DE10035177C2 - Process for the plasma-assisted treatment of the inner surface of a hollow body and use of the same - Google Patents
Process for the plasma-assisted treatment of the inner surface of a hollow body and use of the sameInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plasmabehandlung der Innenfläche eines Hohlkörpers, bei dem der Hohlkörper in ein elektrisches Wechselfeld eingebracht wird und in seinem Inneren eine Hohlraumteilentladung betreibbar ist, wobei die Temperatur der Gasentladung kleiner als 120 DEG C ist.The invention relates to a method for plasma treatment of the inner surface of a hollow body, in which the hollow body is introduced into an alternating electrical field and a partial cavity discharge can be operated in its interior, the temperature of the gas discharge being less than 120 ° C.
Description
Die Erfindung betrifft die Behandlung der Innenfläche eines Hohlkörpers mittels eines Plasmas. Durch die Plasmabehandlung soll die Innenfläche, d. h. die innere Oberfläche des Hohlkörpers, behandelt werden, d. h. zum Beispiel gereinigt, oxidiert, beschichtet oder hydrophilisiert werden, um z. B. für einen nachfolgenden nasschemischen Beschichtungsprozess geeignet vorbehandelt zu sein.The invention relates to the treatment of the inner surface of a Hollow body by means of a plasma. Through the Plasma treatment is said to be the inner surface, i.e. H. the inner Surface of the hollow body to be treated, d. H. to the Example cleaned, oxidized, coated or be hydrophilized to e.g. B. for a subsequent one suitably pretreated wet chemical coating process his.
Es ist bekannt, für die Abscheidung von Schichten die plasmaaktivierte chemische Dampfabscheidung (PACVD), oder auch die Plasmapolymerisation mit kalten Gasentladungen zu nutzen, siehe zum Beispiel das Lehrbuch von A. Haefer: "Oberflächen- und Dünnschicht-Technologie", Springer Verlag, 1987, S. 162-186. Es handelt sich dabei um Verfahren, bei denen gasförmige Ausgangsverbindungen, auch Vorstufen oder Prekursoren genannt, in einer kalten Gasentladung bzw. einem kalten Plasma angeregt und dissoziiert werden, so dass sich aus Folgeprodukten von plasmachemischen Reaktionen Schichten auf festen Substraten niederschlagen. Üblicherweise werden diese Prozesse mit Gleich- oder Wechselspannungen betrieben und laufen bei Drücken im Bereich zwischen 1 Pa und 103 Pa ab. Im Falle einer Wechselspannung kann eine kontinuierliche Sinusspannung, eine gepulste Sinusspannung oder eine gepulste Gleichspannung eingesetzt werden. Unter einer kalten Gasentladung soll vorliegend eine solche verstanden werden, bei der die mittlere Gastemperatur nicht mehr als 100 K über der Umgebungstemperatur liegt.It is known to use plasma-activated chemical vapor deposition (PACVD) for the deposition of layers, or also plasma polymerization with cold gas discharges, see for example the textbook by A. Haefer: "Surface and Thin Film Technology", Springer Verlag, 1987 , Pp. 162-186. These are processes in which gaseous starting compounds, also called precursors or precursors, are excited and dissociated in a cold gas discharge or in a cold plasma, so that layers of solid chemical substrates are deposited from secondary products of plasma chemical reactions. These processes are usually operated with direct or alternating voltages and run at pressures in the range between 1 Pa and 10 3 Pa. In the case of an AC voltage, a continuous sine voltage, a pulsed sine voltage or a pulsed DC voltage can be used. In the present case, a cold gas discharge is to be understood to mean one in which the average gas temperature is not more than 100 K above the ambient temperature.
Prinzipiell könnten mit derartigen Verfahren auch innere Flächen von Hohlräumen beschichtet werden wenn die Hohlräume einen geeigneten Prekursor enthalten. Dies setzt voraus, dass im Inneren dieser Hohlräume die Entladung aufrecht erhalten werden kann. Analoges gilt auch für die nichtbeschichtende, oberflächenmodifizierende Plasmabehand lung. Das gelingt allerdings nur bei hinreichend großen Durchmessern dieser Hohlräume, die bei 100 Pa mindestens einige Millimeter betragen müssen, da sich die Niederdruckentladung nicht in beliebig kleinen Hohlräumen erhalten lässt. Diese Zusammenhänge werden zum Beispiel in B. Chapman: "Glow Discharge Processes", J. Wiley & Sons, 1980, S. 79, an Hand einer bei Gleichstrom betriebenen Entladung erläutert.In principle, such processes could also be used internally Surfaces of cavities are coated when the cavities contain a suitable precursor. This requires, that the discharge upright inside these cavities can be obtained. The same applies to the non-coating, surface-modifying plasma treatment development. However, this is only possible with sufficiently large ones Diameters of these cavities at 100 Pa at least must be a few millimeters, since the Low pressure discharge not in any small cavities can be preserved. These relationships are, for example, in B. Chapman: "Glow Discharge Processes", J. Wiley & Sons, 1980, p. 79, on the basis of one operated with direct current Unloading explained.
Ein Beispiel für die Innenbeschichtung eines Rohres ist in dem Artikel von H. Lydtin: "Die Herstellung von Lichtleit fasern mit Hilfe plasmaaktivierter Abscheidungen aus der Gasphase (PCVD)", Philips - Unsere Forschung in Deutschland, Band IV, Philips Forschungslaboratorium Aachen, 1988, S. 132, beschrieben. Dabei handelt es sich um einen Mikrowellenprozess, der bei Arbeitsdrücken von 10 Torr bis 20 Torr, d. h. von 1200 bis 2400 Pa, abläuft. Der Rohrdurch messer liegt dabei in der Größenordnung von Zentimetern. Die Innenbeschichtung von Rohren kleineren Durchmessers ist jedoch nur sehr begrenzt möglich. Ursache hierfür ist, dass dann ein höherer Gasdruck erforderlich wäre. Die Gastemperatur steigt bei Drücken von 104 Pa in die Größenordnung von mindestens 1000 K an. Demgemäß würde es sich nicht mehr um eine kalte sondern um eine heiße bzw. thermische Gasentladung handeln. Diese Gasentladung würde jedoch aufgrund dieser extrem hohen Temperaturen viele Materialien thermisch zu stark beanspruchen.An example of the inner coating of a pipe is in the article by H. Lydtin: "The production of optical fibers with the help of plasma-activated deposits from the gas phase (PCVD)", Philips - Our research in Germany, Volume IV, Philips Research Laboratory Aachen, 1988, P. 132. This is a microwave process that takes place at working pressures from 10 torr to 20 torr, ie from 1200 to 2400 Pa. The pipe diameter is of the order of centimeters. However, the inner coating of pipes of smaller diameter is only possible to a very limited extent. The reason for this is that a higher gas pressure would then be required. The gas temperature rises to at least 1000 K at pressures of 10 4 Pa. Accordingly, it would no longer be a cold but a hot or thermal gas discharge. However, this gas discharge would put too much thermal stress on many materials due to these extremely high temperatures.
