DE602005003113T2

DE602005003113T2 - Beschichtung mit einer polymerschicht unter anwendung eines gepulsten plasma niederer leistung in einer plasmakammer mit grossem volumen

Info

Publication number: DE602005003113T2
Application number: DE602005003113T
Authority: DE
Inventors: Stephen Richard Salisbury COULSON; Ian Winscombe BURNETT; John Henry Bancombe Rd Somerton SAMBELL
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2025-03-19
Also published as: GB2427407A; KR101053043B1; MXPA06010611A; US20130136871A1; AU2005224155A1; EP1729894A1; WO2005089961A1; PL1729894T3; DE602005003113D1; JP4931795B2; GB2427407B; JP2007529308A; NZ550498A; CN1946488B; GB0618471D0; WO2005089961A9; EP1729894B1; CA2559946A1; AU2005224155B2; GB0406049D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Beschichtung von Oberflächen, insbesondere auf die Erzeugung öl- und wasserabweisender Oberflächen sowie auf dadurch erhaltene beschichtete Gegenstände.
Öl- und wasserabweisende Behandlungen für eine große Vielfalt von Oberflächen sind weit verbreitet in Gebrauch. So kann es zum Beispiel wünschenswert sein, festen Oberflächen, wie etwa Metall, Glas, Keramik, Papier, Polymeren, etc., solche Oberflächen zu verleihen, um ihre Haltbarkeitseigenschaften zu verbessern oder Verschmutzung zu verhindern.
Besondere Substrate, die derartige Beschichtungen erfordern, sind textile Stoffe, insbesondere für die Anwendung für Outdoor-Kleidung, Sportkleidung, Freizeitkleidung und für militärische Anwendungen. Die Behandlungen erfordern allgemein das Einbringen eines Fluorpolymers in den Kleiderstoff oder noch spezieller die Bindung eines Fluorpolymers an der Oberfläche des Kleiderstoffs. Der Grad der Ölabweisung und Wasserabweisung ist eine Funktion der Anzahl und Länge der Fluorkohlenstoffgruppen oder Fluorkohlenstoffreste, die in den verfügbaren Raum eingepasst werden können. Je größer die Konzentration solcher Reste ist, desto größer ist das Abweisungsvermögen des Finishs.
Zusätzlich müssen die polymeren Verbindungen allerdings auch befähigt sein, dauerhafte Bindungen mit dem Substrat einzugehen. Öl- und wasserabweisende Textilbehandlungen beruhen allgemein auf Fluorpolymeren, die in Form einer wässerigen Emulsion auf den Stoff aufgebracht werden. Der Stoff bleibt atmungsaktiv und luftdurchlässig, da die Behandlung lediglich zu einer Beschichtung der Fasern mit einem sehr dünnen, flüssigkeitsabweisenden Film führt. Um diese Arten von Finish haltbar zu machen, werden sie in manchen Fällen zusammen mit vernetzenden Harzen angewandt, die das Fluorpolymer-Behandlungsmaterial an die Fasern binden. Während auf diese Weise hohe Niveaus der Waschfestigkeit und der Beständigkeit bei Trockenreinigung erzielbar sind, können die vernetzenden Harze Cellulosefasern erheblich schädigen und die mechanische Festigkeit des Materials verringern. Chemische Verfahren zur Erzeugung von öl- und wasserabweisenden Textilien sind zum Beispiel offenbart in WO 97/13024 und dem britischen Patent 1 102 903 oder in Lewin et al., "Handbook of Fibre Science and Technology", Marcel and Dekker Inc., New York, (1984), Band 2, Teil B, Kapitel 2.
Zur Abscheidung von polymeren Beschichtungen auf einer Reihe von Oberflächen wurden Plasmaabscheidungsverfahren in sehr weitem Umfang verwendet. Diese Technik ist als saubere, trockene Technik anerkannt, die im Vergleich mit herkömmlichen nassen chemischen Verfahren wenig Abfall erzeugt. Bei der Anwendung dieses Verfahrens werden Plasmen aus organischen Molekülen erzeugt, die einem elektrischen Feld unterworfen werden. Wenn dies in Gegenwart eines Substrats erfolgt, polymerisieren die Radikale und Moleküle der Verbindung im Plasma in der Gasphase und reagieren unter Aufwachsen eines Polymerfilms auf dem Substrat. Bei der herkömmlichen Polymersynthese besteht die Tendenz zur Erzeugung von Strukturen, die wiederkehrende Einheiten enthalten, die eine starke Ähnlichkeit mit den Monomerspezies besitzen, während ein unter Anwendung eines Plasmas erzeugtes Polymernetzwerk extrem komplex sein kann.
WO 98/58117 beschreibt die Erzeugung öl- oder wasserabweisender Beschichtungen auf einer Oberfläche unter Verwendung monomerer ungesättigter organischer Verbindungen und insbesondere ungesättigter Halogenkohlenstoffverbindungen, die unter Anwendung eines Plasmaabscheidungsverfahrens auf der Oberfläche polymerisiert werden. Dieses Verfahren ergibt Beschichtungen mit guter Öl- und Wasserabweisung, wobei dies unter Verwendung von klein dimensionierten Einheiten von 470 cm³ illustriert wurde.
WO 03/090939 offenbart ein ähnliches Plasma-Beschichtungsverfahren, das in einer Kammer von 0,3 m³ durchgeführt wird.
Für die meisten kommerziellen Anwendungen sind erheblich größer dimensionierte Produktionseinheiten erforderlich. Anfängliche Versuche zeigten allerdings, dass die Übertragung der in klein dimensionierten Einheiten angewandten Bedingungen auf größere Kammern keine zufriedenstellenden Ergebnisse lieferte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Abscheidung eines Polymermaterials auf einem Substrat angegeben, wobei das Verfahren umfasst:
Einführen eines Monomermaterials in einem gasförmigen Zustand in eine Plasmaabscheidungskammer, in der eine Plasmazone ein Volumen von mindestens 0,5 m³ aufweist, Zünden einer Glimmentladung im Inneren der Kammer und Anlegen einer Spannung in Form eines gepulsten Feldes bei einer Leistung von 0,001 bis 500 W/m³ während einer Zeitdauer, die zur Ausbildung einer Polymerschicht auf der Oberfläche des Substrats ausreicht.
