EP2714289A1 - Verfahren zum beschichten von inneren oberflächen langgestreckter gegenstände - Google Patents

Verfahren zum beschichten von inneren oberflächen langgestreckter gegenstände

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EP2714289A1
EP2714289A1 EP12727786.1A EP12727786A EP2714289A1 EP 2714289 A1 EP2714289 A1 EP 2714289A1 EP 12727786 A EP12727786 A EP 12727786A EP 2714289 A1 EP2714289 A1 EP 2714289A1
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EP
European Patent Office
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inner surfaces
para
monomer
xylylene
dimer
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Withdrawn
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EP12727786.1A
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French (fr)
Inventor
Heinz Busch
Udo Grabowy
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Individual
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/60—Deposition of organic layers from vapour phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/22—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/04—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
    • B05D3/0493—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases using vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface

Definitions

  • parylene poly-para-xylylene
  • a further coating material is known. It is an optically transparent polymer that is applied in a vacuum by condensation from the gas phase conformal and free of so-called "pin-holes."
  • substrate materials such as metals, plastics, ceramics and paper can be coated.
  • the inner surfaces of the elongate objects are divided into a plurality of regions, wherein in each region the temperature for cooling the monomer and for condensing to the polymer is separately controllable or regulatable.
  • the heating and splitting of the dimer for example, at a temperature between 660 ° C and 790 ° C.
  • the coating device has a plurality of regions in which the temperature can be controlled or regulated separately, so that the temperature for cooling the monomer and for condensing to the polymer can be set separately in corresponding regions of the inner surfaces of the elongated articles ,
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of an apparatus for coating inner surfaces of elongated objects according to a preferred embodiment of the invention.
  • 1 shows a schematic block diagram of a device for coating inner surfaces of elongated objects 20 according to a preferred embodiment of the invention.
  • the device comprises an evaporation device 10, a reaction device 12, a first vacuum chamber 14, a coating device 16, a second vacuum chamber 18, a vacuum pump 22 and a control device 24.
  • the control device 24 is for regulating the temperatures and the pressures in the evaporation device 10, in the reaction device 12, in the vacuum chambers 14 and 18 and / or in the coating device 16 and for regulating the
  • the monomer reacts to form a polymer. Since the coating device 16 is located between the first vacuum chamber 14 and the second vacuum chamber 18 and the pressure in the second vacuum chamber 18 is lower than in the first vacuum chamber 14, there is a flow of the gaseous monomer within the elongate objects 20 Temperature along the longitudinal direction of the elongated objects 20 can be varied. For example, the temperature at those ends of the elongate articles 20 located adjacent to the first vacuum chamber 14 is about 100 ° C. Along the longitudinal direction of the elongate objects 20, the temperature decreases steadily. For example, at the other ends of the elongated articles 20 located adjacent to the second vacuum chamber 14, the temperature may be about 0 ° C.
  • the contact elements may be formed, for example, as a hollow body or profile sections.
  • the contact elements have a groove or passageway provided for receiving the elongated article 20.
  • the contact elements may be formed, for example, as a hollow body or profile sections.
  • the contact elements have a groove or passageway provided for receiving the elongated article 20.
  • the arranged in series contact elements are thermally insulated from each other.
  • an insulation made of a material with high thermal conductivity is located between two adjacent contact elements.
  • the adjacent contact elements are spaced apart and separated by an air gap.
  • the series of contact elements may be mounted on a heat-insulating material, so that the heat loss of the contact elements as well as the heat exchange between the contact elements are minimized.
  • the vaporized di-para-xylylene is passed through a high temperature zone.
  • the high temperature zone is located in the reaction device 12.
  • pyrolysis forms in the high temperature zone, a highly reactive di-radical monomer.
  • the temperature is between 660 ° C and 790 ° C.
  • the di-radical monomer immediately reacts on a surface in a third step to form the chain-shaped polymer poly-para-xylylene. This takes place in the coating device 16.
