsilan, Dimethylphenylmethoxysilan, 2-Chlorethyldimethylchlrosilan, 2-Chlorehtyldimethylmethoxysilan und andere«, Vom Typ der Silane der Formel R₂SiX₂ werden vorzugsweise folgende eingesetzt: Methylchlormethylmethoxychlorsilan, Dimethyldj chlorsilan, Dirnethyldimethoxysilan, Diethyldimefchoxysilan, Dimethyldiethoxysilan,

BADORiGiNAl.

Vinylmethyldichlorsilan, Vinylmethyldimethoxysilan, 2-Chlorethylmethyldichlorsilan, Vinylmethyldiethoxysilan, Methylchlormethyldichlorsilan, Methylphenyldimethoxysilan und Methylchlormethyldimethoxysilan. Als Silane vom Typ der Formel RSiX₃ werden vorzugsweise die folgenden verwendet: Methyltrimethoxysilan, Methyltrietiioxysilan, Vinyltrichlorsilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Chlormethylhrimethoxysilan, 2-Chlorethyltrimethoxysilan und 3-Chlorpropyltrimethoxysilan. Als Silane der Formel SiX. werden schließlich vorzugsweise Siliciumtetrachlorid, Orthomethylsilicat und Orthoethylsilicat eingesetzt. Dabei ist in der gesamten vorstehend wiedergegebenen Aufstellung vorzugsweise eingesetzter Substanzen das durch X symbolisierte Halogenatom stets als Chloratom angegeben worden. Dies soll jedoch nicht insbesondere jene Silane ausschließen, die in gleicher Weise substituiert sind/ als Halogen jedoch Brom—oder Jodatome statt der Chloratome tragen.

In der vorstehenden Liste der speziell genannten Siliciumverbindungen sind die Reste R stets unsubstituierte oder halogensubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffreste. Zusätzlich zu diesem Substituententyp können im Rahmen der Erfindung mit Erfolg insbesondere solche Organosilane eingesetzt werden, die mindestens einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest oder Alköxyrest tragen, die mit einer reaktiven oder funktionellen Gruppe substituiert sind. Solche Organosilane sind insbesondere als Silankuppler im Bereich der Kunststoff- und Gummiverarbeitung bekannt. Aus dieser Gruppe von Siliciumverbindungen werden im Rahmen der Erfindung vorzugsweise die folgenden eingesetzt: Vinyl-tris-(2-methoxyethoxy)-silan, 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropylmethyIdimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan und 3-Am.inopropyltriethoxysilan.

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χ -

/3

Wie bereits oben betont, sind die vorstehend speziell genannten Siliciumverbindungen vorzugsweise eingesetzte Substanzen, ohne daß eine solche Nennung jedoch bedeuten soll, daß nicht auch andere Siliciumverbindungen, solange diese unter die Formel (I) fallen, als erfindungswesentlicher Bestandteil der Plasmaatmosphäre dienen können. Insbesondere können auch die Hydrolysekondensationsprodukte der unter die Formel (I) fallenden Siliciumverbindungen, insbesondere der speziell genannten, eingesetzt werden, wobei solche Hydrolysekondensationsprodukte soxtfohl durch partielle als auch durch vollständige Hydrolyse der Silane mit anschließender partieller oder vollständiger Kondensationsreaktion gebildet werden können„ Die Kondensation tritt dabei zwischen den silanolischen Hydroxylgruppen ein, die durch die Hydrolyse gebildet werden, so daß zwischen den Molekülen der Hydrolyseprodukte mindestens eine Siloxanbindung entsteht. Als bevorzugte Beispiele solcher Siloxane seien die folgenden genannt: Divinyltetramethyldisiloxan, Di-(chlormethyl)-tetramethyldisiloxan, Diethinyltetramethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan und entsprechend gebaute andere Disiloxane, wobei auch höhere Kondensationsprodukte, insbesondere Trisiloxane, eingesetzt werden können, vorausgesetzt, daß der Dampfdruck solcher Siloxane unter den gegebenen Plasmabedingungen ausreichend groß ist, um die Plasmaentladung in einer solchen Atmosphäre aufrecht zu erhalten, wobei in der unten näher ausgeführten Weise zur zufriedenstellenden Aufrechterhaltung des kalten Plasmas die Plasmaatmosphäre innerhalb eines bestimmten Druckbereiches gehalten werden muß.