Der Ausdruck "in einem gasförmigen Zustand", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Gase oder Dämpfe, entweder allein oder im Gemisch, sowie auf Aerosole.
Diese Bedingungen sind besonders geeignet zur Abscheidung von qualitativ hochwertigen öl- und wasserabweisenden Oberflächen gleichmäßiger Dicke in großen Kammern, in denen die Plasmazone ein Volumen von 0,5 m³ oder mehr, etwa 0,5-10 m³, und günstigerweise etwa 1 m³ aufweist. Die in dieser Weise erzeugten Schichten besitzen gute mechanische Festigkeit und bleiben bei einem herkömmlichen Waschprozess im Wesentlichen an ihrer Stelle.
Die Leistungsniveaus, und insbesondere die Leistungsdichten, welche die besten Ergebnisse liefern, sind niedriger als die, welche herkömmlicherweise bei diesem Verfahrenstyp angewandt werden. Dies ist vollkommen unerwartet. Im Einzelnen wird eine Leistung von 0,001 bis 100 W/m³ und günstigerweise von 0,01 bis 10 W/m³ angewandt.
Die Abmessungen der Kammer werden so gewählt, dass das spezielle behandelte Substrat darin Platz findet; im Allgemeinen sind die Abmessungen von vernünftiger Größe, damit sie Plasmazonen mit den oben beschriebenen Volumina aufnehmen können. So sollten beispielsweise quaderförmige Kammern allgemein für einen weiten Bereich von Anwendungen geeignet sein; es können jedoch erforderlichenfalls auch längliche oder rechteckige Kammern konstruiert werden, zum Beispiel, wenn die Substrate allgemein dieses Profil besitzen, wie etwa Holz, Stoffrollen, etc. Flachmaterialien können unter Verwendung einer Roll-to-Roll-Anordnung verarbeitet werden.
Die Kammer kann ein dicht verschließbarer Behälter sein, um absatzweise arbeitende Verfahren durchzuführen, oder er kann Einlässe und Auslässe für Substrate aufweisen, damit er in einem kontinuierlichen Prozess verwendet werden kann. Insbesondere im letzteren Fall werden die zur Erzeugung einer Plasmaentladung innerhalb der Kammer erforderlichen Druckverhältnisse unter Verwendung von Pumpen mit hohem Volumendurchsatz aufrechterhalten, wie dies herkömmlicherweise zum Beispiel bei einer Vorrichtung mit einem "Leck mit Gaseintritt" ("whistling leak") Stand der Technik ist.
Das Monomermaterial ist insbesondere ein Material, wie es in WO 98/58117 beschrieben ist. Es ist speziell eine organische Verbindung, die eine Kette von Kohlenstoffatomen aufweist, von denen mindestens einige bevorzugt mit Halogen substituiert sind.
Die Verbindungen sind insbesondere ungesättigt und enthalten somit mindestens eine Doppelbindung oder Dreifachbindung, die befähigt ist, unter Bildung einer polymeren Verbindung zu reagieren. Die Verbindungen enthalten bevorzugt mindestens eine Doppelbindung.
Unter "Kette" wird verstanden, dass die Kohlenstoffatome gerade oder verzweigte Ketten bilden. Die Ketten sind günstigerweise nicht-cyclisch. Die bei dem Verfahren der Erfindung verwendeten Verbindungen weisen mindestens eine solche Kette auf. Geeignete Ketten besitzen 3 bis 20 Kohlenstoffatome und noch günstiger 6 bis 12 Kohlenstoffatome.
In dem Verfahren verwendete Monomerverbindungen können eine Doppelbindung oder eine Dreifachbindung innerhalb einer Kette enthalten und so ein Alken bzw. ein Alkin darstellen. Alternativ können die Verbindungen eine Alkylkette aufweisen, die wahlweise mit Halogen als Substituent substituiert ist, der entweder direkt oder über eine funktionelle Gruppe, wie etwa eine Ester- oder Sulfonamid-Gruppe, an einer ungesättigten Einheit angebracht ist.
Der Ausdruck "Halogen" im hier verwendeten Sinne bezieht sich auf Fluor, Chlor, Brom und Iod. Bevorzugte Halogensubstituenten sind Fluorsubstituenten. Der Ausdruck "Aryl" bezieht sich auf aromatische cyclische Gruppen wie Phenyl oder Naphthyl, insbesondere Phenyl. Der Ausdruck "Alkyl" bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte Ketten von Kohlenstoffatomen, günstigerweise mit einer Länge von bis zu 20 Kohlenstoffatomen. Der Ausdruck "Alkenyl" bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte ungesättigte Ketten, die günstigerweise 2 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen.
Monomerverbindungen, bei denen die Ketten unsubstituierte Alkyl- oder Alkenylgruppen aufweisen, eignen sich zur Herstellung von Beschichtungen, die wasserabweisend sind. Durch Ersatz mindestens einiger der Wasserstoffatome in diesen Ketten durch mindestens einige Halogenatome kann die Beschichtung auch ölabweisend gemacht werden.
In einem bevorzugten Aspekt enthalten die Monomerverbindungen somit Halogenalkyl-Einheiten oder sie sind Halogenalkenylverbindungen. Daher enthält das im Verfahren der Erfindung verwendete Plasma vorzugsweise eine monomere ungesättigte organische Verbindung, die Halogenalkylgruppen enthält.
Beispiele für monomere organische Verbindungen zur Verwendung im Verfahren der Erfindung sind Verbindungen der Formel (I),
worin bedeuten:
R¹, R² und R³ unabhängig voneinander einen Substituenten, der ausgewählt ist unter Wasserstoff, Alkyl, Halogenalkyl oder Aryl, das wahlweise halogensubstituiert ist,
mit der Maßgabe, dass mindestens einer der Substituenten R¹, R² oder R³ Wasserstoff bedeutet,
und
R⁴ eine Gruppe X-R⁵, wobei R⁵ eine Alkylgruppe oder eine Halogenalkylgruppe und X eine Bindung bedeuten; eine Gruppe der Formel -C(O)O(CH₂)_nY-, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 10 und Y eine Bindung oder eine Sulfonamidgruppe bedeuten; oder eine Gruppe -(O)_pR⁶(O)_q(CH₂)_t-, wobei R⁶ Aryl, das wahlweise halogensubstituiert ist, p 0 oder 1, q 0 oder 1 und t 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10 bedeuten, mit der Maßgabe, dass t nicht 0 bedeutet, wenn q gleich 1 ist.