  • the method and apparatus exploited the fact that the rate of condensation, i. the deposition of poly-para-xylylene on a surface depends very much on the surface temperature. Thus, at a temperature of more than 150 ° C. or 160 ° C., no formation of polyparaxylylene occurs on the surface of a substrate to be coated, and thus no layer structure. Furthermore, the film forming rate can be increased when the substrate is cooled and the heat is dissipated from the surface.
  • Implants is suitable for poly-para-xylylene and has been tested many times. There are FDA approvals for poly-para-xylylene-coated implants, such as cardiological stents. Due to its physical and chemical properties, the poly-para-xylylene also makes difficult areas and structures, such as points, undercuts, sharp edges and narrow gaps coated completely, evenly and without pores. It can be applied in a single operation layers with a thickness of 0.1 ⁇ to 50 ⁇ .
  • Poly-para-xylylene also serves as corrosion protection. Furthermore, poly-para-xylylene is also suitable as a base layer for a system based thereon for the application of pharmacotherapies.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von inneren Oberflächen langgestreckter Gegenstände (20), insbesondere von Rohren und/oder Schläuchen. Wenigstens ein Dimer wird bereitgestellt, erwärmt und verdampft. Anschließend wird das Dimer erhitzt und in wenigstens ein Monomer aufgespalten. Das Monomer wird abgekühlt und kondensiert zu wenigstens einem Polymer an den inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände (20). Die inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände (20) sind in eine Vielzahl Bereiche aufgeteilt, wobei in jedem Bereich die Temperatur zum Abkühlen des Monomers und zum Kondensieren zu dem Polymer separat steuerbar oder regelbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Beschichten von inneren Oberflächen langgestreckter Gegenstände (20). Außerdem betrifft die Erfindung einen langgestreckten Gegenstand, insbesondere einen Schlauch oder ein Rohr, dessen innere Oberfläche durch das vorgenannte Verfahren und/oder mit der vorgenannten Vorrichtung beschichtet ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Beschichten von inneren Oberflächen langgestreckter Gegenstände
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von inneren Oberflächen langgestreckter Gegenstände, insbesondere von Schläuchen oder Rohren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 . Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Beschichten der inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 6. Außerdem betrifft die Erfindung einen langgestreckten Gegenstand, insbesondere einen Schlauch oder ein Rohr, dessen innere Oberfläche durch das vorgenannte Verfahren und/oder mit der vorgenannten Vorrichtung beschichtet ist.
In Schläuchen und/oder Rohren, die zum Transport von Flüssigkeiten und/oder Gasen vorgesehen sind, sollen die inneren Oberflächen geeignete Gleiteigenschaften aufweisen bzw. eine Diffusionsbarriere darstellen, die den Transport von Wasserdampf, Wasser und Lösungsmittel in und aus dem Schlauch bzw. Rohrmaterial unterdrückt. Insbesondere im medizinischen Bereich ist es erforderlich, dass keine Partikel von der inneren Oberfläche in Folge von Reibeinflüssen in die transportierte Flüssigkeit oder in das transportierte Gas gelangen. Typischerweise sind im medizinischen Bereich die inneren Oberflächen von Schläuchen und Rohren mit Teflon beschichtet. Durch die Beschichtung mit Teflon werden zwar die gewünschten Gleiteigenschaften erreicht, aber aufgrund der beschränkten mechanischen Stabilität von Teflon können Teflonpartikel von der Oberfläche gelöst werden und können somit in das Blut und in den Körper gelangen. Mit Parylene (Poly-para-Xylylen) und deren Derivaten ist ein weiteres Be- schichtungsmaterial bekannt. Dabei handelt es sich um ein optisch transparentes Polymer, dass im Vakuum durch Kondensation aus der Gasphase konformal und frei von so genannten„pin-holes" aufgebracht wird. Es können zahlreiche Substratmaterialien, wie beispielsweise Metalle, Kunststoffe, Keramiken und Papier beschichtet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von inneren Oberflächen langgestreckter Gegen- stände bereit zu stellen, wobei Beschichtungen mit unterschiedlichen Schichtdicken innerhalb einer Oberfläche ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch den Gegenstand des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände in eine Vielzahl Bereiche aufgeteilt sind, wobei in jedem Bereich die Temperatur zum Abkühlen des Monomers und zum Kondensieren zu dem Polymer separat steuerbar oder regelbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Effekt, dass die Kondensationsgeschwindigkeit des Monomers zum Polymer und damit die resultierende Schichtdicke von der Oberflächentemperatur der zu beschichtenden Gegenstände abhängt. Auf diese Weise lässt sich durch das Einstellen der Temperatur an den inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände die Geschwindigkeit des Abscheideprozesses beeinflussen. Insbesondere können in den einzelnen Bereichen der inneren Oberfläche durch das Einstellen unterschiedlicher Temperaturen gezielt verschiedene Schichtdicken erhalten werden.