JP 05 222 229 A und JP 05 222 230 A beschreiben jeweils ein Beschichtungsverfahren, bei der eine organische Verbindung und ein nicht-polymerisierbares Gas im Inneren eines Rohres in den Plasmazustand überführt werden. Die Energieein speisung in das Plasma erfolgt induktiv durch eine mit Hochfrequenzspannung gespeiste Spule. Dieses Verfahren ist ist jedoch ungeeignet, um bei hohen Drücken von mehr als 104 Pa eine kalte Gasentladung zu erzeugen. So ist allgemein bekannt, dass mit zunehmendem Neutralgasdruck der Nicht gleichgewichtscharakter einer Entladung abnimmt, d. h. die Temperatur der Gasphase nähert sich der der Elektronen an und erreicht Werte im Bereich von einigen 1000 K, wenn der Gasdruck auf 10 mbar und darüber steigt, vergleiche hierzu das Buch von Drost: "Plasmachemie", Akademie-Verlag, S. 65, 1978. JP 05 222 229 A and JP 05 222 230 A each describe a coating process in which an organic compound and a non-polymerizable gas are converted into the plasma state in the interior of a tube. The energy is fed into the plasma inductively by a coil fed with high-frequency voltage. However, this method is unsuitable for generating a cold gas discharge at high pressures of more than 10 4 Pa. It is generally known that the non-equilibrium character of a discharge decreases with increasing neutral gas pressure, i.e. the temperature of the gas phase approaches that of the electrons and reaches values in the range of a few 1000 K when the gas pressure rises to 10 mbar and above, compare this Book by Drost: "Plasmachemie", Akademie-Verlag, p. 65, 1978.
Zusammengefasst erlauben es die in den oben genannten Druckschriften offenbarten Plasmabeschichtungsverfahren wegen der extremen thermischen Belastung der Materialien nicht, auch kleinere Hohlräume, insbesondere engere Rohre und Kapillaren, innen mit einem kalten Plasma zu behandeln um eine Schichtabscheidung vorzunehmen, oder aber die innere Oberfläche der Hohlräume in einem Tiefenbereich von wenigen Moleküllagen chemisch zu modifizieren.In summary, those in the above allow Publications disclosed plasma coating processes because of the extreme thermal stress on the materials not, even smaller cavities, especially narrower pipes and capillaries to be treated inside with a cold plasma to do a layer deposition, or the inner one Surface of the cavities in a depth range of a few To chemically modify molecular layers.
Eine derartige Behandlung mit kalten Plasmen ist jedoch für eine Reihe von Anwendungen erforderlich. Das gilt beispielsweise für Fälle, wo in einem Kunststoffrohr innen eine Permeationsbarriere aufgebracht werden muss, so zum Beispiel gegen Diffusion von Wasser, Sauerstoff, Kohlenwasserstoffen, Aromastoffen o. ä.. Kunststoffe sind im allgemeinen mehr oder weniger durchlässig für diese Stoffe, während durch Aufbringung einer geeigneten Schicht wie zum Beispiel SiO2 oder DLC (englisch: diamond-like carbon) eine praktisch hermetische Versiegelung gegen diese Stoffe erreicht werden kann, vergleiche hierzu das oben gewürdigte Lehrbuch von Haefer. Durch diese Barrieren kann auch eine Abgabe von Hilfsstoffen aus den Polymeren in das im Rohr transportierte Medium verhindert werden.However, such cold plasmas treatment is required for a number of applications. This applies, for example, to cases in which a permeation barrier must be applied to the inside of a plastic pipe, for example against diffusion of water, oxygen, hydrocarbons, aroma substances or the like. Plastics are generally more or less permeable to these substances while they are being applied A suitable layer such as SiO 2 or DLC (English: diamond-like carbon) can be used to achieve a practically hermetic seal against these substances, see the Haefer textbook recognized above. These barriers can also prevent auxiliary materials from being released from the polymers into the medium transported in the tube.
Weitere Erfordernisse für eine derartige Plasmabehandlung
sind in der Medizintechnik gegeben. Hierbei sei ausdrücklich
auf die Veröffentlichung von C.-P. Klages, Mat.-wiss. u.
Werkstofftech. 30 (1999) S. 767, verwiesen. So zum Beispiel
Further requirements for such a plasma treatment are given in medical technology. Here, expressly to the publication of C.-P. Klages, Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 30 ( 1999 ) p. 767. For example
- - Führungsrohre für Katheter: Durch eine Beschichtung kann der Reibungskoeffizient verringert werden.- Guide tubes for catheters: Through a coating can the coefficient of friction can be reduced.
- - Synthetische Blutgefäße: Durch Plasmabehandlung kann die Gerinnungstendenz des Blutes verringert werden - Synthetic blood vessels: Plasma treatment can cause the Blood clotting tendency can be reduced
- - Hilfsmittel für die biochemische Analytik: Durch eine geeignete, zum Beispiel hydrophile Beschichtung kann die Adsorption von biologischem Material an der inneren Oberfläche von Kapillaren, Pipetten o. ä. verringert oder verhindert werden.- Aids for biochemical analysis: through a suitable, for example hydrophilic coating can Adsorption of biological material on the inner Surface of capillaries, pipettes or similar reduced or be prevented.