Das Behandeln von Formstoffen in einem kalten Plasma ist an sich aus dem Stand der Technik ausreichend bekannt. Nach Abschluß der Verfahrensstufe (a), das heißt der Vernetzungbehandlung, wird der Kunststoff-Formstoff in eine Plasmakammer gebracht, die mit Elektroden ausgerüstet ist, die ihrerseits an eine elektrische Leistungsquelle, vorzugsweise einen Hochfrequenzgenerator, anschließbar sind. Nach dem Evakuieren der

- W-

Plasmakammer wird die Kammer mit dem Dampf oder Gas der jeweiligen Siliciumverbindung in der Weise gefüllt, daß sich in der Kammer ein Druck im Bereich von ungefähr 0,001 bis 13,3 mbar einstellt. Nach Einstellung des erforderlichen Drucks werden die Elektroden zur Erzeugung des kalten Plasmas in der Plasmakammer mit einer entsprechenden elektrischen Leistung beaufschlagt. Durch die Zündung des Plasmas wird dabei die Oberfläche des Kunststoff-Formstoffs der Einwirkung des kalten Plasmas ausgesetzt, während das Gas der Siliciumverbindung gleichzeitig kontinuierlich in der Weise durch die Kammer strömt, daß der Druck in der Dampfphase oder Gasphase der Kammer stets in dem vorstehend genannten Druckbereich geregelt und ge~ halten wird.

Je nach Bedarf kann das Gas oder kann der Dampf der Siliciumverbindung mit anderen anorganischen oder organischen Gasen verdünnt werden, so insbesondere mit inerten Gasen wie beispielsweise Helium oder Argon, mit Stickstoff, Sauerstoff, Luft, Wasserstoff, Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid sowie mit anderen organischen Gasen, die kein Silicium enthalten.

Wie vorstehend bereits angegeben, sollte der Druck in der Plasmakammer vorzugsweise im Bereich zwischen 0,001 bis 13,3 mbar gehalten werden. Wenn der Druck in der Plasmakammer außerhalb dieses Bereiches liegt, kann kein stabiles kaltes Plasma mehr erzeugt werden, so daß die Plasmabehandlung im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung nicht mehr zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt. Vorzugsweise wird der Druck sogar im Bereich von 0,07 bis 1,33 mbar eingestellt. Aus den im Stand der Technik vorliegenden Daten, die bei den bekannten Verfahren der Plasmabehandiung oder Plasmapolymerisation gewonnen wurden, war, selbst wenn die Behandlung im kalten Plasma extrem lange durchgeführt wurde, nicht bekannt und ist überraschend, daß die Wirkung der Behandlung rasch

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Ib

abnimmt und der spezifische elektrische Oberflächenwiderstand der Kunststoff-Formstoffe nach der Plasmabehandlung sogar zunimmt, wenn der Druck in der Plasmaatmosphäre über 13,3 mbar ansteigt.

Die Bedingungen zur Erzeugung eines kalten Plasmas in einer Plasmakammer sind ausreichend gut bekannte so daß vorliegend eine ins einzelne gehende Erläuterung nicht erforderlich ist. Zusammengefaßt sei lediglich daran erinnert, daß ein kaltes Plasma erzeugt werden kann, wenn eine elektrische Leistung von mindestens einigen Watt bei vorzugsweise einer Frequenz im Hochfrequenzbereich von einigen kHz bis einigen 100 MHz an die innerhalb oder außerhalb der Plasmakammer angeordneten Elektroden angelegt wird, wobei der Druck in der Plasmakammer in dem oben genannten Bereich gehalten wird. Die Plasmaentladung kann dabei als Glimmentladung oder als Koronaentladung auftreten, und zwar unabhängig davon, welche ausreichenden Effekte hinsichtlich der Verbesserung der Oberflächeneigenschaften der so behandelten Formstoffe erzielt wird. Die Dauer für die Einwirkung des kalten Plasmas, d.h. die Verweilzeit des Formstoffs im kalten Plasma, kann je nach Abhängigkeit der verschiedenen Einflußfaktoren in weiten Grenzen schwanken. Dabei sind als wesentliche Einflußfaktoren die Art des zu behandelnden Kunststoffs, die aufgebrachte elektrische Leistung zur Plasmaerzeugung und die Sollstärke des durch die Plasmapolymerisation gebildeteten Films auf der Oberfläche des Formstoffs zu nennen.