Geeignete Halogenalkylgruppen für R¹, R², R³ und R⁵ sind Fluoralkylgruppen. Die Alkylgruppen können geradkettig oder verzweigt sein und cyclische Reste enthalten.
Für R⁵ enthalten die Alkylgruppen günstigerweise 2 oder mehr Kohlenstoffatome, geeigneterweise 2 bis 20 Kohlenstoffatome und bevorzugt 6 bis 12 Kohlenstoffatome.
Für R¹, R² und R³ sind allgemein Alkylketten bevorzugt, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen.
R⁵ ist bevorzugt eine Halogenalkylgruppe und noch bevorzugter eine Perhalogenalkylgruppe, insbesondere eine Perfluoralkylgruppe der Formel C_mF_2m+1, in der m eine ganze Zahl von 1 oder mehr, günstigerweise von 1-20 und bevorzugt von 6-12, zum Beispiel 8 oder 10, bedeutet.
Geeignete Alkylgruppen für R¹, R² und R³ besitzen 1 bis 6 Kohlenstoffatome.
Es ist allerdings bevorzugt, wenn mindestens einer der Substituenten R¹, R² und R³ Wasserstoff ist; bevorzugt bedeuten sämtliche Substituenten R¹, R² und R³ Wasserstoff.
Wenn X eine Gruppe -C(O)O(CH₂)_nY- ist, bedeutet n eine ganze Zahl, die eine geeignete Spacergruppe ergibt. n liegt insbesondere im Bereich von 1 bis 5 und beträgt bevorzugt etwa 2.
Geeignete Sulfonamidgruppen für Y umfassen die Gruppen der Formel -N(R⁷)SO₂ ^–, worin R⁷ Wasserstoff oder Alkyl wie C_1-4-Alkyl bedeutet, insbesondere Methyl oder Ethyl.
Bei einer Ausführungsform ist die Verbindung der Formel (I) eine Verbindung der Formel (II) CH₂=CH-R⁵ (II),worin R⁵ wie oben unter Bezug auf Formel (I) definiert ist.
In Verbindungen der Formel (II) ist X in Formel (I) eine Bindung.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung der Formel (I) allerdings ein Acrylat der Formel (III) CH₂=CR⁷C(O)O(CH₂)_nR⁵ (III),worin n und R⁵ wie oben in Bezug auf Formel (I) definiert sind und R⁷ Wasserstoff, C1-10-Alkyl oder C1-10-Halogenalkyl bedeutet. R⁷ ist insbesondere Wasserstoff oder C1-6-Alkyl, wie Methyl. Ein spezielles Beispiel für eine Verbindung der Formel (III) ist eine Verbindung der Formel (IV),
worin R⁷ wie oben definiert ist und insbesondere Wasserstoff darstellt und x eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist, zum Beispiel eine ganze Zahl von 4 bis 9 und bevorzugt die Zahl 7. In diesem Fall handelt es sich bei der Verbindung der Formel (IV) um
1H,1H,2H,2H-Heptadecafluordecylacrylat.
Durch Verwendung dieser Verbindungen im Verfahren der Erfindung werden Beschichtungen mit guten Werten der Wasserabweisung und der Ölabweisung erzielt. Diese Eigenschaften können getestet werden unter Anwendung der "3M Test Methods", wie etwa des 3M Oil Repellency Test I (3M Test Methods Oct. 1, 1988) und eines Tests zur Wasserabweisung (3M Water Repellency Test II, Water/Alcohol Drop Test, 3M Test 1, 3M Test Methods, October 1, 1998). Diese Tests sind ausgelegt, um ein fluorchemisches Finish auf allen Arten von Textilerzeugnissen zu erfassen durch Messung:

(a) der Fleckfestigkeit gegen wässerige Flecken unter Verwendung eines Gemisches von Wasser und Isopropanol;
(b) der Benetzungsfestigkeit des Textilerzeugnisses gegen Benetzung durch eine Reihe ausgewählter flüssiger Kohlenwasserstoffe unterschiedlicher Oberflächenspannung.

Diese Tests sollen nicht dazu dienen, ein absolutes Maß für die Beständigkeit des Textilerzeugnisses gegen Verschmutzen durch wässerige oder ölige Materialien anzugeben, da andere Faktoren, wie etwa der Aufbau des Textilerzeugnisses, der Fasertyp, Farbstoffe, andere Ausrüstungsmittel, etc., die Fleckfestigkeit ebenfalls beeinflussen. Diese Tests können jedoch dazu herangezogen werden, verschiedene Finisharten miteinander zu vergleichen. Bei den Tests des Wasserabweisungsvermögens werden 3 Tropfen einer Standard-Testflüssigkeit, die aus vorgegebenen Volumenverhältnissen von Wasser und Isopropanol besteht, auf die plasmapolymerisierte Oberfläche aufgebracht. Die Oberfläche wird als diese Flüssigkeit abweisend angesehen, wenn nach 10 Sekunden 2 von 3 Tropfen das Textilerzeugnis nicht benetzen. Hieraus wird das Maß für das Wasserabweisungsvermögen die Testflüssigkeit mit dem größeren Anteil an Isopropanol, die den Test besteht, genommen. Im Fall des Tests des Ölabweisungsvermögens werden 3 Tropfen der Kohlenwasserstoffflüssigkeit auf die beschichtete Oberfläche aufgebracht. Wenn nach 30 Sekunden kein Eindringen oder keine Benetzung des Textilerzeugnisses an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Textilerzeugnis auftritt und keine Dochtwirkung um 2 von 3 Tropfen sichtbar ist, ist der Test bestanden.
Zur Bewertung des Ölabweisungsvermögens wird die Testflüssigkeit mit der höchsten Nummer genommen, welche die Oberfläche des Textilerzeugnisses nicht benetzt (wobei eine steigende Nummer einer abnehmenden Kohlenwasserstoffkette und abnehmender Oberflächenspannung entspricht).