Die EP 0 936 283 A1, die EP 0 708 185 B1 und der Artikel von P. Gleitner et. al., "Low- loss optical fibers prepared by plasma-activated chemical vapor deposition", Appl. Phys. Lett., vol. 28, No. 11, S. 645-646, lehren jeweils die Innenbeschichtung eines Behälters mittels eines mikrowellenangeregten Niederdruckplasmas mit Prozessdrücken unter 100 Pa. Bei den eingesetzten Gasentladungen handelt es sich nicht um Hohlraumteilentladungen.EP 0 936 283 A1, EP 0 708 185 B1 and the article by P. Gleitner et. al., "Low- loss optical fibers prepared by plasma-activated chemical vapor deposition ", Appl. Phys. Lett., Vol. 28, No. 11, pp. 645-646, each teach the inner coating of a container using a microwave-excited low-pressure plasma with process pressures below 100 Pa. The gas discharges used are not Cavity partial discharges.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die Nachteile nach dem Stand der Technik weitestgehend zu vermeiden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen insbesondere auch kleine Hohlräume behandelbar und zum Beispiel innenbeschichtbar sein. Unter kleinen Hohlräumen sollten Hohlräume mit einem Durchmesser von weniger als 50 mm, und bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 5 mm verstanden werden.The invention is based on the technical problem that Disadvantages according to the state of the art as far as possible avoid. With the method according to the invention especially small cavities treatable and Example can be coated on the inside. Under small voids should have cavities with a diameter of less than 50 mm, and preferably understood in the range from 0.2 mm to 5 mm become.
Zur Lösung des genannten technischen Problems dienen die im Anspruch 1 genannten Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahren lehren die Ansprüche 15 bis 18.To solve the technical problem mentioned in the Claim 1 mentioned features. Advantageous further training are specified in the subclaims. The preferred Use of the method according to the invention teach the Claims 15 to 18.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich die genannten Probleme nach dem Stand der Technik lösen lassen, wenn ein Verfahren zur Behandlung der inneren Oberfläche eines Hohlkörpers mittels eines Plasmas derart betrieben wird, dass der Hohlkörper in ein elektrisches Wechselfeld eingebracht und in seinem Inneren eine Hohlraumteilentladung bei einer Gastemperatur unter 120 K betreibbar ist. According to the invention, it was recognized that the aforementioned Have problems solved according to the state of the art, if one Process for treating the inner surface of a Hollow body is operated by means of a plasma in such a way that the hollow body into an alternating electrical field introduced and a partial cavity discharge inside can be operated at a gas temperature below 120 K.
Hohlraumteilentladungen sind aus einem gänzlich anderen technischen Gebiet, nämlich der Hochspannungstechnik, bekannt. Es handelt sich dabei um Gasentladungen, die in Hohlräumen auftreten, die von elektrischen Feldern durchdrungen werden. Hierzu darf das elektrische Feld nicht oder nur hinreichend wenig durch das den Hohlraum umgebende Material geschwächt werden. Aus diesem Grund kommen als Hohlraummaterial beispielsweise Dielektrika, Paraelektrika oder Ferroelektrika in Betracht. Diese Hohlräume können vollständig vom jeweiligen Material umgeben sein.Partial cavity discharges are entirely different technical field, namely high voltage technology, known. These are gas discharges that occur in Cavities occur from electrical fields to be penetrated. The electric field must not do this or only a little by what surrounds the cavity Material to be weakened. Because of this, come as Cavity material, for example dielectrics, paraelectrics or ferroelectrics. These cavities can be completely surrounded by the respective material.
In der Elektrotechnik versucht man derartige Teilentladungen möglichst zu vermeiden, da sie die Spannungsfestigkeit von Bauteilen mindern. Hohlraumteilentladungen sind häufig der Keim für Materialschädigungen, die bis zum elektrischen Durchbruch des Isolators führen können, siehe zum Beispiel A. Kutil: "Die Bedeutung von Teilentladungen in faserverstärkten Kunststoffen", Österreichischer Kunst- und Kulturverlag, Wien, 1996. Die Entladungen können in sehr kleinen Hohlräumen auftreten; sie sind sogar bei charakteristischen Dimensionen unterhalb von 100 µm festzustellen (E. H. R. Gaxiola u. J. M. Wetzer, Conf. Record of the 1996 IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Montreal, Quebec, Canada, S. 420-423).Such partial discharges are attempted in electrical engineering to be avoided as much as possible, as Reduce components. Partial cavity discharges are often the Germ for material damage that goes up to electrical Breakthrough of the insulator, see for example A. Kutil: "The importance of partial discharges in fiber reinforced plastics ", Austrian art and Kulturverlag, Vienna, 1996. The discharges can be very small voids occur; they are even with characteristic dimensions below 100 µm (E. H. R. Gaxiola and J. M. Wetzer, Conf. Record of the 1996 IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Montreal, Quebec, Canada, pp. 420-423).
Der Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient Fig. 1, in der der Querschnitt einer Anordnung gezeigt ist, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Es handelt sich dabei eine um eine Anordnung bestehend aus zwei Elektroden 1 und 2. Beide Elektroden sind mit einem Dielektrikum 3, 4 wie zum Beispiel einer Keramik oder einem Polymer versehen um die Ausbildung von Bogenentladungen zwischen ihnen zu verhindern. Zwischen den Elektroden befindet sich ein zylindrisches Rohr 5, dessen Symmetrieachse senkrecht zur Zeichenebene liegt. Bei Spannungsbeaufschlagung der Elektroden 1, 2 bildet sich zwischen ihnen ein elektrisches Feld aus was durch das Vorhandensein von elektrische Feldlinien 6 angedeutet ist. Die Feldlinien durchdringen auch das Rohrmaterial.Illustrative of the inventive method serves Fig. 1, in which the cross-section of an arrangement is shown with the method of the invention can be carried out. This is an arrangement consisting of two electrodes 1 and 2 . Both electrodes are provided with a dielectric 3 , 4 such as a ceramic or a polymer in order to prevent the formation of arc discharges between them. Between the electrodes there is a cylindrical tube 5 , the axis of symmetry of which is perpendicular to the plane of the drawing. When the electrodes 1 , 2 are subjected to a voltage, an electric field forms between them, which is indicated by the presence of electric field lines 6 . The field lines also penetrate the pipe material.
Die in Fig. 1 skizzierte Vorrichtung basiert auf Anordnungen, wie sie ähnlich auch für Barrierenentladungen genutzt werden, z. B. in Ozonisatoren, bei der Behandlung von Polymerfolien oder etwa auch für Beschichtungsprozesse, siehe z. B. die DE 195 05 449 A1. Im Unterschied zu den bekannten Verfahren wird hier aber ein zusätzliches dielektrisches Material in Form eines Hohlkörpers in die mit dielektrischen Barrieren versehene Elektrodenanordnung eingebracht. Der eigentliche gewünschte Behandlungs- oder Beschichtungsprozess läuft dann auf der Innenseite dieses dielektrischen Körpers ab.The device outlined in FIG. 1 is based on arrangements similar to those used for barrier discharges, e.g. B. in ozonizers, in the treatment of polymer films or for coating processes, see z. B. DE 195 05 449 A1. In contrast to the known methods, however, an additional dielectric material in the form of a hollow body is introduced into the electrode arrangement provided with dielectric barriers. The actual desired treatment or coating process then takes place on the inside of this dielectric body.