Wesentlich im Rahmen der Erfindung ist, daß der durch Plasmapolymerisation der Siliciumverbindung auf der Oberfläche des Kunststoff-Formstoffs gebildete Film eine Stärke von mindestens 5 nm hat. Wenn die Filmdicke kleiner als 5 nm ist, zeigen die auf solche Weise im Plasma behandelten Formstoffe ein nur unbefriedigendes antistatisches Verhalten. Demgegenüber ist eine obere Grenze der Filmstärke nicht spezifisch kritisch, vorausgesetzt, daß die übrigen Kenndaten des Formstoffs insgesamt

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nicht durch die ausgedehnte Plasmabehandlung ungünstig beeinflußt werden. Diese Grenze läßt sich in jedem einzelnen Anwendungsfall vom Fachmann ohne weiteres ermitteln. Als Richtwert kann dabei jedoch dienen, daß die Behandlung im kalten Plasma zumindest gefahrlos so lange ohne weiteres durchgeführt werden kann, bis der durch die Plasmapolymerisation gebildete Oberflächenfilm eine Dicke von bis zu 1000 nm hat. Bis zu dieser Filmstärke kann für alle geprüften Kunststoffe keine Beeinträchtigung der übrigen Kenndaten durch die Plasmabehandlung festgestellt werden. Allein aus Gründen der Produktivität des Verfahrens sollte jedoch eine übermäßige Stärke des durch die Plasmapolymerisation hergestellten Oberflächenfilms vermieden werden, da sich weder der Wirkungsgrad noch die Wirkung des Verfahrens gemäß der Erfindung angemessen mit einer Zunahme der Filmstärke verbessern. ^:

Bei der Behandlung des Formstoffs im kalten Plasma kann die Plasmaatmosphäre selbstverständlich auch mehr als nur eine Siliciumverbindung im Gasgemisch oder Dampfgemisch enthalten, wodurch in einigen Fällen synergistische Effekte erhalten werden können. Auch kann es vorteilhaft sein, die Siliciumverbindung mit mindestens einer weiteren gasförmigen oder dampfförmigen organischen Substanz und/oder mindestens einem der oben genannten anorganischen Gase zu versetzen, um dadurch die Kenndaten der Oberflächen von Kunststoff-Formstoffen auch in anderer Hinsicht als der angestrebten Verbesserung des antistatischen Verhaltens zu verbessern. Zusätzlich zu der ungewöhnlich dauerhaften Verbesserung des antistatischen Verhaltens mit der einhergehenden Verminderung des spezifischen elektrischen Oberflächenwiderstandes können die Oberflächen der Formstoff G mit einer verbesserten Benetzbarkeit, einer verbesserten Tendenz zur adhäsiven Haftung, einer verbesserten Bedruckbarkeit, einer verbesserten Verschleißbeständigkeit, einem verbesserten EnLformungsverhalten, einer verbesserten Wärmebeständigkeit, einer verbesserten Wasserbeständigkeit und einer

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verbesserten Unterdrückung des Äusschwitzens und Ausblühens von Formmassenadditiven ausgestattet werden.

Bei der Bildung des plasmapolymerisierten Oberflächenfilms nach dem Verfahren gemäß der Erfindung in der vorstehend beschriebenen Weise auf der Oberfläche der vernetzten Schicht eines Kunststoff-Formstoffs wird also die Stärke dieses plasmapolymerisierten Oberflächenfilms üblicherweise im Bereich von 5 bis 100 nm liegen, so daß also der optische Eindruck der Oberfläche des Formstoffs unverändert bleibt. Trotz des bei optischer Begutachtung der Formstoffoberfläche unverändert erscheinende Aussehens der Oberfläche können die Bildung der Oberflächenvernetzungsschicht und der plasmapolymerisierten Oberflächenschicht selbstverständlich ohne !weiteres nachgewiesen werden. So kann beispielsweise die in einem äußeren Oberflächenbereich des Formstoffs gebildete Vernetzungsschicht durch die Bestimmung des in organischen Lösungsmitteln unlöslichen Anteils der gelierten Fraktion, durch eine Bestimmung der Änderung des Wärmewiderstandes und der mechanischen Eigenschaften wie bespielsweise der Zugfestigkeit oder der Schlagfestigkeit, durch Messung der Änderung des Molekulargewichts des Kunststoffs durch Gelpermeationschromatographie oder durch Messen der Schmelzviskosität des Kunststoffs nach der Behandlung sowie durch Prüfen der Abnahme der Kristallinität des Kunststoffs durch Röntgenbeugungsverfahren oder IR-Spektrophotometrie ohne weiteres nachgewiesen werden. Die Bildung des durch Plasmapolymerisation hergestellten Oberflächenfilms ist durch Röntgenphotoelektronenspektrometrie (ESCA) und IR-Reflexionsspektrophotometrie nachweisbar, wobei die Ergebnisse solcher Untersuchungen zeigen, daß der Oberflächenfilm Siliciumatome und Silicium-Kohlenstoff-Bindungen enthält. Alternativ kann der in der beschriebenen Weise nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelte Formstoff mit Osmiumsäure angefärbt werden und anschließend im Schnitt transmissionselektronenmikroskopisch direkt betrachtet werden,, wobei der durch die Plasmapolymerisation gebildete Oberflächenfilm mit

