DE69724350T2

DE69724350T2 - Verfahren zum Erhöhen der Anti-Benetzbarkeit eines Körpers, Körper dementsprechend behandelt.

Info

Publication number: DE69724350T2
Application number: DE69724350T
Authority: DE
Inventors: Pierre Goudmand; Odile Dessaux; Jean Denis Quensierre; Vincent Bedhome; Philippe Chavatte; Jose Duez
Original assignee: Conte SA
Current assignee: Conte SA
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2017-06-14
Also published as: ZA975510B; AR007665A1; FR2750348A1; DE69724350D1; EP0815937A1; US6197234B1; EP0815937B1; RU2170613C2; BR9703790A; MX9704850A; FR2750348B1; ES2205147T3; AU2834297A; AU721380B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Anti-Benetzbarkeit eines Körpers – bzw. um diesen gegenüber einem Fluid hydrophober zu machen.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen Körper, die durch Behandlung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnen werden.
Diese Körper können direkt durch ein Plasmaverfahren behandelte poröse Körper sein, oder Körper, die durch Sintern von durch ein Plasmaverfahren hergestellte kleine Kügelchen erhalten werden.
In zahlreichen Anwendungen zielt man darauf ab, die Benetzbarkeit eines porösen Körpers gegenüber einem Fluid zu erhöhen. DE-A-4141805 beschreibt Plasmabehandlungen von Plastik. EP-A-0 343038 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen mit verschiedenem Plasma.
Eine der Anwendungen betrifft die Schreibspitzen von Markierstiften. So beschreibt die französische Patentanmeldung Nr. 96 01 700 vom 12. Februar 1996, veröffentlicht mit der Nummer des französischen Patents FR-A-2 744 649 ein Verfahren, das es ermöglicht die Benetzbarkeit eines porösen Körpers, wie die Schreibspitze eines Markierstifts gegenüber Tinte zu erhöhen. Dieses Verfahren besteht darin, den porösen Körper einem Stickstoffplasma im Nachglühen auszusetzen.
Die vorliegende Erfindung zielt im Gegensatz hierzu darauf ab, die Anti-Benetzbarkeit eines porösen Körpers zu erhöhen, das heißt, seine Kapazität zur Aufnahme eines Fluids zu vermindern.
In den europäischen Patenten 0 516 538 und 0 681 924 ist ein Markierstift beschrieben, der einen ein Tintenreservoir enthaltenden Rumpf und eine Spitze mit einem Ende in Kontakt mit der Tinte, die von einer Muffe aus porösem Polymermater al umgeben ist, umfasst.
Die Anmelderin hat festgestellt, dass es zum Sicherstellen einer besseren Funktion des Markierstifts vorteilhaft ist, die Anti-Benetzbarkeit der vorgenannten porösen Muffe gegenüber Tinte zu erhöhen.
Die Erfindung zielt genau darauf ab, insbesondere diese Aufgabe zu erreichen, ohne seine Anwendung auf das obige Beispiel zu begrenzen.
Erfindungsgemäß ist das Verfahren zum Erhöhen der Anti-Benetzbarkeit eines Körpers aus polymerem Material gegenüber einem Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper in einem Behandlungsraum einem Stickstoffplasma im Nachleuchten ausgesetzt wird, bei welchem stromabwärts oder stromaufwärts des Entladungshohlraums eine Fluoridverbindung in Dampfform eingebracht wird, wie in dem unabhängigen Anspruch 1 und den abhängigen Ansprüchen 2 bis 13 definiert ist.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass, wenn ein Körper einem Plasma ausgesetzt wird, das in der Nachleuchtzone in einem Gas, das eine gasförmige Fluoridverbindung enthält, erzeugt ist, die Anti-Benetzbarkeit des Körpers erhöht wird, im Gegenteil dazu, was man in einem reinen Stickstoffplasma erhält.
Es sei hier daran erinnert, dass die Nachleuchtzone eine erweiterte Zone der eigentlichen Entladungszone ist. In diesem Nachleuchtzone sind die aktiven Atom- oder Molekülsorten neutral (nicht ionisiert).
Die behandelten Körper können porös aus einem Polymermaterial sein oder ein Pulver aus einem Polymer in Form von kleinen Kügelchen.
Das Fluoridgas kann ein Kohlenstoffpolyfluorid oder ein Stickstofffluorid (NF₃) sein.
Vorzugsweise liegt der Gasdruck im Innern des Behandlungsraums zwischen 1 und 200 Hektopascal.
Im Fall des Pulvers ist es bevorzugt, dass dieses in dem Behandlungsraum suspendiert wird, beispielsweise in einem, Fließbett oder einem Rotationsreaktor.
Nach Behandlung des Pulvers in dem Behandlungsraum wird dieses Pulver durch Sintern geklumpt, um einen Körper mit der gewünschten Form herzustellen.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen einen gesinterten Körper, wie in Anspruch 14 definiert.
Ein solches Verfahren erlaubt die Anti-Benetzbarkeit des Körpers einzustellen.
Weiter Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung:
In den beigefügten Zeichnungen, die als nichtbeschränkende Beispiele angegeben sind:

– die 1 ist ein Schema, das eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht;
– die 2 veranschaulicht eine Variante der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1 eine Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Erhöhen der AntiBenetzbarkeit eines Pulvers 20 gegenüber einem Fluid beschrieben.
Diese Einrichtung umfasst eine Stickstoffquelle 10, die mit einem Entladungshohlraum 12 verbunden ist. Der Wellengenerator 14 ermöglicht, eine elektromagnetische Welle in dem Entladungshohlraum 12 zu erzeugen.
Der Frequenzbereich, der verwendet werden kann, ist sehr groß: man wählt im allgemeinen Mikrowellenfrequenzen in der Größenordnung von 880-915 MHz oder 2450 MHz. Tiefere Frequenzen, in der Größenordnung von 13,56 MHz; 27,12 MHz oder 433 MHz können gleichermaßen verwendet werden.
Ein Wellenleiterrohr 13 ist zwischen dem Ausgang des Generators 14 und dem Entladungshohlraum 12 vorgesehen. Ein Wasserzirkulator ist um dieses Wellenentladungsrohr vorgesehen um dieses zu kühlen.
Der Entladungshohlraum 12 ist über ein Rohrleitung mit dem Behandlungsraum 16 verbunden, welcher das zu behandelnde Pulver 20 enthält. In diesen Raum 16 bringt man eine Fluoridverbindung 15 in Form von Dampf ein, wie NF₃ oder ein Kohlenstoffpolyfluorid. Die Fluoridverbindung kann gleichermaßen stromaufwärts des Entladungshohlraums 12 eingebracht werden, wie durch das Bezugszeichen 15a in 1 angegeben ist.
Der Behandlungsraum 16 ist mit einer Vakuumpumpe verbunden, die ermöglicht, einen Unterdruck im Raum 16 zu erstellen.
Das Pulver wird in Form eines Fließbetts suspendiert.
Um zu vermeiden, dass das Pulver 20 durch die Vakuumpumpe angesaugt wird, ist stromaufwärts des Ausgangs des Raums 16 und in dessen Innern ein Zyklon 17 angeordnet.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die oben beschriebene Vorrichtung, wird das Pulver 20 einem Plasma in einem fluorierten Gas in dem Behandlungsraum 16 ausgesetzt, das heißt, einem nicht-ionischen, entfernten Plasma im Nachleuchten.
Vorzugsweise liegt der Gasdruck im Innern des Behandlungsraums zwischen 1 und 200 Hektopascal.
Nach Behandlung des Pulvers in dem Behandlungsraum 16, wird dieses Pulver durch Sintern geklumpt, um einen Körper mit der gewünschten Form herzustellen.
Anstelle des Suspendierens des Pulvers in Form eines Fließbetts, kann es in einem Reaktor 21 suspendiert werden, der durch einen Motor 22, wie in der 2 angegeben ist, in Drehung versetzt wird.
Diese 2 veranschaulicht den Fall der Behandlung poröser Körper aus Polymermaterial oder Verbundpolymer.
Man stellt fest, dass die porösen Körper 20 und die durch ein Pulver gewonnenen gesinterten Körper, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt sind, eine Anti-Benetzbarkeit (bzw. eine erhöhte hydrophobe Eigenschaft aufweisen.
Dieses Ergebnis erklärt sich im Nachhinein durch die Einwirkung der indem Plasma vorliegenden Fluorelemente, deren Effekt umgekehrt zu jenem ist, der durch ein Stickstoffplasma vermittelt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung kann man gleichermaßen gesinterte Körper herstellen, die teilweise aus gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Pulver bzw. kleinen Kügelchen und teilweise aus Pulver bzw. kleinen Kügelchen, die nach einem Verfahren behandelt sind, welches darin besteht, dass es einem Plasma ausgesetzt ist, das durch eine elektromagnetische Wellenentladung auf einem im wesentlichen aus Stickstoff bestehenden Gas erzeugt ist, bestehen, wie in der französischen Patentanmeldung Nr. 96 01 700 beschrieben ist.
Die behandelten kleinen Kügelchen gemäß den beiden obigen Verfahren, können vordem Sintern miteinander vermischt werden. Man erhält somit einen gesinterten Körper mit einem hydrophilen und hydrophoben Charakter.
Indem die relativen Anteile der gemäß den beiden obigen Verfahren behandelten kleinen Kügelchen eingestellt werden, kann man einen gesinterten Körper mit einem mehr oder weniger ausgeprägten hydrophilen oder hydrophoben Charakter gewinnen.
Anstelle die gemäß den beiden obigen Verfahren behandelten kleinen Kügelchen zu mischen, kann man gleichermaßen die kleinen Kügelchen in aufeinanderfolgenden Schichten anordnen, um einen gesinterten Körper zu gewinnen, bei welchem die AntiBenetzbarkeit als Funktion der Tiefe fortschreitend zunimmt:
Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten porösen bzw. gesinterten Körper können in zahlreichen Anwendungen verwendet werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt und man kann an diesen zahlreiche Änderungen vornehmen, ohne aus dem Umfang der Erfindung zu gelangen.

Claims

Verfahren zum Erhöhen der Anti-Benetzbarkeit eines Körpers (20) aus polymerem Material gegenüber einem Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (20) in einem Behandlungsraum (16) einem Stickstoffplasma im Nachleuchten ausgesetzt wird, bei welchem stromabwärts oder stromaufwärts des Entladungshohlraums (12) eine Fluoridverbindung in Dampfform eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmige Fluorverbindung ein Kohlenstoffpolyfluorid ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmige Fluorverbindung NF₃ ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Innern des Behand- lungsraums zwischen 1 und 200 Hektopascal liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (20) ein gesinterter poröser Körper aus polymerem Material oder Verbundpolymer ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (20) ein Pulver ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver in dem Behandlungsraum (16) suspendiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver in einem Fließbett suspendiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver in einem Rotationsreaktor suspendiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Pulvers nach seiner Behandlung in dem Behandlungsraum (16) gesintert wird, um einen gesinterten porösen Körper mit der gewünschten Form herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Körper durch Sintern zweier Pulver hergestellt wird, wobei das erste Pulver entsprechend dem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9 behandelt ist, und das zweite Pulver nach einem Verfahren behandelt ist, welches darin besteht, dass es einem Plasma ausgesetzt ist, das durch eine elektromagnetische Wellenentladung auf ein im wesentlichen aus Stickstoff bestehendes Gas erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die ersten und zweiten Pulver vor dem Sintern mischt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die ersten und zweiten Pulver in aufeinanderfolgenden Schichten anordnet.
Gesinterter Körper, erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 5, beispielsweise eine die Spitze eines Markierstifts umgebende Muffe.