Bei Anlegen einer genügend großen Wechselspannung mit Frequenzen im Bereich von 1 Hz bis 1 MHz, vorzugsweise von 50 Hz bis 100 kHz, kommt es sowohl im Hohlkörper wie auch außerhalb des Hohlkörpers zu einer selbständigen Gasentladung, wenn die gaselektronischen Eigenschaften der Gasphasen im Hohlkörper und außerhalb des Hohlkörpers ähnlich sind. Dies setzt voraus, dass das elektrische Wechselfeld durch das Material des Hohlkörpers nicht so stark geschwächt wird, dass die elektrische Feldstärke im Hohlkörper unter den Wert der Zündfeldstärke absinkt. Diesen Fall illustriert Fig. 2. Sowohl im Raumbereich innerhalb des Rohres 5, als auch außerhalb des Rohres, kommt es zu einer Gasentladung und liegt daher plasmaaktiviertes Gas 7 vor.When a sufficiently large AC voltage is applied with frequencies in the range from 1 Hz to 1 MHz, preferably from 50 Hz to 100 kHz, an independent gas discharge occurs both in the hollow body and outside the hollow body if the gas-electronic properties of the gas phases in the hollow body and outside of the hollow body are similar. This presupposes that the alternating electric field is not weakened so much by the material of the hollow body that the electric field strength in the hollow body drops below the value of the ignition field strength. FIG. 2 illustrates this case . A gas discharge occurs both in the space inside the tube 5 and outside the tube and therefore plasma-activated gas 7 is present.
Als Material des Hohlkörpers eignen sich besonders Dielektrika, aber auch ferro- und paraelektrische Materialien. Beispiele für derartige Materialien sind insbesondere Polymere, Oxidkeramiken oder auch Silicatglas. Da einige dieser Materialien thermolabil sind ist muss die Hohlraumteilentladung bei Gastemperaturen von kleiner als 120°C betreibbar sein. Für die Mehrzahl der praktischen Anwendungen wird die Hohlraumteilentladung bei Gastemperaturen von kleiner als 120°C betrieben.The material of the hollow body is particularly suitable Dielectrics, but also ferro- and paraelectric Materials. Examples of such materials are especially polymers, oxide ceramics or silicate glass. Since some of these materials are thermolabile, the Partial cavity discharge at gas temperatures of less than Can be operated at 120 ° C. For the majority of the practical Applications will be the partial cavity discharge Gas temperatures of less than 120 ° C operated.
Die sich im Inneren ausbreitende Hohlraumteilentladung kann eine homogene Entladung sein oder auch filamentiert vorliegen.The partial cavity discharge spreading inside can be a homogeneous discharge or filament available.
Diese Ähnlichkeit ist im einfachsten Fall dann gegeben, wenn innerhalb und außerhalb des Hohlkörpers das gleiche Gas, zum Beispiel Luft, bei gleicher Temperatur und gleichem Druck vorliegt.In the simplest case, this similarity exists if the same gas inside and outside the hollow body, for Example air, at the same temperature and pressure is present.
Soll eine Innenbeschichtung vorgenommen werden, so muss dem Innenraum des Hohlkörpers zusätzlich ein Prekursor zugegeben werden. In diesem Fall dient das Ausgangsgas, zum Beispiel die Luft, als Trägergas für den Prekursor (zum Beispiel eine Kohlenwasserstoffverbindung), der dem Trägergas meist in geringen Konzentrationen von weniger als 1 Volumenprozent zugegeben wird. Wenn der Prekursor die gaselektronischen Eigenschaften des Trägergases nicht nennswert verändert kommt es auch in dieser Fallgestaltung sowohl im Hohlkörper wie auch außerhalb des Hohlkörper zu einer selbständigen Gasentladung.If an interior coating is to be carried out, this must be done A precursor is additionally added to the interior of the hollow body become. In this case the source gas is used, for example the air, as a carrier gas for the precursor (for example a Hydrocarbon compound), which is mostly in the carrier gas low concentrations of less than 1 percent by volume is added. If the precursor is the gas electronic Properties of the carrier gas have not changed significantly it also occurs in this case both in the hollow body as well as outside of the hollow body to an independent Gas discharge.
Die zum Erzeugen einer Entladung notwendigen Spannungen liegen bei Atmosphärendruck im Allgemeinen im Bereich von 1 kV bis zu 100 kV, wenn der Abstand zwischen den Elektroden im Bereich von 0,1 bis 10 mm liegt. Die elektrischen Feldstärken liegen im Bereich zwischen 102 kV/m bis 104 kV/m.The voltages required to generate a discharge are generally in the range from 1 kV to 100 kV at atmospheric pressure if the distance between the electrodes is in the range from 0.1 to 10 mm. The electric field strengths are in the range between 10 2 kV / m to 10 4 kV / m.
Für viele Anwendungen ist es wünschenswert, die Entladung nur innerhalb des Hohlkörpers brennen zu lassen. Dies kann wünschenswert sein um elektrische Energie einzusparen, oder um mit möglichst geringer elektrischer Leistung zu arbeiten. Letzteres erlaubt den Einsatz besonders preiswerter Spannungsversorgungen. Auch bringt diese Betriebsweise den Vorteil mit sich, dass ein Angriff des Plasmas an der Außenseite des Hohlkörpers verhindert werden kann und dementsprechend das Material an der Außenfläche des Hohlkörpers unbehandelt bleibt. Diesen Fall veranschaulicht Fig. 3. Zwischen den Elektroden 1, 2 mit ihren jeweiligen Dielektrika 3, 4 befindet sich der Hohlkörper 5. Im Inneren des Hohlkörpers 5 befindet sich Plasma 7. Außerhalb wird keine Gasentladung betrieben und liegt somit kein plasmaaktiviertes Gas 7 vor.For many applications it is desirable to have the discharge burn only within the hollow body. This can be desirable in order to save electrical energy or to work with the lowest possible electrical power. The latter allows the use of particularly inexpensive power supplies. This operating mode also has the advantage that attack of the plasma on the outside of the hollow body can be prevented and, accordingly, the material on the outer surface of the hollow body remains untreated. FIG. 3 illustrates this case . The hollow body 5 is located between the electrodes 1 , 2 with their respective dielectrics 3 , 4 . Plasma 7 is located inside the hollow body 5 . No gas discharge is operated outside and there is therefore no plasma-activated gas 7 .