Osmiumsäure anfärbbar ist, während die Vernetzungsschicht ungefärbt bleibt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1:

100 Gew.-teile Polyvinylchlorid, 2 Gew.-teile eines Barium und Zink enthaltenden Stabilisators, 5 Gew.-teile Triallylisocyanurat als Vernetzungsmittel und 0,5 Gew.-teile Dicumylperoxid werden auf einer heizbaren Mischwalze 10 min bei 160⁰C zu einer Formmasse vermischt und anschließend unter Erwärmen auf 165⁰C durch Formpressen zu einer vernetzten Polyvinylchloridfolie mit einer Stärke von 0,5 mm ausgeformt. Die so hergestellte Folie ist im folgenden als "Folie A" bezeichnet.

Getrennt davon wird eine weitere 0,5 mm dicke PVC-Folie aus einer Formmasse hergestellt, die aus 100 Gew.-teilen des gleichen Polyvinylchlorids, aus dem auch die Folie A hergestellt wird, und 2 Gew.-teilen des Barium und Zink enthaltenden Stabilisators besteht. Die Formmasse und die Folie werden unter den gleichen Bedingungen wie die Folie A hergestellt. Anschließend wird die so hergestellte Folie 10 min der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt, das in einer Plasmakammer erzeugt wird, die zunächst auf ein Vakuum von ungefähr 10 mbar evakuiert und anschließend in der Weise mit Anilindampf in ständig strömendem Fluß gefüllt wird, daß sich in der Kammer ein konstanter Druck von 0,4 mbar einstellt An den Elektroden liegt eine elektrische Hochfrequenz mit einer Leistung von 200 W und einer Frequenz von 13,56 MHz. Die so hergestellte und behandelte Folie ist im folgenden als "Folie B" bezeichnet.

Aus den so hergestellten und behandelten Folien A und B werden Prüflinge geschnitten, die in Tetrahydrofuran getaucht und gelöst werden. Bestimmt wird die Gelfraktion, die im Lösungsmittel unlöslich ist. Die Ergebnisse bestätigen die Bildung einer Vernetzungsschicht in der Folie B.

Anschließend werden die Folien A und B in eine Plasmakammer gebracht und 1 min der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt, das mit einer Leistung von 1 kW bei einer Hochfrequenz von 13,56 MHz.an den Elektroden der Plasmakammer erzeugt wird. Zuvor wird die Kammer auf ein Vakuum von

10 mbar evakuiert und anschließend in der Weise mit atmosphärischer Luft gefüllt, daß sich im Inneren der Plasmakammer unter kontinuierlichem Luftstrom ein Druck von 0,13 mbar einstellt. Anschließend wird gleichzeitig ein kontinuierlicher Strom von Chlormethyldichlorsilan mit der durch die Kammer strömenden Luft gemischt und durch die Kammer geleitet, und zwar in der Weise, daß während der Plasmaentladung der Partialdruck der Luft auf 0,13 mbar und der Partialdruck des Silans auf 1,6 mbar gehalten wird. Die auf diese Weise der Plasmapolymerisationsbehandlung unterworfenen Kunststoff-Folien sind im folgenden als Folie A* und B* bezeichnet.