Beispielsweise wird das Dimer in Pulverform bereitgestellt. Das Erwärmen und Verdampfen des Dimers erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 130 °C und 170 °C.
Weiterhin erfolgt das Erhitzen und Aufspalten des Dimers beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 660 °C und 790 °C.
Insbesondere ist das Verfahren zum Beschichten der inneren Oberflächen von Rohren oder Schläuchen vorgesehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zunächst di- para-Xylylen und/oder wenigstens ein Derivat von di-para-Xylylen bereitgestellt. Dabei werden das di-para-Xylylen und/oder das wenigstens eine Derivat von di-para-Xylylen erwärmt und verdampft. Anschließend werden das di-para-Xylylen und/oder das wenigstens eine Derivat von di-para- Xylylen erhitzt und zu einem di-radikalen Monomer aufgespalten. Schließlich wird das di-radikale Monomer abgekühlt und an den inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände zu Poly-para-Xylvlen kondensiert.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch den Gegenstand des Patentanspruches 7 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Beschichtungseinrichtung eine Vielzahl Bereiche aufweist, in denen die Temperatur separat steuerbar oder regelbar ist, so dass in korrespondierenden Bereichen der inneren Oberflä- chen der langgestreckten Gegenstände die Temperatur zum Abkühlen des Monomers und zum Kondensieren zu dem Polymer separat einstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beruht auf dem Effekt, dass die Kondensationsgeschwindigkeit des Monomers zum Polymer und damit die re- sultierende Schichtdicke von der Oberflächentemperatur der zu beschichtenden Gegenstände abhängt. Auf diese Weise lässt sich durch das Einstellen der Temperatur in den Bereichen der Beschichtungseinrichtung die re- sultierenden Schichtdicke in den entsprechenden Bereichen der inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände beeinflussen. Es können in den einzelnen Bereichen der inneren Oberfläche durch das Einstellen unterschiedlicher Temperaturen gezielt verschiedene Schichtdicken erhalten werden.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Vakuumeinrichtung mit wenigstens einer Vakuumkammer und wenigstens einer Vakuumpumpe. Weiterhin kann die Beschichtungseinrichtung zwischen zwei Vakuumkammern geschaltet sein, in denen verschiedene Drücke eingestellt oder einstellbar sind, so dass in der Beschichtungseinrichtung ein Gasstrom entsteht. Schließlich betrifft die Erfindung einen langgestreckter Gegenstand, insbesondere einen Schlauch oder ein Rohr für medizinische Anwendungen, dessen innere Oberfläche zumindest teilweise beschichtet ist, wobei die innere Oberfläche des langgestreckten Gegenstandes durch das obige Verfahren und/oder mit der obigen Vorrichtung beschichtet ist. Beispielsweise ist der langgestreckte Gegenstand als ein kardiologischer Stent ausgebildet.