Ein ausschließliches Brennen der Gasentladung innerhalb des Hohlkörpers lässt sich dadurch gewährleisten, dass innerhalb und außerhalb des Hohlkörpers unterschiedliche Gase bzw. Gasgemische gewählt werden. Die Gase sind dabei so zu wählen, dass die Zündfeldstärke des betreffenden Gases innerhalb des Hohlkörpers kleiner ist als außerhalb des Hohlkörpers. Die Feldstärke des elektrischen Wechselfeldes ist dann so zu wählen, dass sie höher als die Zündfeldstärke im Inneren des Hohlkörpers, aber kleiner als die Zündfeldstärke außerhalb des Hohlkörpers ausfällt.Exclusive burning of the gas discharge inside the Hollow body can be ensured that within and different gases or outside the hollow body Gas mixtures can be selected. The gases are so too choose the ignition field strength of the gas in question inside the hollow body is smaller than outside the Hollow body. The field strength of the alternating electrical field is then to be selected so that it is higher than the ignition field strength inside the hollow body, but smaller than that Ignition field strength fails outside the hollow body.
Eine hohe Zündfeldstärke zeigen Gase mit der Neigung Elektronen anzulagern, d. h. Gase mit einer hohen Elektronenaffinität. Beispiele für derartige Gase sind Sauerstoff oder fluorhaltige Gase wie Schwefelhexafluorid. In solchen Gasen ist die Zündung einer Entladung erschwert. Sofern der Anwender keine Tabellen mit Werten der Elektronenaffinität zur Verfügung hat kann er geeignete Gase auch über den Verlauf der Paschenkurven erhalten. Bei einer Paschenkurve wird die Zündfeldstärke gegen das Produkt aus Elektrodenabstand d und Gasdruck p abgetragen. In den entsprechenden Abtragungen haben die geeigneten Gase bei gleichem Wert von (p.d) einen hohen Wert der Zündfeldspannung.Gases with inclination show a high ignition field strength Attach electrons, d. H. Gases with a high Electron affinity. Examples of such gases are Oxygen or fluorine-containing gases such as sulfur hexafluoride. It is difficult to ignite a discharge in such gases. If the user does not have tables with values of If he has electron affinity he can use suitable gases also obtained over the course of the Paschen curves. At a Paschen curve is the ignition field strength against the product Electrode distance d and gas pressure p removed. In the the appropriate gases have been deducted accordingly same value of (p.d) a high value of Zündfeldspannung.
Umgekehrt führt die Wahl von Edelgasen wie zum Beispiel Argon zu einer relativ geringen Zündfeldstärke (L. B. Loeb, Electrical Coronas, University of California Press, Berkeley and Los Angeles, 1965, S. 279, 284).Conversely, the choice of noble gases such as Argon to a relatively low ignition field strength (L. B. Loeb, Electrical Coronas, University of California Press, Berkeley and Los Angeles, 1965, pp. 279, 284).
Eine weitere Möglichkeit, die Entladung auf das Innere des Hohlkörperes zu beschränken besteht darin, dass man den Druck im Inneren des Hohlkörpers absenkt. Der Druck außerhalb des Hohlkörpers wird konstant gelassen, so dass im Inneren des Hohlkörpers ein kleinerer Gasdruck gewählt wird als außerhalb. Durch diese Maßnahme wird die erforderliche Zündfeldstärke im Inneren des Hohlkörpers vermindert, so dass die Entladung bereits bei vergleichsweise niedrigem äußerem elektrischen Feld im Inneren des Hohlkörpers zünden kann, während außerhalb des Hohlkörpers die Zündfeldstärke noch nicht erreicht wird. Je kleiner der Druck im Inneren des Hohlkörpers ist, desto kleiner ist auch die erforderlich Zündfeldstärke.Another way to discharge the inside of the Restricting the hollow body is that one The pressure inside the hollow body is reduced. The pressure outside the hollow body is left constant, so that in A smaller gas pressure is selected inside the hollow body as outside. This will make the required Ignition field strength reduced inside the hollow body, so that the discharge is already at a comparatively low Ignite the external electric field inside the hollow body can, while outside the hollow body, the ignition field strength has not yet been reached. The smaller the pressure inside of the hollow body, the smaller the required Ignition field strength.
Werden für den Innenraum und den Außenraum unterschiedliche Gase gewählt so kann es vorkommen, dass bei gleichem Gasdruck die Zündfeldstärke des Gases im Innenraum des Hohlkörpers eine höhere Zündfeldstärke aufweist als das Gas außerhalb. Gleiches kann auftreten, wenn dem Innenraum für Beschichtungszwecke noch ein Prekursor zugeführt wurde. Dieses Problem lässt sich dadurch lösen, dass der Druck im Innenraum hinreichend stark gesenkt wird bis die Zündfeldstärke im Inneren unter dem des Außenbereichs sinkt. Beispielsweise können so Entladungen mit reinem Sauerstoff im Inneren des Hohlkörpers gezündet werden, während außen in Umgebungsluft keine Entladungen zünden. Die erforderliche Druckdifferenz zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich des Hohlkörpers hängt vom verwendeten Prozessgas ab.Become different for the interior and the exterior Gases selected so it can happen that with the same Gas pressure is the ignition field strength of the gas in the interior of the Hollow body has a higher ignition field strength than the gas outside. The same can happen if the interior for A precursor was supplied for coating purposes. This problem can be solved by printing in Interior is lowered sufficiently until the Firing field strength inside under that of the outside area sinks. For example, discharges with pure Oxygen are ignited inside the hollow body while no discharges ignite outside in ambient air. The required pressure difference between the interior and the outer area of the hollow body depends on the used Process gas.
Grundsätzlich kann der Gasdruck innerhalb des Hohlkörpers im Bereich von 0,1 bar bis 2 bar, d. h. von 104 Pa bis 2.105 Pa, liegen. Bevorzugt wird ein Druck von 500 mbar bis 1000 mbar, d. h. von 5.104 Pa bis 105 Pa. Aus technischer und wirtschaftlicher Sicht sinnvoll sind für den Außenbereich Prozessdrücke bei Atmosphärendruck, d. h. bei 105 Pa, da hier der Aufwand für die Erzeugung von Vakuum bzw. Überdruck minimal ist bzw. überhaupt keine Vorrichtungen zur Erzeugung von Vakuum oder Überdruck erforderlich sind. In principle, the gas pressure within the hollow body can be in the range from 0.1 bar to 2 bar, ie from 10 4 Pa to 2.10 5 Pa. A pressure of 500 mbar to 1000 mbar, ie from 5.10 4 Pa to 10 5 Pa, is preferred. From a technical and economic point of view, process pressures at atmospheric pressure, ie at 10 5 Pa, are expedient for the outside, since here the effort for the generation of vacuum or overpressure is minimal or no devices for generating vacuum or overpressure are required at all.