Die Folien A* und B* werden mit den Verfahren der Röntgenphotoelektronenspektrometrie und der IR-Reflexionsspektrophotometrie untersucht. Die dabei erhaltenen Ergebnisse zeigen, daß sich auf beiden Folien eine Plasmapolymerisationsschicht in einer Stärke von ungefähr 45 nm gebildet hat, wobei diese Plasmapolymerisationsschicht Siliciumatome und Silicium-Kohlenstoff-Bindungen aufweist.

Das antistatische Verhalten jeder der Folien A, B, Ä* und B* wird durch die Messung des Abstandes, aus dem Zigarrettenasche angezogen wird, durch Messung des elektrischen

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Oberflächenwiderstandes und durch Messung der durch Reiben induzierten elektrostatischen Spannung bestimmt. Die Meßverfahren sind weiter unten näher beschrieben. Die Ergebnisse dieser Messungen sind nachstehend zusammengefaßt:

	Aschetest (cm)	Oberflächen widerstand (Ohm)	elektrostat. Ladung (V)
Folie A*	3	1 χ 10¹²	1600
Folie A	6	7 χ 10¹⁴	7600
Folie B*	0	3 χ 10⁸	200 ■
Folie B	6	7 χ 10¹⁴	7600

Aschetest:

Bei diesem Prüfverfahren wird der Kunststoff-Folienprüfling 10 mal mit einem trockenen Baumwolltuch gerieben, um ihn so durch die beim Reiben induzierte elektrostatische Elektrizität aufzuladen. Die so elektrostatisch aufgeladene Kunststofffolie wird bei 25⁰C und in einer Atmosphäre mit 60 % relativer Feuchtigkeit einem Häufchen Zigarettenasche langsam genähert. Gemessen wird dabei der größte Abstand, aus dem die Zigarettenasche von der aufgeladenen Kunststoff-Folie noch angezogen wird. Die Meßergebnisse sind in cm angegeben.

Oberflächenwiderstand:

Die Messungen des elektrischen Oberflächenwiderstandes werden in einer Atmosphäre von 60 % relativer Feuchtigkeit mit einem handelsüblichen Meßgerät durchgeführt.

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Elektrostatische Ladung:

Gemessen wird die Spannung, die durch die durch Reibung auf die Kunststoffoberfläche aufgebrachte elektrostatische Ladung erzeugt wird. Dabei werden die Messungen auf einem üblichen im Handel erhältlichen Gerät durchgeführt, bei dem der Prüfling gedreht wird, während gleichzeitig auf seiner Oberfläche ein ortsfest gehaltenes Baumwolltuch aufliegt. Zum Zwecke der hier wiedergegebenen Messungen wird der Prüf-

-1 ling 60 s mit einer Drehzahl von 750 min gedreht, während das auf der Oberfläche des Prüflings reibende Baumwolltuch mit einer Masse von 200 g belastet ist,

Beispiel 2:

Aus einer Formmassen, die aus 100 Gew.-teilen eines Vlnylchloridkunststoffs und 50 Gew.-teilen Dioctylphthalat besteht, wird eine 0,3 mm starke Kunststoff-Folie hergestellt. Die Kunststoff-Folie wird 2 min in Luft unter einem verminderten Druck von 13,3 mbar mit UV-Licht belichtet. Das UV-Licht wird mit einer Quecksilberniederdrucklampe mit einer Ausgangsleistung von 300 W erzeugt, die ein Linienspektrum mit Linien bei 185 nm, 254 nm, 313nm und 365 nm emittiert. Die Quecksilberniederdrucklampe ist in einem Abstand von 5 cm über der Folienoberfläche angeordnet.

Die auf diese Weise hergestellte und mit UV-Licht bestrahlte Kunststoff-Folie ist im folgenden als Folie C bezeichnet.

Die Folie C wird dann in eine Plasmakammer gelegt und 30 s der Einwirkung einer kalten Plasmapolymerisation ausgesetzt, wobei die Elektroden der Plasmakammer mit einer hochfrequenten elektrischen Leistung von 2 kW bei 13,56 MHz beaufschlagt werden, Die Plasmakammer wird zu diesem Zweck zunächst bis auf 10 mbar evakuiert und anschließend unter Einstellung eines kontinuier-

lichen Luftstroms auf einen Druck von 0,07 mbar eingestellt. Dem durch die Plasmakammer fließenden Luftstrom wird dann kontinuierlich Orthomethylsilicatdampf in einer solchen Menge zugemischt, daß der Partialdampfdruck der Luft während der Plasmaentladung 0,07 mbar und der Partialdampfdruck des Orthomethylsilicatdampfes 0,8 mbar beträgt. Die auf diese Weise nach der Plasmapolymerisationsbehandlung erhaltenen Kunststoff-Folie ist im folgenden als Folie C* bezeichnet.