Die bei der Anwendung dieser Tests erhaltenen Ergebnisse sind in Abhängigkeit von der Art des Substrats variabel, insbesondere von der Rauhigkeit des Substrats, jedoch erzielten bestimmte Produkte, die unter Anwendung des Verfahrens der Erfindung erhalten waren, Werte des Wasserabweisungsvermögens von bis zu 10 und der Ölbeständigkeit von 8 bei großtechnischer Produktion. In der Tat zeigten einige beschichtete Materialien Abweisungsvermögen gegen Heptan und Pentan, was einen Grad der Ölbeständigkeit darstellt, der außerhalb der normalen 3M-Skala liegt.
Weitere Verbindungen der Formel (I) sind Styrolderivate, die auf dem Gebiet der Polymerisation wohl bekannt sind.
Geeignete Plasmen zur Anwendung im Verfahren der Erfindung gehören Ungleichgewichtsplasmen, wie etwa die Plasmen, die durch Hochfrequenz (HF), Mikrowellen oder Gleichstrom (DC) erzeugt werden. Sie können bei Atmosphärendruck oder Drucken unter Atmosphärendruck betrieben werden, wie auf diesem Gebiet bekannt ist. Sie werden jedoch insbesondere durch Hochfrequenz (HF) erzeugt.
Das in die Plasmakammer eingeführte Gas kann lediglich aus einem Dampf der monomeren Verbindung allein bestehen; es ist vorzugsweise jedoch mit einem Trägergas kombiniert, insbesondere einem inerten Gas wie Helium oder Argon. Insbesondere Helium ist ein bevorzugtes Trägergas, da es die Fragmentierung des Monomers minimiert.
Das Verhältnis von Monomergas zu Trägergas liegt günstigerweise im Bereich von 100:1 bis 1:100, zum Beispiel im Bereich von 10:1 bis 1:100, und insbesondere im Bereich von 1:1 bis 1:10, zum Beispiel bei etwa 1:5. Dies trägt dazu bei, die hohen Durchsätze zu erzielen, die beim Verfahren der Erfindung erforderlich sind. Das Gas oder Gasgemisch wird günstigerweise in einem Durchsatz von mindestens 1 Normkubikzentimeter (Ncm³) pro Minute und vorzugsweise bei einem Durchsatz im Bereich von 1 bis 100 Ncm³ eingeleitet.
Die Gase werden günstigerweise infolge eines verminderten Drucks im Inneren der Kammer aufgrund einer Vakuumpumpe in die Kammer eingesaugt; sie können aber auch in die Kammer hineingepumpt werden.
Die Polymerisation wird günstigerweise unter Verwendung von Dämpfen von Verbindungen der Formel (I) in der Kammer vorgenommen, die auf Drucken im Bereich von 0,01 bis 300 mbar und günstigerweise auf etwa 80 bis 100 mbar gehalten werden.
Durch Anlegen einer hochfrequenten Spannung, zum Beispiel bei einer Frequenz von 13,56 MHz, wird dann eine Glimmentladung gezündet. Diese wird günstigerweise unter Verwendung von Elektroden angewandt, die sich im Inneren oder außerhalb der Kammer befinden; sie sind jedoch im Fall von größeren Kammern vorzugsweise im Inneren vorgesehen.
Die angewandten Felder entsprechen günstigerweise einer Leistung von bis zu 500 W, geeigneterweise etwa 40 W, angelegt als gepulstes Feld. Die Impulse werden in einer Abfolge angelegt, die sehr niedrige mittlere Leistungen ergibt, zum Beispiel in einer Abfolge, bei der das Verhältnis von Einschaltdauer: Ausschaltdauer im Bereich von 1:500 bis 1:1000 liegt. Spezielle Beispiele für eine solche Abfolge sind Sequenzen, bei denen die Leistung 20 μs eingeschaltet und während 1 000 bis 20 000 μs ausgeschaltet ist. Typische mittlere Leistungen, die auf diese Weise erzielt werden, sind 0,04 W.
Die Felder werden günstigerweise 30 Sekunden bis 90 Minuten angelegt, bevorzugt 5 bis 60 Minuten, in Abhängigkeit von der Art der Verbindung der Formel (I) und des Substrats, etc.
Es wurde festgestellt, dass die Plasmapolymerisation von Verbindungen der Formel (I), insbesondere bei mittleren Leistungen, die erheblich geringer sind, als sie früher angewandt wurden, zur Abscheidung hochfluorierter Beschichtungen führt, die hohe Werte der Wasserabweisung und der Ölabweisung ergeben, auch wenn sie in einem großen Maßstab erzeugt sind. Zusätzlich erfolgt eine Strukturretention der Verbindung der Formel (I) auf hohem Niveau in der Beschichtungsschicht, was der direkten Polymerisation des Alken-Monomers, zum Beispiel eines Fluoralkenmonomers, über seine hochempfindliche Doppelbindung zugeschrieben werden kann.
Es wurde festgestellt, insbesondere im Fall der Polymerisation von Verbindungen der obigen Formel (III), dass die Plasmapolymerisation mit einem Plasma geringer Leistung gut haftende Beschichtungen ergibt, die ausgezeichnetes Wasser- und Ölabweisungsvermögen zeigen. Die Beschichtungen sind ferner von einer guten Einheitlichkeit der Dicke.
Das höhere Niveau der Strukturretention kann der radikalischen Polymerisation, die während der Ausschaltphase auftritt, und der geringeren Fragmentierung während der Einschaltphase zugeordnet werden.
Das Gas wird günstigerweise über einen Temperaturgradienten zur Kammer geleitet. Das Gas wird beispielsweise über eine erwärmte Leitung gepumpt, die von einer Gasversorgung zur Plasmakammer führt. Die Leitung wird geeigneterweise so erwärmt, dass die Temperatur des in die Kammer eintretenden Gases 30 bis 60°C beträgt, je nach Art des verwendeten Monomers. Die Temperatur des in die Kammer eintretenden Gases ist insbesondere höher, bevorzugt etwa 10°C höher als das Gas, das die Gasversorgung verlässt. Die Gasversorgung wird geeigneterweise auf Umgebungstemperatur oder auf einer leicht erhöhten Temperatur wie etwa auf 30°C gehalten, was wiederum von der Art des betreffenden Monomers abhängt.