Weitere Merkmale, Vorteile und besondere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
FIG 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Beschichten von inneren Oberflächen langgestreckter Gegen- stände gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In FIG 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Beschichten von inneren Oberflächen langgestreckter Gegenstände 20 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Verdampfungseinrichtung 10, eine Reaktionseinrichtung 12, eine erste Vakuumkammer 14, eine Beschichtungsein- richtung 16, eine zweite Vakuumkammer 18, eine Vakuumpumpe 22 und eine Steuereinrichtung 24. Weiterhin sind Sensoren zum Erfassen der Temperaturen und der Drücke in der Verdampfungseinrichtung 10, in der Reak- tionseinrichtung 12, in den Vakuumkammer 14 und 18 und/oder in der Be- schichtungseinrichtung 16 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 24 ist zum Regeln der Temperaturen und der Drücke in der Verdampfungseinrichtung 10, in der Reaktionseinrichtung 12, in den Vakuumkammern 14 und 18 und/oder in der Beschichtungseinrichtung 16 sowie zum Regeln der
Pumpleistung der Vakuumpumpe 22 vorgesehen. Dazu ist die Steuereinrichtung 24 über elektrische Leitungen 26 mit den jeweiligen Komponenten 10, 12, 14, 16, 18 und/oder 22 gekoppelt.
Die Verdampfungseinrichtung 10, die Reaktionseinrichtung 12, die erste Vakuumkammer 14, die Beschichtungseinrichtung 16, die zweite Vakuumkammer 18 und die Vakuumpumpe 22 sind hintereinander mechanisch gekoppelt. Die Beschichtungseinrichtung 16 ist zur Aufnahme der langgestreckten Gegenstände 20 vorgesehen, deren innere Oberflächen beschichtet werden sollen. Dabei sind die zu beschichtenden Gegenstände 20 als Verbindungen zwischen der ersten Vakuumkammer 14 und der zweiten Vakuumkammer 18 vorgesehen. Insbesondere handelt es sich bei den zu beschichtenden Gegenständen 20 um Schläuche und/oder Rohre.
Die Vakuumkammer 14 ist zum Anschließen der langgestreckten, zu be- schichtenden Gegenstände 20 vorgesehen. Beispielsweise können die
Schläuche und/oder Rohre an der Vakuumkammer 14 angeflanscht werden. Die anderen Enden der zu beschichtenden Gegenstände 20 sind mit der zweiten Vakuumkammer 1 8 verbunden. Auch an der zweiten Vakuumkammer 18 können die Schläuche und/oder Rohre angeflanscht werden.
Die Beschichtungseinrichtung 16 weist Haltevorrichtungen zum Aufneh- men der langgestreckten Gegenstände 20 auf. Innerhalb der Beschichtungseinrichtung 16 ist die Temperatur an einer Vielzahl von Positionen separat regelbar oder steuerbar.
In der Verdampfungseinrichtung 10 wird ein Ausgangsstoff in den gasför- migen Zustand gebracht. Die Temperatur in der Verdampfungseinrichtung 10 beträgt etwa zwischen 130 °C und 170 °C. Als Ausgangsstoff wird vorzugsweise ein pulverförmiges Dimer verwendet. Das dampfförmige Dimer wird in der Reaktionseinrichtung 12 zu Monomeren aufgespalten. Dabei beträgt die Temperatur in der Reaktionseinrichtung 12 zwischen 660 °C und 790 °C.