Die Folie C* wird mit Osmiumsäure angefärbt. Ein Schnitt der Folie wird im Transmissionselektronenmikroskop untersucht. Die Bilder lassen eine ungefärbte vernetzte Oberflächenschicht mit einer Stärke von ungefähr 100 nm im unmittelbaren Oberflächenbereich der Folie erkennen, auf der eine gefärbte Schicht mit einer Stärke von ungefähr 85 nm liegt, wobei diese gefärbte Schicht ein plasmapolymerisierter Oberflächenfilm der Siliciumverbindung in der Plasmaatmosphäre ist.

Prüflinge der Folien C und C* werden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise einer Prüfung ihres antistatischen Verhaltens unterzogen. Dabei werden die nachstehend zusammengestellten Ergebnisse erhalten:

	C*	Aschetest (cm)	Oberflachen widerstand (Ohm)	elektrostat. Ladung (V)
Folie	C	0	6 χ 10⁸	350
Folie		5	4 χ 10¹³	4200
Beispiel 3:

Ein im Handel erhältlicher und beschaffterNiederdruckpolyethylenfilm mit einer Stärke von 0,3 mm, der im folgenden als

Folie D bezeichnet ist, wird mit einem Elektronenstrahl einer Energie von 2 MeV im Vakuum bestrahlt. Dadurch werden die Polyethylenmoleküle im Oberflächenbereich der Folie vernetzt. Die auf diese Weise oberflächenvernetzte Kunststoff-Folie ist im folgenden als Folie E bezeichnet.

Ein anderer Teil derselben Polyethylenfolie wird in eine Plasmakammer gebracht und der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt, das in dieser Kammer zum Zwecke der Oberflächenvernetzung erzeugt wird. Zur Erzeugung des kalten Plasmas werden die Elektroden der Plasmakammer mit einer elektrischen Hochfrequenzleistung von 100 W bei 13,56 MHz 3 min beaufschlagt.

■ -4 Die Kammer wird dabei zunächst auf 10 mbar evakuiert und anschließend in der Weise mit kontinuierlich durchströmendem Helium gefüllt, daß in der Plasmakammer während der Plasmaentladung konstant ein Druck von 0,67 mbar aufrechterhalten wird. Die auf diese Weise plasmabehandelte Polyethylenfolie ist im folgenden als Folie F bezeichnet.

Die so behandleten Folien E und F werden in heißem Xylol gelöst. Dabei fällt eine unlösliche gelierte Fraktion aus, die als Hinweis auf die Vernetzung der Kunststoffmoleküle angesehen wird.

Die in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen Folien E und F werden anschließend in einer Plasmakammer der Einwirkung einer kalten Plasmapolymerisation unterzogen. Zu diesem Zweck werden die Elektroden der Plasmakammer 20 s mit einer elektrischen Hochfrequenzleistung von 10 kW bei 110 kHz be-

-3 aufschlagt. Dabei wird die Plasmakammer zunächst bis auf 10 mbar evakuiert und anschließend kontinuierlich durchströmend mit Divinyltetramethyldisiloxandampf in der Weise gefüllt, daß der Druck in der Plasmakammer während der gesamten Plasmaentladung konstant auf 0,67 mbar eingestellt bleibt. Die auf diese Weise der Plasmapolymerisationsbehandlung unterworfenen

Kunststoff-Folien sind im folgenden als Folie E* bzw. Folie F* bezeichnet. Die Plasmapolymerisationsfilme haben sowohl auf der Folie E* als auch auf der Folie F* eine Stärke von ungefähr 15 nra, wobei diese Schichtdickenbestimmung in der gleichen Weise durchgeführt wird, wie das im Beispiel 2 beschrieben ist.