Von den Anmeldern wurde festgestellt, dass durch Anwendung der Beheizung der Gasversorgungsleitungen und der Kammer auf diese Weise der Monomerdampf in wirksamer Weise in die Kammer transportiert wird und, wenn er sich in der Kammer befindet, beweglich bleibt. Dies führt zu einer effizienten Abscheidung und Polymerisation des Monomers und minimiert eine Gaskondensation, die an "kalten Stellen" des Rohrsystems auftreten könnte. Obgleich eine Beheizung der Kammer bei Plasmaätzprozessen schon früher angewandt wurde, um die Ätzprodukte beweglich zu halten, so dass sie aus der Kammer ausgepumpt werden können, ist ein solcher Prozess im vorliegenden Fall nicht erforderlich, so dass es unerwartet ist, dass Beheizung bevorzugt ist.
Neue Vorrichtungen zur Verwendung bei dem oben beschriebenen Verfahren bilden einen weiteren Aspekt der Erfindung. Im Einzelnen umfasst die Erfindung eine Plasmaabscheidungskammer, ein Pumpsystem, das so ausgebildet ist, dass es Monomer in Gasform in die Kammer fördern kann, mindestens zwei Elektroden, die so ausgebildet sind, dass sie ein Plasma im Inneren der Kammer zünden können, und eine Leistungssteuereinrichtung, die so programmiert ist, dass sie die an die Elektroden gelieferte Leistung in der Weise pulst, dass ein Plasma bei einer Leistung von 0,001 bis 500 W/m³ innerhalb einer Plasmazone im Inneren der Kammer erzeugt wird.
Das Pumpsystem ist günstigerweise ein System, das große Mengen an Dämpfen an die Kammer liefern und sicherstellen kann, dass diese Menge für die Mindestverweilzeit in der Kammer verbleibt, die zur Erzielung der gewünschten Wirkung erforderlich ist. Es kann eine Reihe von Pumpen und Leitungen mit hohem Leitwert aufweisen. Das Pumpsystem kann auch so ausgebildet sein, dass es, je nach Erfordernis, Gas aus der Kammer auspumpt, um Luft daraus abzupumpen und/oder den Druck zu verringern.
Bei einer besonderen Ausführungsform weist das Pumpsystem zwei Pumpen auf. Eine erste Pumpe oder Wälzkolbenpumpe, günstigerweise eine Pumpe mit hoher Förderleistung, dient zum Abpumpen von Dämpfen einschließlich Wasserdampf oder von anderen Verunreinigungen aus der Kammer. Um dies in wirksamer Weise und in einem vernünftigen Zeitrahmen unter Berücksichtigung der Größe der Kammer durchführen zu können, wird die Pumpe günstigerweise in der Nähe der Kammer angeordnet und mit einer einzigen geraden Leitung mit größtmöglichem Durchmesser mit ihr verbunden. In der Leitung ist ein Ventil vorgesehen, das geschlossen werden kann, wenn die Kammer ausgepumpt wurde.
Eine zweite Pumpe ist günstigerweise eine Pumpe mit niedrigem Volumendurchsatz, wie etwa eine trockene Drehschieberpumpe. Diese ist geeigneterweise durch die gleiche Öffnung wie die erste Pumpe mit der Kammer verbunden. Sie ist so ausgebildet, dass sie Monomer, zusammen mit einem beliebigen Trägergas, bei geeignetem Durchsatz in die Kammer fördern und den gewünschten Druck und die gewünschte Verweilzeit des Gases in der Kammer aufrechterhalten kann.
Die Auslässe der Pumpeinrichtung sind günstigerweise mit einem Ofen verbunden, wo etwa verbleibendes Monomer oder Fragmente davon verbrannt werden, bevor die Gase sicher in die Atmosphäre entlassen werden können.
Die Vorrichtung weist ferner vorteilhaft eine Heizeinrichtung für die Kammer auf. Diese Heizeinrichtung kann mit den Wänden einer Kammer integriert sein oder in einem die Kammer umgebenden Gehäuse vorliegen. Sie kann elektrische Elemente oder im Umlauf betriebene beheizte, ölgefüllte Elemente aufweisen, günstigerweise unter der Kontrolle einer Temperaturregeleinrichtung, um sicherzustellen, dass die gewünschte Temperatur innerhalb der Kammer aufrechterhalten wird.
Die Vorrichtung umfasst ferner vorzugsweise einen Behälter für Monomer, der durch eine geeignete Leitungs- und Ventilanordnung mit der Kammer verbunden ist. Dieser Behälter ist vorzugsweise mit einem Heizer ausgerüstet, der es ermöglicht, das Monomer erforderlichenfalls auf eine Temperatur über der Umgebungstemperatur zu erwärmen, bevor es in die Kammer eingeführt wird. Vorzugsweise sind der Behälter, die Leitung, die von ihm zur Kammer führt, und die Kammer selbst beheizt, und die Heizeinrichtung ist so ausgebildet, dass ein ansteigender Temperaturgradient längs des Weges des Monomers erzeugt wird.
Eine Versorgung für Trägergas kann erforderlichenfalls mit dem Behälter verbunden sein, und Gas von dieser Versorgung kann erforderlichenfalls in den Behälter eingeleitet werden, um einen ausreichenden Gasstrom in die Kammer hinein zu erzeugen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
Bei der praktischen Durchführung werden die zu beschichtenden Gegenstände bei absatzweiser Verfahrensweise in die Kammer eingebracht. Bei einer besonderen Ausführungsform handelt es sich dabei um Konfektionskleidungsstücke, auf die eine Wasser- und/oder ölabweisende Beschichtung aufzubringen ist. Durch Abscheidung des Polymers auf dem fertigen Kleidungsstück anstelle der Abscheidung auf dem bei der Herstellung verwendeten Stoff kann eine allseitige Beschichtung erzielt werden, einschließlich von Bereichen von Reißverschlüssen, Druckknöpfen oder Nähten, die sonst unbeschichtet blieben.
Die Kammer wird anschließend evakuiert, zum Beispiel unter Verwendung der gesamten Pumpenabfolge, jedoch insbesondere unter Verwendung der großen Wälzkolbenpumpen, falls sie vorgesehen sind.
Wenn die Kammer evakuiert ist, wird Monomerdampf, der günstigerweise erwärmt wird, aus dem Behälter in die Kammer eingeleitet. Dies wird zum Beispiel so vorgenommen, dass der Monomerdampf unter Verwendung einer zweiten Pumpe aus einem Behälter, in dem ein Vorrat von flüssigem Monomer vorgelegt wird, abgezogen wird. Dieser Behälter wird günstigerweise auf eine Temperatur erwärmt, die ausreicht, um eine Verdampfung des Monomers hervorzurufen.
