WO1999022429A1

WO1999022429A1 - Verfahren zur hydrophilierung von oberflächen

Info

Publication number: WO1999022429A1
Application number: PCT/DE1998/002984
Authority: WO
Inventors: Ulrich Kuhn; Werner Metzger-Goronzy; Wolfgang Leutsch; Hans Braun
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 1999-05-06
Also published as: BR9806285A; US6239964B1; EP0954891B1; DE59810630D1; DE19746989A1; EP0954891A1; JP2001508017A; KR20000069570A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophilierung von Oberflächen, insbesondere von Kraftfahrzeugscheiben. Es ist vorgesehen, daß die Oberfläche (12) einer Koronaentladung (18) ausgesetzt wird.

Description

Verfahren zur Hydrophilierung von Oberflächen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophilie- rung von Oberflächen, insbesondere von Oberflächen von Kraftfahrzeugscheiben.

Stand der Technik

Es ist bekannt, daß auf Oberflächen auftreffende Feuchtigkeit infolge auftretender Grenzspannungen zur Ausbildung von feinen Wassertröpfchen in Form von Kugelkalotten führ . Insbesondere bei Scheiben an Kraftfahrzeugen wird hierdurch die Sicht eines Fahrzeugführers verschlechtert. Die auf der Oberfläche der Fahrzeugscheibe sich ansammelnden Tröpfchen wirken als kurzbrennwertige Sammellinsen, wodurch es zu einer starken Erhöhung des Streulichanteils kommt mit einer damit verbundenen erheblichen Sichtbeeinträchtigung. Um die hiermit verbundenen Nachteile zu beseitigen, ist bekannt, die Oberfläche der Kraftfahrzeugscheiben zu hydrophilieren. Hierdurch soll erreicht werden, daß der Kontaktwinkel von Wasser auf dieser Oberfläche sehr klein wird und im Grenzfall filmartiger Benetzung gegen Null geht, so daß es zu einer nur noch entsprechend sehr geringeren Änderung des Brechungswinkels kommt. Üblicherweise werden dem Wischwasser chemische Zusätze beigemischt, die eine Hydrophilierung der Scheiben gewährleisten sollen. Neben den unerwünschten Nebenwirkungen durch die chemischen Zusätze ist hierbei nur ein sehr unvollkommenes, das heißt nur kurzfristig wirkendes Ergebnis erzielbar.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß in einfacher Weise eine relativ lang anhaltende Hydrophilierung von Oberflächen möglich ist. Dadurch, daß die Oberfläche einer Koronaentladung ausgesetzt wird, kann auf der Oberfläche der Scheiben eine Beeinflussung der Molekularstruktur erzielt werden, die zu einer Verringerung von Grenzspannungen zwischen der Oberfläche und von auf der Oberfläche auftreffen- der Feuchtigkeit führen, so daß eine sehr viel größere Spreitung von Feuchtigkeitstropfen auf der Oberfläche möglich ist. Durch den hiermit verbundenen sehr viel kleineren Kontaktwinkel bildet sich auf der mittels der Koronaentladung hydrophilierten Oberflä- ehe ein dünner Film aus, dessen Oberfläche im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Scheibe verläuft, so daß insbesondere beim Einsatz an Kraftfahrzeugscheiben eine Änderung des Brechungswinkels von durchfallenden Licht nicht auftritt. Hierdurch wird eine Beeinträchtigung der Beobachtung von Objekten durch den Kraftfahrzeugführer vermindert . In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Behandlung von Kraftfahrzeugscheiben mit einer Koronaentladung mittels einer Scheiben- wischanlage an Kraf fahrzeugen, insbesondere über ein als Elektrode fungierenden Scheibenwischergummi, erfolgt. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, die Hydrophilierung der Scheibenoberfläche entweder permanent mit jeder Ingangsetzung der Scheibenwischan- lage oder in festlegbaren Abständen, innerhalb denen erfahrungsgemäß die Hydrophilierung der Oberfläche nachläßt, zu wiederholen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht zur Koronabehandlung von Oberflächen und

Figur 2 eine schematische Ansicht einer Anordnung zur Koronabehandlung von Oberflächen von Kraftfahrzeugscheiben .

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist ein Gegenstand 10 gezeigt, dessen Oberfläche 12 hydrophiliert werden soll. Hierzu wird eine Elektrode 14 in einem Abstand a über die Oberfläche 12 geführt. Die Elektrode 14 kann beispiels- weise punkt-, linien- oder flächenförmig ausgebildet sein. Die Elektrode 14 ist mit einer Wechselspannungsquelle 16 verbunden, die eine hochfrequente Wechselspannung bereitstellt. Die Höhe der Wechselspannung beträgt beispielsweise 10 kV mit einer Fre- quenz von 300 KHz. Durch Anlegen der Wechselspannung an die Elektrode 14 kommt es zu hier lediglich angedeuteten Koronaentladungen 18. Diese Koronaentladungen 18 resultieren aus einem Anwachsen der Feldstärke an der Elektrode 14, so daß in diesem Bereich ent- standene Ionen und Elektronen unter erheblichem Energiegewinn beschleunigt werden. Dabei bilden diese bei Zusammenstößen mit Gasmolekülen eine Vielzahl weiterer Ionen, die ebenfalls beschleunigt werden. Hierdurch kommt es zu einer lawinenähnlichen Vermehrung von Ladungsträgern, und somit zu der Koronaentladung 18, die die Hochspannung zusammenbrechen läßt. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend, so daß mittels der Koronaentladung 18 die Oberfläche 12 mit den beschleunigten Ladungsträgern behandelt werden kann. Entsprechend der Größe der Oberfläche 12 und/oder der Form der Elektrode 14 kann die Oberflächenbehandlung durch eine x-y-Rasterung der Oberfläche 12 durch die Elektrode 14 erfolgen. Bei linienförmigen Elektroden 14 kann eine Bewegung lediglich in x-Richtung erfol- gen, während bei beispielsweise flächenhaften Elektroden ein einmaliges Heranführen an die Oberfläche 12 ausreichend ist. Die Intensität der Oberflächenbehandlung kann einerseits durch Variation des Abstandes a, durch Dauer der Behandlung pro Flächeneinheit oder durch Höhe der Wechselspannung der Wechselspannungsquelle 16 vari- iert werden.

Figur 2 zeigt rein schematisch eine mögliche Anordnung an einer Windschutzscheibe 20 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges. Hierbei kann die Wech- selspannungsquelle 16 in geeigneter Weise mit einem Wischerblatt 22 einer Scheibenwischanlage kombiniert werden. Während des bestimmungsgemäßen Einsatzes wird das Wischerblatt 22 entsprechend des dargestellten Doppelpfeiles 24 über die Windschutzscheibe 20 hin- und herbewegt. Ist nun in das Wischerblatt 22 die Elektrode 14 integriert, oder weist das Wischerblatt 22 die Elektrode 14 auf, beispielsweise als Linienelektrode oder als entlang des Wischerblattes 22 beabstandet zueinander angeordnete Punktelektroden, kann während der Wischbewegung die Hydrophilierung der Oberfläche der Windschutzscheibe 20 erfolgen. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, jederzeit, entweder während jedes Wischvorganges des Wischerblattes 22 oder in festgelegten Zeitintervallen die Hydro- philierung der Windschutzscheibe 20 mittels der Koronaentladung 18 durchzuführen.

Versuche haben gezeigt, daß durch die Hydrophilierung von Oberflächen 12, insbesondere von Oberflächen 12 von Windschutzscheiben 20, ein außerordentlich hoher

Grad einer Hydrophilierung erreichbar ist. Ein nachfolgendes Aufbringen von Testtropfen hat zu einer nahezu vollständigen Spreitung der Tropfen geführt, so daß es zu einer Ausbildung eines Filmes auf der Oberfläche 12 kommt .

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch die Koronabehandlung 18 der Oberflächen 12 bestimmte Rekombinationsreaktionen an der Oberflächen 12 ablaufen, die zu einer Ausrichtung der Molekülstruktur führen. Hierdurch wird die Hydrophilierung der Ober- fläche 12 in starkem Maße, wie erläutert, begünstigt.

Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht nur auf das Ausführungsbeispiel. So kann beispielsweise auch ein externes Gerät zur Koronabehand- lung der Windschutzscheibe eingesetzt werden. Dieses könnte beispielsweise Bestandteil stationärer Waschstraßen oder ähnliches sein. Denkbar ist ferner die Ausrüstung von Tankstellen, Werkstätten und so weiter mit Geräten zur Hydrophilierung von Kraftfahrzeug- Scheiben mittels Koronaentladung.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Hydrophilierung von Oberflächen, insbesondere von Kraftfahrzeugscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (12) einer Korona- entladung (18) ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrophilierung von Kraftfahrzeugscheiben

(20) mit einer Koronaentladung (18) über eine Scheibenwischanlage des Kraftfahrzeuges erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Scheibenwischergummi

(22) der Scheibenwischanlage wenigstens eine Elek- trode (14) zugeordnet wird, die Elektrode (14) mit einer hochfrequenten Wechselspannungsquelle (16) verbunden wird, und die Koronaentladung (18) mit dem Betrieb der Scheibenwischanlage erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grad der Hydrophilierung der Oberfläche (12) über eine Zeitdauer der Koronaentladung (18) eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grad der Hydrophilierung der Oberfläche (12) über einen Abstand (a) der Elektrode (14) zur Oberfläche (12) eingestellt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grad der Hydrophilierung der Oberfläche (12) über eine Höhe und/oder eine Frequenz der Wechselspannungsquelle (16) der Elektrode (14) eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrophilierung der Oberfläche (12) über stationäre Anlagen erfolgt.