Jede der Folien D, E, F, E* und F* werden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise einer Prüfung ihres antistatischen Ver haltens unterzogen. Dabei werden die nachstehend zusammengestellten Ergebnisse erhalten:

	E*	Aschetest (cm)	Oberflachen widerstand (Ohm)	elektrostat. Ladung (V)
Folie	E	1	7 χ 10⁹	700
Folie	F*	7	8 χ 10¹⁵	9500
Folie	F	1	1 χ 10¹⁰	600
Folie	D	6	4 χ 10¹⁵	7700
Folie		6	6 χ 10¹⁵	8600
Beispiel 4.

Eine Kunststoff-Folie mit einer Stärke von 0,5 ram aus einem Copolymer aus Vinylidenchlorid und Vinylchlorid im Verhältnis 85 : 15, die aus dem Handel bezogen wird und im folgenden als Folie G bezeichnet ist, wird in eine Plasmakammer gelegt und zum Zwecke der Oberflächenvernetzung 5 min der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt. Zu diesem Zweck werden die Elektroden der Plasmakammer mit einer elektrischen Hochfrequenzleistung von 500 W bei 110 kHz beaufschlagt. Die Plasmakammer wird

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zunächst auf 10 mbar evakuiert und dann in der Weise mit einem kontinuierlichen Strom eines Stickstoff/Argon-Gemisches gefüllt, daß der Stickstoffpartialdruck in der Plasxnakammer 0,27 mbar und der Argonpartialdruck in der Plasmakammer 0,13 mbar während der gesamten Dauer der Plasmaentladung betragen. Die auf diese Weise im Plasma oberflächenvernetzte Kunststoff-Folie ist im folgenden als Folie H bezeichnet.

Die Folie H wird mit Osmiumsäure angefärbt, geschnitten und im Transmissionselektronenmikroskop untersucht. Auf diese Weise wird die Stärke der ungefärbten vernetzten Oberflächenschicht zu ungefähr 200 nm bestimmt.

Die Folie H wird dann in der Plasmakammer 5 min einer Plasmapolymerisationsbehandlung unterzogen. Die Elektroden der Plasmakammer werden dabei mit einer elektrischen Hochfrequenzleistung von 200 W bei 13,56 MHz beaufschlagt. Dabei wird die Plasmakammer zunächst auf ein Vakuum von 10 mbar evakuiert und anschließend durch kontinuierlich durch die Kammer durchströmenden Vinyldimethylmethoxysilandampf in der Weise gefüllt, daß der Druck in der Plasmakammer während der gesamten Plasmaentladung konstant 0,07 mbar beträgt. Die in dieser Weise der Plasmapolymerisationsbehandlung unterworfene Kunststoff-Folie ist im folgenden als Folie H* bezeichnet. Die Folie H* wird nach dem Anfärben mit Osmiumsäure in der gleichen Weise,wie im vorangehenden Beispiel beschriebenem Transmissionselektronenmikroskop untersucht. Dabei wird für den angefärbten Oberflächenfilm eine Schichtdicke von ungefähr 200 nm gemessen. Dieser Oberflächenfilm liegt auf der oben erwähnten ungefärbten vernetzten Oberflächenschicht der Folie.

Das antistatische Verhalten der Folien G, H und H* wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise untersucht. Die

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erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Aufstellung zusammengestellt:

Aschetest Oberflächen- elektrostat. (cm) widerstand Ladung (Ohm) (V)

Folie H* 0 6 χ 1O⁸ 250

Folie H 8 9 χ 10¹⁴ 9600

Folie G 8 9 χ 10¹⁴ 9200

Beispiel 5:

Eine im folgenden als Folie I bezeichnete im Handel erhältliche gereckte Polyethylenterephtalatfolie mit einer Dicke von ungefähr 0,3 mm wird mit einer Dosis von ungefähr 0,1 MGy mit Gammastrahlen einer Co-Quelle zur Vernetzung der Oberflächenschicht des Kunststoffs bzw. der Folie bestrahlt. Die bestrahlte Kunststoff-Folie wird in einem Lösungsmittelgemisch aus Phenol und Tetrachlorethylen gelöst, wobei eine beachtliche Länge einer gelierten unlöslichen Fraktion als Niederschlag zurückbleibt. Diese Erscheinung wird als Hinweis auf die Ausbildung von Vernetzungen gewertet. Die in dieser Weise erhaltene oberflächenvernetzte Polyethylenterephthalatfolie ist im folgenden als Folie J bezeichnet.