Besonders bevorzugt ist eine Betriebsweise, bei der der äußere Druck bei Atmosphärendruck liegt, und bei der im Inneren des Hohlkörpers der Unterdruck so eingestellt wird, dass in Abhängigkeit vom verwendeten Prozessgas die Zündfeldstärke sicher überschritten wird. Der Unterdruck im Hohlkörper kann mit einem Ventilator, einem Seitenkanal verdichter oder einer Vakuumpumpe, beispielsweise einer Membranpumpe, erzeugt werden.An operating mode in which the external pressure is at atmospheric pressure, and at which Inside of the hollow body the negative pressure is adjusted that depending on the process gas used Ignition field strength is surely exceeded. The negative pressure in the Hollow body can with a fan, a side channel compressor or a vacuum pump, for example one Diaphragm pump.
Eine weitere Möglichkeit, Entladungen außerhalb des Rohrs zu verhindern, besteht darin, die Elektroden direkt auf dem Hohlkörper aufzubringen. Dazu müssten sie aber im Allgemeinen zusätzlich von einer hochspannungsfesten Isoliermasse umgeben sein, um Gleitentladungen zwischen ihnen über die äußere Hohlkörperoberfläche zu vermeiden. Aus praktischen Gründen wird aber in den meisten Fällen eine feste Verankerung der Elektroden auf dem zu behandelnden Hohlkörper nicht erwünscht sein.Another way to avoid discharges outside the tube prevent is to put the electrodes directly on the Apply hollow body. To do this, however, they would have to Generally also from a high voltage resistant Insulation to be surrounded to prevent sliding discharges between to avoid them over the outer surface of the hollow body. Out for practical reasons, however, in most cases firm anchoring of the electrodes on the one to be treated Hollow body may not be desirable.
Fig. 1 bis Fig. 3 beschreiben nur eine unter vielen möglichen Elektrodenkonfigurationen, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. So kann es von Vorteil sein, der Oberfläche der Elektroden eine spezielle Form zu geben, um die Feldverteilung in dem zu beschichtenden Rohr günstig zu beeinflussen, oder um eine der Form des Rohres angepasste Geometrie zu schaffen. So zeigt Fig. 4 eine Elektrodenanordnung bei der anstelle zweier einzelner Dielektrika ein durchgehendes Dielektrikum 8 gewählt wird, welche eine Aussparung oder mehrere Aussparungen für die Aufnahme eines oder mehrerer zu beschichtender Rohre 5 aufweist. Die Aussparung in Fig. 4 ist nicht passgenau bzw. formschlüssig sondern weist einen Gasspalt 9 auf in dem es zu keiner Gasentladung kommt. Auch bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, durch geeignete Gaswahl dafür zu sorgen, dass die Entladung nur im Inneren des Hohlkörpers brennt. Dementsprechend liegt nur im Inneren Plasma 7 vor. Fig. 1 to Fig. 3 describe only one among many possible electrode configurations with which the inventive method can be performed. It can be advantageous to give the surface of the electrodes a special shape in order to have a favorable influence on the field distribution in the tube to be coated, or to create a geometry that is adapted to the shape of the tube. Thus, FIG. 4 shows an electrode arrangement in which, instead of two individual dielectrics a continuous dielectric 8 is selected, which has a recess or plurality of recesses for receiving one or more to be coated tubes 5. The recess in FIG. 4 is not a precise fit or has a positive fit but has a gas gap 9 in which there is no gas discharge. In this embodiment, too, it is advantageous to use suitable gas selection to ensure that the discharge burns only in the interior of the hollow body. Accordingly, plasma 7 is only present in the interior.
Je nachdem, welche Schicht abgeschieden werden soll, wird
der Anwender unterschiedliche Vorstufen einsetzen. Bezüglich
der Wahl der Vorstufe bzw. der abgeschiedenen Schichten sind
dem Verfahren von vornherein keine Grenzen gesetzt. Bei
Verwendung oxidierender Gase innerhalb des Hohlkörpers
lassen sich aus silicium- oder metallhaltigen Prekursoren
Siliciumoxid bzw. Metalloxide abscheiden. Mit reduzierenden
oder inerten Gasen wie Edelgasen, Stickstoff und ihre
Mischungen mit Wasserstoff als Gas innerhalb des Hohlkörpers
können bei Verwendung von folgenden Prekursoren folgende
Schichten erhalten werden:
Depending on which layer is to be deposited, the user will use different preliminary stages. With regard to the choice of the preliminary stage or the deposited layers, there are no limits to the process from the outset. When using oxidizing gases within the hollow body, silicon oxide or metal oxides can be separated from precursors containing silicon or metal. With reducing or inert gases such as noble gases, nitrogen and their mixtures with hydrogen as gas within the hollow body, the following layers can be obtained using the following precursors:
- - Kohlenwasserstoffe: amorphe Kohlenwasserstoffschichten (a-C:H)- Hydrocarbons: amorphous hydrocarbon layers (Oh)
- - Fluorkohlenstoffe und Fluorkohlenwasserstoffe: fluorierte Kohlenstoffe bzw. Kohlenwasserstoffe (a-C:F und a-C:F:H)- Fluorocarbons and fluorocarbons: fluorinated Carbons or hydrocarbons (a-C: F and a-C: F: H)
- - Siliciumhaltige Prekursoren wie beispielsweise Tetramethylsilan (TMS), Hexamethyldisilan (HMDS), Hexamethydisiloxan (HMDSO), oder Hexamethyldilazan (HMDSN): Si-haltige Plasmapolymere- Silicon-containing precursors such as Tetramethylsilane (TMS), hexamethyldisilane (HMDS), Hexamethydisiloxane (HMDSO), or hexamethyldilazane (HMDSN): Si-containing plasma polymers
- - Methacrylsäure-, Acrylsäure-, Allyl-, Vinyl- und andere radikalisch polymerisierbare Prekursoren mit geeigneten funktionellen Gruppen (Hydroxy, Amino, Epoxy, Carboxyl, Oligo-ethylenoxid): Plasmapolymere mit den genannten funktionellen Gruppen, insbesondere bei gepulstem Betrieb der Entladung.- Methacrylic acid, acrylic acid, allyl, vinyl and others radically polymerizable precursors with suitable functional groups (hydroxy, amino, epoxy, carboxyl, Oligo-ethylene oxide): plasma polymers with the named functional groups, especially in pulsed operation the discharge.