Bevorzugt sind auch die Rohre und Leitungen, die vom Behälter zur Kammer führen, beheizbar. Dies bedeutet, dass es möglich ist, sicherzustellen, dass kein Monomer durch Kondensation in den Versorgungsleitungen verlorengeht.
Erforderlichenfalls kann ein Trägergas, das ein Inertgas wie Argon oder Helium sein kann, und vorzugsweise Helium, durch die Kammer geleitet werden, um einen Gasstrom zu erzielen, der ausreicht, um die gewünschten Konzentrationen und die volumenbezogene Homogenität des Monomers in der Kammer zu erzielen.
Alternativ kann Monomerdampf aus dem Behälter abgezogen und anschließend mit dem Trägergas gemischt werden. Bevorzugt wird der Monomerdampf vor dem Mischen durch eine Einrichtung zur Steuerung des Flüssigkeits-/Dampf-Durchsatzes hindurchgeleitet. Diese Anordnung erlaubt ein kontrollierbareres Mischen zur Erzielung des gewünschten Verhältnisses von Trägergas:Monomer. Zusätzlich kann die Umgebung des Monomers und insbesondere die Temperatur unabhängig von den Strömungserfordernissen kontrolliert werden. Ferner können reaktive Monomere günstigerweise unter einer Inertatmosphäre, zum Beispiel einer Stickstoffatmosphäre, im Behälter aufbewahrt werden. Der Behälter kann geeigneterweise unter Druck gesetzt werden, so dass der Stickstoffdruck über dem Atmosphärendruck liegt, um so den Strom des Monomerdampfs aus dem Behälter in die Kammer, die sich auf einem niedrigeren Druck befindet, zu unterstützen.
Anschließend wird innerhalb der Kammer eine Glimmentladung gezündet, zum Beispiel durch Anlegen einer Spannung, wie etwa einer Hochfrequenzspannung, zum Beispiel bei 13,56 MHz. Danach wird die Leistung wie oben beschrieben gepulst, um eine im Mittel geringe Leistung zu erzeugen. Als Ergebnis wird ein Monomer aktiviert und an der Oberfläche des Substrats gebunden, worauf es eine Polymerschicht aufbaut. Bei den im Verfahren der Erfindung angewandten niederen Leistungen bilden ungesättigte Monomere gleichmäßige Schichten hoher struktureller Integrität. Der diesbezügliche Effekt hängt von der Art des verwendeten Monomers ab, jedoch können die oben angegebenen speziellen Beispiele ausgezeichnete Wasserabweisung und/oder Ölabweisung ergeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Beispiels unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Monomerzuführsystems, das in einer Ausführungsform der Erfindung Verwendung finden kann;
2 eine schematische Darstellung eines Pumpsystems, das in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann, und
3 eine schematische Darstellung einer alternativen Vorrichtung, die in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung ist ein Prozesssystem, das eine Plasmakammer (1) enthält. Heizelemente, die mit umlaufendem beheiztem Öl gefüllt sind, sind in die Außenwände der Plasmakammer (1) eingebaut. Die Temperatur innerhalb der Kammer ist durch ein Thermoelement (nicht dargestellt) messbar, und diese Information wird zur Steuerung der Beheizung verwendet, so dass die erforderliche Temperatur innerhalb der Plasmakammer (1) aufrechterhalten werden kann. Ferner sind innerhalb der Plasmakammer zwei einander gegenüberliegende Elektroden vorgesehen, zwischen denen eine Plasmazone von ungefähr 1 m³ vorgegeben wird. Die Elektroden sind mit einer geeigneten Stromversorgung verbunden, die steuerbar und programmierbar ist.
Eine Monomerzufuhrleitung (3), die ein Ventil (5) aufweist, dient zur Einspeisung in die Plasmakammer (1). Am Ende der Leitung (3) ist eine verschließbare Kammer (7) für Monomer vorgesehen. Innerhalb der Kammer (7) ist ein Träger (9) angeordnet, auf dem ein offener Behälter (11) für Monomer (13) eingesetzt werden kann. Die Kammer (7) ist mit einem regelbaren Heizer versehen, zum Beispiel einem Heizband (15), das sich um die Kammer (7) herum erstreckt.
Zusätzlich ist eine Quelle für Inertgas (17), wie etwa für Argon oder Helium, mit der Kammer (7) über eine Leitung (19) verbunden, in der ein Ventil (21) und ein manuell zu betätigendes Ventil (23) zusammen mit einem Massendurchsatzregler (25) vorgesehen sind. Die Gaszufuhr ist regelbar und kann mit Hilfe einer Anzeige (27) beobachtet werden.
Die Plasmakammer (1) ist mit einer Pumpenanordnung ausgerüstet, die in 2 schematisch veranschaulicht ist. Sie umfasst eine Kombination einer Wälzkolbenpumpe mit einer Drehschieberpumpe, die zum Evakuieren der Kammer dient. Eine Wälzkolbenpumpe (29) ist über eine Leitung (31), die vorzugsweise gerade ist und einen größtmöglichen Durchmesser besitzt, mit der Plasmakammer verbunden. In diesem Fall beträgt der Durchmesser der Leitung 160 mm. Durch Sicherstellung, dass in der Leitung (31) keine Biegungen vorliegen, kann der Verlust an Leitungsvermögen minimiert werden. Ein Trennventil (33) ist in der Leitung (31) vorgesehen, um die Pumpe (29) von der Plasmakammer zu trennen.
Ferner ist eine Drehschieberpumpe (35) mit kleinem Volumendurchsatz vorgesehen, die stromabwärts von dem Ventil (33) über eine kleinere Leitung (37) von beispielsweise 63 mm Durchmesser, die mit einem automatischen Drucksteuerventil (APC-Ventil) (39) und einem Trennventil (41) versehen ist, mit der Leitung (31) verbindbar ist. Eine flexible Bypassleitung (43), die ferner mit einem Ventil (45) versehen ist, verbindet die Wälzkolbenpumpe (29) direkt mit der Drehschieberpumpe (35).
Schließlich ist ein Ofen (47) stromabwärts von der Drehschieberpumpe (35) vorgesehen, der zur Verbrennung von Gasen dient, die aus dem System abgezogen werden.