In der Beschichtungseinrichtung 16 reagiert das Monomer zu einem Polymer. Da sich die Beschichtungseinrichtung 16 zwischen der ersten Vakuumkammer 14 und der zweiten Vakuumkammer 18 befindet und der Druck in der zweiten Vakuumkammer 18 niedriger ist als in der ersten Vakuumkammer 14, kommt es zu einer Strömung des gasförmigen Monomers innerhalb der langgestreckten Gegenstände 20. Dabei kann die Temperatur entlang der Längsrichtung der langgestreckten Gegenstände 20 variiert werden. Beispielsweise beträgt die Temperatur an denjenigen Enden der langgestreckten Gegenstände 20, die sich neben der ersten Vakuumkammer 14 befinden, etwa 100 °C. Entlang der Längsrichtung der langgestreckten Gegenstände 20 nimmt die Temperatur stetig ab. An den anderen Enden der langgestreckten Gegenstände 20, die sich neben der zweiten Vakuumkammer 14 befinden, kann die Temperatur beispielsweise etwa 0 °C betra- gen. Die genauen Temperaturen an den beiden Enden der langgestreckten Gegenstände 20 hängen vom Material und von der vorgesehenen Anwendung der langgestreckten Gegenstände 20 ab. Die Abscheiderate des Polymers an den inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände 20 hängt von deren Temperatur ab. Durch die Steuerung oder Regelung der Temperatur innerhalb bestimmter Bereiche der langgestreckten Gegenstände 20 wird dadurch eine gleichmäßige Beschich- tung in diesen Bereichen ermöglicht. Durch das Einstellen der Temperatur können somit in vorbestimmten Bereichen der langgestreckten Gegenstände 20 eine bestimmte Schichtdicke erreicht werden. Durch eine davon abweichende Temperatureinstellung können in anderen Bereichen der langge- streckten Gegenstände 20 dünnere oder dickere Schichten abgeschieden werden. Auf diese Weise lässt sich die innere Oberfläche des langgestreckten Gegenstandes 20 mit Schichten unterschiedlicher Dicke versehen. Dabei können die unterschiedlichen Schichtdicken für die verschiedenen Bereiche gezielt durch die regionale Steuerung oder Regelung der Temperatur eingestellt werden.
Für die konkrete technische Ausgestaltung der Beschichtungseinrichtung 16 gibt es mehrere Möglichkeiten. Beispielsweise ist dem langgestreckten Gegenstand 20, dessen Innenseite beschichtet werden soll, eine Vielzahl von Kontaktelementen zugeordnet. Die Kontaktelemente sind in Reihe entlang des langgestreckten Gegenstandes 20 angeordnet. Dabei umschließt jedes Kontaktelement vollständig oder teilweise jeweils einen Abschnitt des langgestreckten Gegenstandes 20. Die Kontaktelemente sind aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Beispielsweise sind die Kontakte- lemente aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium hergestellt.
Die Kontaktelemente können beispielsweise als Hohlkörper oder Profilabschnitte ausgebildet sein. Insbesondere weisen die Kontaktelemente eine Nut oder einen Durchgangskanal auf, die bzw. der zum Aufnehmen des langgestreckten Gegenstandes 20 vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die
Querschnittsfläche der Nut bzw. des Durchgangskanals geringfügig größer als die Querschnittsfläche des langgestreckten Gegenstandes 20. Die in Reihe angeordneten Kontaktelemente sind voneinander thermisch isoliert. Beispielsweise befindet sich zwischen zwei benachbarten Kontaktelementen jeweils eine Isolierung aus einem Material mit hoher Wärmeleit- fähigkeit. In einfachsten Fall sind die benachbarten Kontaktelemente beabstandet und durch einen Luftspalt voneinander getrennt. Weiterhin kann die Reihe der Kontaktelemente auf einem wärmeisolierenden Material montiert sein, so dass der Wärmeverlust der Kontaktelemente und auch der Wärmeaustausch zwischen den Kontaktelementen minimiert werden.