Diese Gase werden mit ihren Trägergasen im Allgemeinen als Gasstrom durch den zu beschichtende Hohlkörper geleitet, während der Hohlkörper selbst durch die Behandlungszone gezogen wird. Dabei kann das Prozessgas im Hohlkörper in die gleiche Richtung strömen, in der auch der Hohlkörper durch die Entladungsvorrichtung gezogen wird. Alternativ strömt das Prozessgas in die entgegengesetzte Richtung. Der Unterschied dieser beiden Vorgehensweisen für die Oberflächenbehandlung ist darin zu sehen, dass die behandelte Oberfläche bei der erstgenannten Variante mit Prozessgas in Berührung kommt welches bereits den Entladungsbereich durchquert hat. Bei der zweitgenannten Variante kommt die behandelte Oberfläche mit Prozessgas in Berührung, das den Entladungsbereich noch nicht durchquert hat.These gases are generally referred to as their carrier gases Gas flow is passed through the hollow body to be coated, during the hollow body itself through the treatment zone is pulled. The process gas in the hollow body can flow in the same direction as the hollow body the discharge device is pulled. Alternatively flows the process gas in the opposite direction. The Difference between these two approaches for Surface treatment can be seen in the fact that treated surface with the former variant Process gas comes into contact with which already Has crossed the discharge area. The second Variant, the treated surface comes in with process gas Touch that does not yet cross the discharge area Has.
Welche der beiden vorgenannten Varianten im konkreten Anwendungsfall vorteilhaft ist, hängt von den verwendeten Prozessgasen und von den zu erzielenden Oberflächeneigen schaften ab. Werden schichtbildende Prozessgase verwendet, so können sich im Abgas gasförmige Abbauprodukte, die in der Entladung erzeugt wurden und sich nicht in der Schicht niedergeschlagen haben, störend wirken. Es ist im Einzelfall zu klären, ob sich die Abbauprodukte beim Überströmen der beschichteten (erstgenannte Variante) oder der unbeschich teten (zweitgenannten Variante) Hohlkörper innenflächen weniger störend auswirken bzw. sogar unterstützend auswirken können.Which of the two aforementioned variants in concrete terms Use case is advantageous depends on the used Process gases and the surface properties to be achieved abolish. If layer-forming process gases are used, gaseous decomposition products can be found in the exhaust gas Discharge was generated and not in the layer depressed, disturbing. It is in individual cases to clarify whether the degradation products overflow the coated (first mentioned variant) or the uncoated teten (second-mentioned variant) hollow body inner surfaces less disruptive or even supportive can.
Werden radikalisch polymerisierbare Prekursoren mit geeigneten funktionellen Gruppen verwendet, so ist es sinnvoll, die behandelte Oberfläche der frischen Gasströmung auszusetzen (zweite Variante), da so unzersetzte gasförmige Monomere mit Radikalstellen, die auf den Hohlkörper innenwänden durch die Entladung erzeugt wurden, reagieren und eine pfropfpolymerähnliche dünne Schicht bilden können. Die chemisch funktionellen Gruppen können dabei weitest gehend erhalten bleiben.Are radically polymerizable precursors with suitable functional groups, so it is sensible, the treated surface of the fresh gas flow to expose (second variant), since it will decompose gaseous Monomers with radical sites on the hollow body inner walls generated by the discharge react and can form a graft polymer-like thin layer. The chemically functional groups can go as far as possible remain intact.
Auch bei der oberflächenmodifizierenden, nicht schichtbil denden Behandlung ist die zweite Variante im Allgemeinen vorteilhaft, da die modifizierte Oberfläche nicht dem störenden Einfluss von möglicherweise im Abgas vorhandenen Abbauprodukten ausgesetzt wird. Andererseits können in der Entladung reaktive Spezies entstehen, z. B. Ozon in einer Entladung in Sauerstoff, oder langlebige aktivierte Spezies, z. B. angeregter Stickstoff, die die Behandlungsintensität erhöhen.Even with the surface-modifying, not layer-level treatment is the second option in general advantageous because the modified surface is not that disruptive influence of possibly existing in the exhaust gas Degradation products is exposed. On the other hand, in the Discharge reactive species arise, e.g. B. ozone in one Discharge in oxygen, or long-lived activated species, z. B. excited nitrogen, which is the treatment intensity increase.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Hohlkörper behandeln, bei denen die Ausdehnung des Innenraums des Hohlkörpers entlang der elektrischen Feldlinien im Bereich von 0,01 mm bis 100 mm, und bevorzugt im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm liegt. Der Hohlkörper kann ein Rohr mit rundem, quadratischem oder rechteckigem Querschnitt sein. In Frage kommen auch Rohre die sich konisch verengen.Hollow bodies can be produced using the method according to the invention treat where the expansion of the interior of the Hollow body along the electric field lines in the area from 0.01 mm to 100 mm, and preferably in the range of 0.1 mm is up to 10 mm. The hollow body can be a tube with a round, square or rectangular cross section. In question there are also pipes that narrow conically.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert werden.In the following, the invention is to be explained with reference to exemplary embodiments play will be explained in more detail.