Die dargestellte Kombination von Wälzkolbenpumpe und Drehschieberpumpe ergibt eine Gesamt-Pumpgeschwindigkeit von größenordnungsmäßig 350 m³/h, was ein rasches Auspumpen der Plasmakammer erlaubt.
Eine alternative Anordnung ist in 3 dargestellt. Bei dieser Darstellung sind die Elektroden (2) innerhalb der Kammer (1) gezeigt. Diese sind über eine HF-Abstimmeinheit (6) elektrisch mit einem HF-Generator (4) verbunden. Der HF-Generator (4) wird durch einen Funktionsgenerator (8) gesteuert, der so eingestellt ist, dass er Impulse im HF-Bereich erzeugt, wie oben beschrieben wurde. Die HF-Abstimmeinheit gewährleistet, dass die Pulsung innerhalb der Kammer (1) an die Pulserzeugung im Generator (4) angeglichen ist.
Beim vorliegenden Beispiel ist das Pumpsystem geringfügig unterschiedlich, da die Wälzkolbenpumpe (29) und die Drehschieberpumpe (35) über ein einziges Dreiwegeventil (40), mit dem zwischen Prozess und Grobpumpen gewählt werden kann, verbunden sind, wobei das Dreiwegeventil die Ventile (41) und (45) der Ausführungsform von 2 ersetzt. Die Leitung (37), die das Regelventil (39) für den Prozessdruck enthält, ist ebenfalls mit diesem Ventil verbunden. Als Ergebnis kann die Kombination von Wälzkolbenpumpe und Drehschieberpumpe dazu verwendet werden, Gase durch die Prozesskammer (1) zu ziehen und sie in einer im Groben ähnlichen Weise, wie dies unter Bezug auf die 1 und 2 beschrieben wurde, als Entlüftungsgas dem Ofen (47) zuzuführen. Das rasche Auspumpen von Gas aus dem Inneren der Kammer kann durch Öffnen der Ventile (33) und (40) und Betätigen der Pumpe (29) und erforderlichenfalls auch der Pumpe (35) durchgeführt werden. Die Wälzkolbenpumpe (29) kann allerdings durch Schließen des Ventils (33) und Einstellen des Ventils (40) vom System getrennt werden, und ein kontrollierterer Gasstrom durch die Kammer kann durch die Verwendung der Pumpe (35) hervorgerufen werden, die Gas durch die Leitung (37) abzieht, wenn das Ventil (39) offen ist.
Bei dieser Vorrichtung ist auch die Anordnung zur Zufuhr von Monomer modifiziert, um sie steuerbarer zu machen. Im Einzelnen ist eine getrennte Monomer-Handhabungseinheit (10) vorgesehen. Sie weist ein Monomerreservoir (12) auf, in dem Monomer unter kontrollierten Umgebungsbedingungen gehalten werden kann. Das Monomer kann zum Beispiel im Dunkeln unter einer Atmosphäre von Inertgas wie etwa Stickstoff, der von einer geeigneten Gasversorgung (14) geliefert wird, gehalten werden. Diese Bedingungen minimieren das Risiko, dass das Monomer vorzeitig polymerisiert.
Das Monomer kann über eine Leitung (16) aus dem Reservoir (12) herausgeleitet werden, die von dem Monomerbehälter (11) (in diesem Beispiel nicht dargestellt) nach unten führen. Dieser Gasstrom kann dadurch unterstützt werden, dass der Druck des Inertgases innerhalb des Reservoirs auf einem Druck etwas über dem Atmosphärendruck gehalten wird, um so eine Druckdifferenz zu erzeugen. In dem System ist ferner ein Stickstoff-Abblasventil (32) vorgesehen.
Die Leitung (16) führt geeigneterweise Monomer in einen Flüssigkeits-/Dampf-Durchsatzregler (18), der in einer temperaturgeregelten Gaseinheit (20) enthalten ist. Die Temperatur innerhalb des Reglers (18) wird überwacht und geregelt, um sicherzustellen, dass kondensiertes Monomer verdampft wird; der Dampf mit der geforderten Konzentration verlässt den Regler über ein Ventil (22), wo er in eine Gasinjektoreinheit (24) eintritt.
Innerhalb dieser Einheit wird der Monomerdampf mit der erforderlichen Menge an Trägergas, wie Helium, gemischt, das aus einer geeigneten Versorgung (17) über einen Massendurchsatzregler (26) für Helium in die Injektoreinheit (24) eingeleitet wird. Ventile (28, 30) können zur Abtrennung der Heliumversorgung (17) verwendet werden, falls dies erforderlich ist. Die Temperatur des Reglers (26) kann unabhängig so geregelt werden, dass Gas bei dem Druck, der zur Erzielung des gewünschten Gemisches geeignet ist, in die Injektoreinheit (24) eingeführt wird. Die in der Injektoreinheit (24) erzeugten Gemische werden über eine Leitung (3), die durch ein Ventil (5) absperrbar ist, in ähnlicher Weise in die Kammer (1) eingeführt, wie dies in Bezug auf 1 beschrieben wurde.
Beispiel 1
Ein Kissenüberzug wurde im Inneren einer Plasmakammer der Vorrichtung von 1 und 2 zwischen den Elektroden und somit innerhalb der Plasmazone aufgehängt. Ferner wurde eine Probe 1H,1H,2H,2H-Heptadecafluordecylacrylat (10 g) in den Behälter (11) innerhalb der Monomerkammer (7) gebracht. Zu diesem Zeitpunkt sind die Ventile 5, 21, 23 und 33 geschlossen.
Die Plasmakammer wurde dann durch Öffnen der Ventile 33 und 45 und Inbetriebsetzen der Pumpen 29, 35 zum Auspumpen der Luft aus der Kammer rasch (innerhalb von 5 Minuten) auf einen Druck von 2·10^–3 bar evakuiert. Die Drehschieberpumpe 35 wurde dann durch Schließen der Ventile 33 und 45 vom System getrennt.
Die Plasmakammer wurde dann durch den Heizer in den Wänden der Prozesskammer (1) erwärmt, und es wurde eine Temperatur von 40-50°C und insbesondere von 50°C aufrechterhalten.
In ähnlicher Weise wurde das Heizband 15 eingeschaltet, um die Monomerkammer 7 auf eine Temperatur von 45°C zu erwärmen und sie auf dieser Temperatur zu halten.
Dann wurden die Ventile 39 und 41 geöffnet und ebenso die Ventile 21 und 23, und Heliumgas von der Versorgung (17) wurde durch Inbetriebsetzen der Drehschieberpumpe 35 mit einem Durchsatz von 60 Ncm³ in die Kammer (7) gezogen. Beim Hinüberleiten über das Monomer wirkte das Heliumgas als Träger zur Mitnahme von Monomerdampf in die Plasmakammer.
Nach einem Zeitraum von 2 Minuten, während dessen noch verbliebene Luft aus dem System abgeführt wurde, wurde der gewünschte Druck innerhalb der Kammer erreicht, und ein HF-Plasma wurde zwischen den Elektroden gezündet. Die Stromversorgung wurde so gepulst, dass die Leistung während 20 μs eingeschaltet und während 20 000 μs ausgeschaltet war.
Die durch die Plasmakammer gezogenen Gase wurden über die Leitung 37 und die Pumpe 35 ausgepumpt und in den Ofen 47 gefördert, der auf 300°C gehalten wurde.
Nach 30 Minuten wurden die Ventile 39 und 41 geschlossen, um die Pumpe 35 abzutrennen, und das System wurde mit trockenem Stickstoff belüftet. Der Kissenüberzug wurde entnommen, und die Ölabweisung und die Wasserabweisung wurden getestet unter Anwendung des 3M Oil Repellency Test I (3M Test Methods Oct. 1, 1988) und unter Anwendung eines Tests zum Wasserabweisungsvermögen (3M Water Repellency Test II, Water/Alcohol Drop Test, 3M Test 1, 3M Test Methods, October 1, 1998). Die Ergebnisse waren auch nach Waschen in einer herkömmlichen Waschmaschine Werte der Wasserabweisung von 10 und der Ölabweisung von 8.
Im Gegensatz dazu ergab ein Kissenüberzug, der unter gleichen Bedingungen, aber mit 200 W HF-Leistung bei 13,56 MHz bei kontinuierlicher Anwendung behandelt worden war, eine Beschichtung, die sich leicht abreiben ließ.

Claims

Verfahren zur Abscheidung eines Polymermaterials auf einem Substrat, wobei das Verfahren umfasst: Einführen eines Monomermaterials in einem gasförmigen Zustand in eine Plasmaabscheidungskammer, in der eine Plasmazone ein Volumen von mindestens 0,5 m³ aufweist, Zünden einer Glimmentladung im Inneren der Kammer und Anlegen einer Spannung in Form eines gepulsten Feldes bei einer Leistung von 0,001 bis 500 W/m³ während einer Zeitdauer, die zur Ausbildung einer Polymerschicht auf der Oberfläche des Substrats ausreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Plasmazone im Inneren der Kammer ein Volumen von etwa 1 m³ oder mehr aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Plasmazone ein Volumen von 1 bis 10 m³ aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine Leistung von 0,001 bis 100 W/m³ angewandt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem eine Leistung von 0,04 bis 100 W/m³ angewandt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Monomermaterial eine ungesättigte organische Verbindung ist, die eine Kette von Kohlenstoffatomen aufweist, die wahlweise mit Halogen substituiert sind.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Monomermaterial eine Verbindung der Formel (I) ist,
worin bedeuten: R¹, R² und R³ unabhängig voneinander einen Substituenten, der ausgewählt ist unter Wasserstoff, Alkyl, Halogenalkyl oder Aryl, das wahlweise halogensubstituiert ist, mit der Maßgabe, dass mindestens einer der Substituenten R¹, R² oder R³ Wasserstoff bedeutet, und R⁴ eine Gruppe X-R⁵, wobei R⁵ eine Alkylgruppe oder eine Halogenalkylgruppe und X eine Bindung bedeuten; eine Gruppe der Formel -C(O)O(CH₂)_nY-, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 10 und Y eine Bindung oder eine Sulfonamidgruppe bedeuten; oder eine Gruppe -(O)_pR⁶(O)_q(CH₂)_t-, wobei R⁶ Aryl, das wahlweise halogensubstituiert ist, p 0 oder 1, q 0 oder 1 und t 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10 bedeuten, mit der Maßgabe, dass t nicht 0 bedeutet, wenn q gleich 1 ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Verbindung der Formel (I) ein Acrylat der Formel (III) CH₂=CR⁷C(O)O(CH₂)_nR⁵ (III)bedeutet, wobei n und R⁵ wie oben in Anspruch 7 definiert sind und R⁷ Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl bedeutet.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Acrylat der Formel (III) 1H,1H,2H,2H-Heptadecafluordecylacrylat ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Monomerverbindung in einem gasförmigen Zustand in Kombination mit einem Trägergas in die Kammer eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Trägergas Helium ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das gasförmige Material mit einem Durchsatz von mindestens 1 Normkubikzentimeter (Ncm³) pro Minute in die Kammer eingeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Dämpfe von Verbindungen der Formel (I) bei Drucken von 0,01 bis 300 mbar in der Kammer aufrechterhalten werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leistung in einer Abfolge gepulst wird, bei der die Leistung während 20 μs eingeschaltet und während 1000 bis 20000 μs ausgeschaltet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Gas längs eines Temperaturgradienten in die Kammer eingeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kammer während des Abscheidungsprozesses beheizt wird.
Vorrichtung zur Abscheidung eines Polymermaterials auf einem Substrat, die aufweist: eine Plasmaabscheidungskammer, mindestens zwei Elektroden, die so ausgewählt sind, dass sie ein Plasma im Inneren der Kammer zünden können, ein Pumpsystem, das Monomergas in die Kammer fördern kann, und eine Leistungssteuereinrichtung, die so programmiert ist, dass sie die an die Elektroden gelieferte Leistung in der Weise pulst, dass ein Plasma bei einer Leistung von 0,001 bis 500 W/m³ innerhalb einer Plasmazone im Inneren der Kammer erzeugt wird, wobei die Plasmazone ein Volumen von mindestens 0,5 m³ aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, die ferner eine Heizeinrichtung für die Kammer aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, die ferner einen Behälter für Monomer aufweist, der mit der Kammer verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der eine Heizeinrichtung so ausgebildet ist, dass ein ansteigender Temperaturgradient zwischen dem Behälter und der Kammer erzeugt wird.