In oder an jedem Kontaktelement sind ein oder mehrere Heizelemente angebracht. Beispielsweise werden dazu elektrische Heizelemente verwendet. Weiterhin sind in oder an jedem Kontaktelement ein oder mehrere Temperatursensoren angebracht. Damit können die Temperaturen an jedem Kon- taktelement unabhängig voneinander eingestellt werden. Auf diese Weise kann jeder Abschnitt des langgestreckten Gegenstandes 20, der jeweils einem Kontaktelement zugeordnet ist, mit einer individuellen Temperatur beaufschlagt werden. Dadurch lässt sich die Schichtdicke für jeden Abschnitt des langgestreckten Gegenstandes 20 separat einstellen.
Als Ausgangsmaterial für das Beschichtungsverfahren wird beispielsweise di-para-Xylylen verwendet. Alternativ dazu können auch halogenierte Sub- stituenten verwendet werden. Das di-para-Xylylen bildet bei Temperaturen unter 150 °C eine stabile Verbindung.
In einem ersten Schritt wird das di-para-Xylylen verdampft. Dies erfolgt in der Verdampfungseinrichtung 10, beispielsweise in einem Verdampfungsgefäß. Dabei beträgt die Temperatur in der Verdampfungseinrichtung 10 etwa zwischen 130 °C und 170 °C.
In einem zweiten Schritt wird das verdampfte di-para-Xylylen durch eine Hochtemperaturzone geleitet. Die Hochtemperaturzone befindet sich in der Reaktionseinrichtung 12. Durch Pyrolyse bildet sich in der Hochtemperaturzone ein hochreaktives di-radikales Monomer. In der Reaktionseinrichtung 12 beträgt die Temperatur zwischen 660 °C und 790 °C. Das di-radikale Monomer reagiert in einem dritten Schritt auf einer Oberfläche sofort zu dem kettenförmigen Polymer Poly-para-Xylylen. Dies erfolgt in der Beschichtungseinrichtung 16.
Durch dieses Verfahren ist es möglich, die inneren Oberflächen von
Schläuchen und Rohren mit einem Innendurchmesser von 10 μπι bis 200 mm und einer beliebigen Länge gleichmäßig mit Poly-para-Xylylen zu beschichten, dessen Schichtdicke zwischen 0,1 μηι und 50 μπι beträgt.
Das Verfahren und die Vorrichtung nutzten die Tatsache, dass die Konden- sationsgeschwindigkeit, d.h. das Abscheiden des Poly-para-Xylylen auf einer Oberfläche, sehr stark von der Oberflächentemperatur abhängt. So kommt es bei einer Temperatur von mehr als 150 °C oder 160 °C auf der Oberfläche eines zu beschichtenden Substrats zu keiner Bildung von Poly- para-Xylylen und somit zu keinem Schichtaufbau. Weiterhin kann die Schichtbildungsrate erhöht werden, wenn das Substrat gekühlt wird und die Wärme von der Oberfläche abgeführt wird.
Die mit Poly-para-Xylylen beschichteten Schläuche und Rohre haben eine hohe Biokompatibilität und gute Gleiteigenschaften, so dass diese insbe- sondere für medizinische Anwendungen geeignet sind. Insbesondere für
Implantate ist Poly-para-Xylylen geeignet und vielfach geprüft. Es bestehen FDA-Zulassungen für mit Poly-para-Xylylen beschichtete Implantate, beispielsweise für kardiologische Stents. Aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften werden mit dem Poly-para-Xylylen auch schwierige Bereiche und Strukturen, beispielsweise Spitzen, Hinterschneidungen, scharfkantige Ränder und enge Spalten vollständig, gleichmäßig und porenfrei beschichtet. Es können in einem Arbeitsgang Schichten mit einer Dicken von 0,1 μιη bis 50 μιη aufgebracht werden.
Poly-para-Xylylen dient auch als Korrosionsschutz. Weiterhin ist Poly- para-Xylylen auch als Grundschicht für ein darauf aufbauendes System zur Anwendung von Pharmakotherapien geeignet.
Poly-para-Xylylen ist optisch transparent. Poly-para-Xylylen kann auf nahezu alle Substratmaterialien, beispielsweise Metalle, Kunststoffe, Keramiken und Papier, aufgebracht werden.
Bezugszeichenliste
10 Verdampfungseinrichtung
12 Reaktionseinrichtung
14 erste Vakuumkammer
16 Beschichtungseinrichtung
18 zweite Vakuumkammer
20 zu beschichtende Gegenstände
22 Vakuumpumpe
24 Steuereinrichtung
26 elektrische Leitung

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Beschichten von inneren Oberflächen langgestreckter Gegenstände (20), insbesondere von Rohren und/oder Schläuchen, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen wenigstens eines Dimers,
Erwärmen und Verdampfen des Dimers,
Erhitzen und Aufspalten des Dimers in wenigstens ein Monomer, und
Abkühlen des Monomers und Kondensieren zu wenigstens einem Polymer an den inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände (20),
dadurch gekennzeichnet, dass
die inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände (20) in eine Vielzahl Bereiche aufgeteilt sind, wobei in jedem Bereich die Temperatur zum Abkühlen des Monomers und zum Kondensieren zu dem Polymer separat steuerbar oder regelbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dimer in Pulverform bereitgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Erwärmen und Verdampfen des Dimers bei einer Temperatur zwischen 130 °C und 1 70 °C erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Erhitzen und Aufspalten des Dimers bei einer Temperatur zwischen 660 °C und 790 °C erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, adurch gekennzeichnet, dass
di-para-Xylylen und/oder wenigstens ein Derivat von di-para- Xylylen bereit gestellt wird,
das di-para-Xylylen und/oder das Derivat von di-para-Xylylen erwärmt und verdampft wird,
das di-para-Xylylen und/oder das Derivat von di-para-Xylylen erhitzt und zu einem di-radikalen Monomer aufgespalten wird, und
das di-radikale Monomer abgekühlt und an den inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände (20) zu Poly-para-Xylylen kondensiert wird.
Vorrichtung zum Beschichten von inneren Oberflächen langgestreckter Gegenstände (20), welche Vorrichtung Folgendes aufweist: wenigstens eine Verdampfungseinrichtung (10) zum Verdampfen eines Dimers,
wenigstens eine Reaktionseinrichtung (12) zum Aufspalten des Dimers in wenigstens ein Monomer,
wenigstens eine Beschichtungseinrichtung (16) zum Abkühlen des Monomers und Kondensieren zu wenigstens einem Polymer an den inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände (20), und
wenigstens eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (24) zum Einstellen wenigstens einer Temperatur,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtungseinrichtung (16) eine Vielzahl Bereiche aufweist, in denen die Temperatur separat steuerbar oder regelbar ist, so dass in korrespondierenden Bereichen der inneren Oberflächen der langgestreckten Gegenstände (20) die Temperatur zum Abkühlen des Monomers und zum Kondensieren zu dem Polymer separat einstellbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung eine Vakuumeinrichtung mit wenigstens einer Vakuumkammer (14, 18) und wenigstens einer Vakuumpumpe (22) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtungseinrichtung (16) zwischen zwei Vakuumkammern (14, 18) geschaltet ist, in denen verschiedene Drücke eingestellt oder einstellbar sind, so dass in der Beschichtungseinrichtung (16) ein Gasstrom entsteht.
Langgestreckter Gegenstand (20), insbesondere ein Schlauch oder ein Rohr für medizinische Anwendungen, dessen innere Oberfläche zumindest teilweise beschichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die innere Oberfläche des langgestreckten Gegenstandes (20) durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 beschichtet ist.
Langgestreckter Gegenstand nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der langgestreckte Gegenstand (20) als ein Implantat, beispielsweise als ein Katheter für kardiologische Anwendungen ausgebildet ist.
EP12727786.1A 2011-05-31 2012-05-23 Verfahren zum beschichten von inneren oberflächen langgestreckter gegenstände Withdrawn EP2714289A1 (de)

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