Die Folie J wird in eine Plasmakammer gebracht und 2 min der kalten Plasmapolymerisationsbehandlung unterzogen. Dabei sind die Elektroden der Plasmakammer mit einer elektrischen Hochfrequenzleistung von 500 W bei 13,56 MHz beaufschlagt. Die Plasmakammer wird zur Durchführung der Plasmapolymerisation im kalten Plasma zunächst bis auf ein Vakuum von 10 mbar evakuiert und anschließend mit kontinuierlich durchströmendem Trimethylmethoxysilandampf in der Weise gefüllt, daß der Druck in der Plasmakammer während der gesamten Brenndauer der

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Plasmaentladung konstant 0,8 mbar beträgt. Die bei dieser Plasmapolymerisationsbehandlung erhaltene Folie ist im folgenden als Folie J* bezeichnet.

Die Bildung des durch Plasmapolymeristion gebildeten Oberflächenfilms auf der Folie J* wird durch Röntgenphotoelektronenspektrometrie und IR-Reflexionsspektrophotometrie nachgewiesen. Die Ergebnisse der Spektraluntersuchungen zeigen, daß in diesem Oberflächenfilm Siliciumatome und Silicium-." Kohlenstoff-Bindungen auftreten. Die Dicke der durch die Plasmapolymerisation gebildeten Oberflächenfilmschicht beträgt ungefähr 20 nm. ·...._

Die Folien I, J und J* werden auf ihr antistatisches Verhalten in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind im folgenden zusammengestellt %

Aschetest Oberflächen- elektrostat, (cm) widerstand Ladung (Ohm) (V)

Folie J* 1 7 χ 10⁹

Folie J 5 2 χ 10¹³ 6000

Folie I 6 1 χ 10¹⁴ 6500

Claims

IWTKNTANW.ÄLTK AG E-7

1) Shin-Etsu" Chemical Co., Ltd.

6-1, Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo (Japan)

2) Agency of Industrial Science and Technology

3-1, Kasumigaseki 1-chome, Chiypda-ku, Tokyo ( Japan

Patentansprüche

1. Verfahren zur Verbesserung des antistatischen Verhaltens von Formstoffen aus Kunststoff, gekennzeichnet durch
die folgenden Verfahrensstufen;

(a) Bilden einer vernetzten Schicht in zumindest einem Oberflächenbereich oder oberflächennahen Bereich des Formstoffs; und

(b) die so mit der vernetzten Schicht versehene Oberfläche des Formstoffs der Einwirkung eines kalten Plasmas aussetzen, das in einer Atmosphäre erzeugt wird, die eine gasförmige oder dampfförmige Siliciumverbindung

BERC5STRASSE 48'fl · D-B035 MÜIMCHEN-GAUTING TELEPHON: (O8Ö) Θ5Ο303Ο . TELEX: 621777 laur d

BäO ORIGINAL

der allgemeinen chemischen Formel

R H, SiX. ,
a b 4-a-b _t

in der R ein substituierter oder unsubstituierter einwertiger Kohlenwasserstoffrest, X ein Halogenatom oder eine Alkoxygruppe, a eine ganze Zahl mit dem Wert 0, 1, 2 oder 3 und b eine ganze Zahl mit dem Wert 0 oder 1 mit der Maßgabe bedeuten, daß die Summe a + b nicht größer als 3 ist, oder die ein Hydrolysekondensationsprodukt der vorstehend genannten Siliciumverbindung enthält, und zwar in der Weise, daß auf der Oberfläche des Formstoffs ein plasmapolymerisierter Oberflächenfilm der Siliciumverbindung mit einer Stärke von mindestens 5 nm gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Oberflächenvernetzungsschicht eine Stärke von mindestens 2 nm hat.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Rest R, wenn er einen unsubstituierten einwertigen Kohlenwasserstoffrest bezeichnet, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl oder Aryl bedeutet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß, wenn X ein Halogenatom bedeutet, ein Chloratom ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß, wenn der Rest X eine Alkoxygruppe bedeutet, dieser Rest Methoxy, Ethoxy oder Butoxy ist.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, -dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrolysekondensationsprodukt der Siliciumverbindung der im Anspruch 1 genannten allgemeinen chemischen Formel Divinyltetramethyldisiloxan, Di-(chlormethyl)-tetramethyldisiloxan, Diethinyltetramethyldisiloxan oder 1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan ist.

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