Ein Schlauch aus Polyethylen (PE) mit einen Innendurchmesser von 1 mm, einem Außendurchmesser von 2 mm und einer Länge von 100 m soll auf den Innenflächen mit einer hydrophilen Oberfläche mit einer Oberflächenspannung von < 50 mN/m versehen werden. Diese Aufgabe lässt sich durch zwei unterschiedliche Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens lösen:A hose made of polyethylene (PE) with an inner diameter of 1 mm, an outer diameter of 2 mm and a length of 100 m should be on the inner surfaces with a hydrophilic Surface with a surface tension of <50 mN / m be provided. This task can be done by two different variants of the method according to the invention to solve:
In die eine Schlauchöffnung wird ein Gasgemisch aus 80 vol.- % Argon und 20 vol.-% Sauerstoff mit einem Gasfluss von 10 sccm (sccm: Kubikcentimeter pro Minute unter Standardbedingungen: 1 bar, 20°C) eingeleitet, das auf der anderen Schlauchöffnung frei ausströmt. Die Gasströmungsgeschwindigkeit im Schlauch beträgt demnach 21 cm/s. Der Schlauch wird beginnend an der gaseinströmenden Seite durch eine Entladungsanordnung gemäß Fig. 1 mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s gezogen. Die Länge des Entladungsbereiches in Schlauchdurchlaufrichtung beträgt 10 cm, die Breite beträgt 1,5 cm. Die Elektroden sind mit einem Dielektrikum aus Aluminiumoxid belegt. Die Entladung wird von einem Mittelfrequenzgenerator gespeist. Die Frequenz der Entladung beträgt 40 kHz und die Leistung beträgt 25 W. Die Entladung brennt im Inneren und außerhalb des Schlauches. Nach der Behandlung besitzt die Innenfläche des Schlauchs nach Benetzungsuntersuchungen mit Testtinten eine Oberflächenspannung von ≧ 52 mN/m, während er vor der Behandlung nur 32 mN/m betrug.A gas mixture of 80 vol.% Argon and 20 vol.% Oxygen with a gas flow of 10 sccm (sccm: cubic centimeters per minute under standard conditions: 1 bar, 20 ° C) is introduced into the one hose opening, which is at the other hose opening flows freely. The gas flow rate in the hose is therefore 21 cm / s. The hose is drawn starting at the gas inflow side through a discharge arrangement according to FIG. 1 at a speed of 1 m / s. The length of the unloading area in the hose passage direction is 10 cm, the width is 1.5 cm. The electrodes are covered with a dielectric made of aluminum oxide. The discharge is fed by a medium frequency generator. The frequency of the discharge is 40 kHz and the power is 25 W. The discharge burns inside and outside the tube. After the treatment, the inner surface of the tube has a surface tension of ≧ 52 mN / m after wetting tests with test inks, whereas before the treatment it was only 32 mN / m.
Ein Gasstrom von 10 sccm Argon wird durch eine Gaswaschflasche mit Acrylsäure geleitet. Das so mit Acrylsäuredampf beladene Argon wird in die eine Schlauchöffnung eingeleitet und strömt auf der anderen Seite wieder heraus. Der durchströmte Schlauch wird durch die gleiche Entladungsanordnung und mit ansonsten gleichen Prozessparametern behandelt, wie es in Variante 1 beschrieben ist. Die Entladung brennt ausschließlich im Inneren des Schlauches. Nach der Behandlung ist die Innenfläche des Schlauches so hydrophil, dass ein eingebrachter Wassertropfen vollständig spreitet, während der Randwinkel vorher 72° betrug.A gas stream of 10 sccm argon is passed through a gas wash bottle with acrylic acid. The argon so loaded with acrylic acid vapor is introduced into one hose opening and flows out again on the other side. The flow through the hose is treated by the same discharge arrangement and with otherwise the same process parameters as described in variant 1 . The discharge burns only inside the hose. After the treatment, the inner surface of the tube is so hydrophilic that a drop of water that has been introduced spreads out completely, whereas the contact angle previously was 72 °.
Ein 10 m langes Rohr aus Polypropylen (PP) mit einem Innendurchmesser von 3 mm und einem Außendurchmesser von 4 mm soll nur auf den Innenflächen mit einer Siliciumoxidschicht versehen werden. Es wird ein Gasgemisch aus 99,5 vol.-% synthetischer Luft und 0,5 vol.-% Hexamethyldisiloxan (HMDSO) mit einem Volumenstrom von 20 sccm in die eine Rohröffnung eingeleitet. Auf der anderen Rohröffnung wird ein Seitenkanalverdichter angeschlossen, der eine Druckdifferenz von 500 mbar erzeugt. Demnach beträgt der Absolutdruck in dem Rohr ca. 500 mbar. Um das Rohr herum wird eine mobile Entladungsanordnung gemäß Fig. 4 angebracht, wobei das Dielektrikum aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht und aus zwei trennbaren Hälften zusammengesetzt ist. Die trennbaren Hälften weisen jeweils eine halbzylinderförmige Aussparung auf, so dass beim Zusammensetzen des Dielektrikums eine zylinderförmige Aussparung mit einem Durchmesser von 5 mm entsteht, in die das von innen zu beschichtende Rohr eingelegt wird. Die Länge der Elektroden in Rohrrichtung beträgt 200 mm, die Breite beträgt 10 mm.A 10 m long pipe made of polypropylene (PP) with an inner diameter of 3 mm and an outer diameter of 4 mm should only be provided with a silicon oxide layer on the inner surfaces. A gas mixture of 99.5 vol .-% synthetic air and 0.5 vol .-% hexamethyldisiloxane (HMDSO) with a volume flow of 20 sccm is introduced into the pipe opening. A side channel compressor is connected to the other pipe opening, which generates a pressure difference of 500 mbar. Accordingly, the absolute pressure in the pipe is approximately 500 mbar. A mobile discharge arrangement according to FIG. 4 is attached around the tube, the dielectric consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE) and being composed of two separable halves. The separable halves each have a semi-cylindrical recess, so that when the dielectric is assembled, a cylindrical recess with a diameter of 5 mm is formed, into which the tube to be coated from the inside is inserted. The length of the electrodes in the pipe direction is 200 mm, the width is 10 mm.
Die Entladung wird von einem Mittelfrequenzgenerator gespeist. Die Frequenz der Entladung beträgt 35 kHz und die Leistung beträgt 20 W. Die Entladung brennt ausschließlich im Inneren des Rohres. Die Entladung wird mit der Entladungsanordnung mit einer Geschwindigkeit von 1 cm/s vom Rohrende, an dem der Seitenkanalverdichter angebracht ist zum dem Rohrende, an dem das Prozessgas in das Rohr einströmt, gezogen. Dieser Vorgang dauert ca. 16 Minuten. Die auf der Innenfläche des Rohres abgeschiedene Schicht hat eine Dicke von ca. 240 nm.The discharge is from a medium frequency generator fed. The frequency of the discharge is 35 kHz and the Power is 20 W. The discharge burns only inside the tube. The discharge is carried out with the Discharge arrangement at a speed of 1 cm / s from Pipe end to which the side channel blower is attached to the pipe end at which the process gas enters the pipe flows in, pulled. This takes about 16 minutes. The layer deposited on the inner surface of the pipe a thickness of approx. 240 nm.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8380 | Miscellaneous part iii |
Free format text: SPALTE 3, ZEILE 16 TEMPERATURANGABE "K" AENDERN IN " C"; PATENTANSPRUCH 1, SPALTE 8, ZEILE 63 "UND EINEM" IST ZU STREICHEN |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |