DE102008010674A1

DE102008010674A1 - Applying light protection coatings to plastic substrates or plastic coated substrates comprises treating them with plasma in presence of alkane

Info

Publication number: DE102008010674A1
Application number: DE102008010674A
Authority: DE
Inventors: Robert Herrmann; Hans-Achim Prof. Dr. Reimann
Original assignee: FACHHOCHSCHULE ANSBACH
Current assignee: FACHHOCHSCHULE ANSBACH
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-08-27

Abstract

Method for applying light protection coatings to plastic substrates or plastic coated substrates comprises treating them with a plasma of frequency 20 - 450 kHz in the presence of an alkane. Independent claims are included for: (A) Light protective coating produced using the method; (B) plastic substrates or plastic coated substrates with coatings produced using the method; and (C) use of the light protective coatings on spectacle lenses, film, containers and plastic bottles.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen von Kunststoffsubstraten oder von Oberflächen von Substraten mit Kunststoffschichten mit einer Lichtschutzbeschichtung, die Lichtschutzbeschichtung selbst sowie die Verwendung der Lichtschutzbeschichtung auf Kunststoffgläsern, Folien, und/oder Behältern.The The invention relates to a method for coating surfaces of plastic substrates or surfaces of substrates with plastic layers with a light protection coating, the sunscreen coating itself as well as the use of the light protection coating on plastic glasses, Foils, and / or containers.

Mittels Plasmatechnologie kann ein Substrat, z. B. Polycarbonat, mit der Hilfe von Niederdruckplasmatechnologie unter Einwirkung von Reaktionsgasen beschichtet bzw. abgetragen werden.through Plasma technology can be a substrate, e.g. As polycarbonate, with the Help of low-pressure plasma technology under the influence of reaction gases be coated or removed.

Hierzu wird ein Reaktivgas in eine bereits evakuierte Prozesskammer eingeleitet. Durch Anlegen eines elektromagnetischen Feldes werden in den Molekülen bzw. Atomen des Reaktivgases Elektronen aus der äußersten Elektronenschale getrennt. Falls der Druck in der Prozesskammer hinreichend gering und damit die freie Wellenlänge der Teilchen genügend groß ist, können bei einer ausreichenden Beschleunigungsspannung die aufgrund ihrer geringen Masse leichter beweglichen Elektronen genügend Energie aufnehmen, um weitere Gasteilchen durch inelastische Stöße zu ionisieren, zu fragmentieren und anzuregen. Die durch Ionisation freigewordenen Elektronen werden ihrerseits im elektromagnetischen Feld beschleunigt und ionisieren weitere Gasteilchen. Auf diese Weise wächst die Zahl der Ladungsträger in kürzester Zeit exponentiell an und das Plasma zündet unter einer charakteristischen Leuchterscheinung, welche auf die Energieabgabe angeregter Moleküle und Atome zurückzuführen ist.For this a reactive gas is introduced into an already evacuated process chamber. By applying an electromagnetic field are in the molecules or atoms of the reactive gas electrons from the outermost Electron shell separated. If the pressure in the process chamber sufficiently low and thus the free wavelength of Particles can be large enough a sufficient acceleration voltage due to their low Mass of easily moving electrons have enough energy absorb more gas particles by inelastic collisions to ionize, fragment and excite. The by ionization released electrons are in turn in the electromagnetic Field accelerates and ionizes other gas particles. To this Way, the number of charge carriers grows in the shortest time Time exponentially and the plasma ignites under one characteristic luminous appearance, which depends on the energy output attributed to excited molecules and atoms is.

Durch die Auswahl der Anregungsfrequenz des angelegten elektromagnetischen Feldes, lassen sich unterschiedliche Effekte von Niederdruckplasmen erreichen. Frequenzbereich Elektrode/Prozesskammer Abstimmnetzwerk Ionisationsgrad Sputter-Wirkung Gleichspannung Innen Entfällt + ++++ 40 kHz Innen Transformator ++ +++ 13,56 MHz Außen Anpassungsnetzwerk +++ ++ 2,45 GHz keine entfällt ++++ + By selecting the excitation frequency of the applied electromagnetic field, different effects of low pressure plasmas can be achieved. frequency range Electrode / process chamber tuning network ionization Sputtering effect DC Inside Not applicable + ++++ 40 kHz Inside transformer ++ +++ 13.56 MHz Outside Matching network +++ ++ 2.45 GHz none deleted ++++ +

Durch das Plasmaverfahren können an der Oberfläche der zu behandelnden Substrate je nach verwendetem Gas, Druck und Anregungsfrequenz des angelegten elektromagnetischen Feldes die Oberflächen von Verunreinigungen befreit, die Topographie der Oberfläche verändert (Plasmaätzen) und/oder oberflächennahe Moleküle des Substrates durch Vernetzung, Verzweigung oder Hinzufügung von neuen chemischen Funktionalitäten modifiziert werden und/oder im Plasma Polymerisationen oder andere Reaktionen herbeigeführt werden, wobei sich die Polymere oder andere Reaktionsprodukte auf dem Substrat abscheiden. Durch derartige Verfahren ist es möglich, die Eigenschaften des Substrates oberflächennah zu ändern, ohne das Substrat thermisch oder mechanisch zu beanspruchen.By The plasma process can be applied to the surface of the to be treated substrates depending on the gas used, pressure and excitation frequency of the applied electromagnetic field, the surfaces of Impurities freed, the topography of the surface changed (plasma etching) and / or near-surface Molecules of the substrate by cross-linking, branching or Addition of new chemical functionalities be modified and / or in the plasma polymerizations or others Reactions are brought about, with the polymers or other reaction products on the substrate. By such Method is possible, the properties of the substrate close to the surface without thermally changing the substrate or mechanically stress.

Die DE 197 40 097 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Teilen aus schwer aktivierbaren Kunststoffen, wie Polyfluorcarbon, wobei die Plasmabehandlung in einer Niederdruckplasmaanlage unter Verwendung von Reaktionsgasen, wie N₂, O₂, H₂, NH₃, CH₄, CO, CF₄, C₂H₂, H₂O, HMDSO (Hexamethyldisiloxan) mit Anregungsfrequenzen im Bereich von 0–10 GHz, insbesondere 40 kH, 13,56 MHz, 27,12 MHz, 40,68 MHz, 432 MHz, 915 MHz und 2,45 GHz, durchgeführt wird. Durch diese Behandlung weist die Plasma-behandelte Oberfläche der Kunststoffteile eine rauhe Oberfläche und somit eine extrem gute Haftung mit einem zu verbindenden Teil auf.The DE 197 40 097 A1 describes, for example, a method for the surface treatment of parts of hard-to-activate plastics, such as polyfluorocarbon, wherein the plasma treatment in a low-pressure plasma system using reaction gases, such as N ₂ , O ₂ , H ₂ , NH ₃ , CH ₄ , CO, CF ₄ , C ₂ H ₂ , H ₂ O, HMDSO (hexamethyldisiloxane) with excitation frequencies in the range of 0-10 GHz, in particular 40 kH, 13.56 MHz, 27.12 MHz, 40.68 MHz, 432 MHz, 915 MHz and 2.45 GHz , is carried out. By this treatment, the plasma-treated surface of the plastic parts has a rough surface and thus an extremely good adhesion with a part to be joined.

Ein anderer Anwendungsbereich der Plamatechnologie ist das Aufbringen von Schichten, beispielsweise Lichtschutzbeschichtungen. Hochtransparente Polymere gewinnen in vielen Gebieten der Optik und der Optoelektronik, aber auch in der Medizintechnik sowie in vielen anderen Industriebereichen wie der Fahrzeugtechnik zunehmend an Bedeutung. Die Substitution von Glas als traditionellen Werkstoff für optische Anwendungen erfolgt aus Gründen des Gewichtsersparnis, der Bruchsicherheit sowie einer variablen Farbgebung. Insbesondere Brillengläser aus Kunststoff haben mittlerweile einen sehr großen Marktanteil. Hier werden häufig zusätzlich Lichtschutzbeschichtungen benötigt. Die im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung von Lichtschutzbeschichtungen sind jedoch aufwendig herzustellen, teuer, umweltschädlich und/oder die hergestellten Lichtschutzbeschichtungen weisen eine schlechte mechanische Stabilität auf.One Another area of application of the Plamatechnologie is the application of layers, for example light protection coatings. highly transparent Polymers are gaining in many fields of optics and optoelectronics, but also in medical technology as well as in many other industrial sectors as the vehicle technology increasingly important. The substitution of glass as a traditional material for optical applications takes place for reasons of weight savings, breakage as well as a variable coloring. In particular, spectacle lenses made of plastic now have a very large market share. Here are often additionally sunscreen coatings needed. The methods known in the art for the production of sunscreen coatings, however, are expensive produce, expensive, harmful to the environment and / or the manufactured Sunscreen coatings have poor mechanical stability on.

Die DE 103 56 823 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats mit zwei Schichten, wobei zunächst eine erste, eine anorganisch Komponente enthaltende Schicht auf das Substrat aufgebracht wird, welche anschließend mit einem Plasma behandelt wird und in einem zweiten Schritt eine zweite, eine anorganische Komponente enthaltende Schicht auf die mit Plasma behandelte Schicht aufgebracht wird. Als Reaktivgas können H₂, O₂, H₂O, CO₂, CO, CH₄, N₂O, NH₃ und H₂O verwendet werden. Als Anregungsfrequenz werden 13,56 MHz, 27,12 MHz oder 2,45 GHz bei einem Druck von < 1013 mbar eingesetzt. Alternativ kann auch eine Frequenz von 20–60 kHz bei Atmosphärendruck verwendet werden. Durch die Plasmabehandlung wird eine verbesserte Haftung der ersten mit der zweiten Schicht erreicht. Die erste und zweite Schicht kann anorganische UV-Absorber, wie Metalloxide oder organische UV-Absorber, wie sterisch gehinderte Amine enthalten.The DE 103 56 823 describes a method for coating a substrate with two layers, wherein initially a first, an inorganic component-containing layer is applied to the substrate, which is subsequently treated with a plasma and in a second step, a second, inorganic component-containing layer with the Plasma-treated layer is applied. As the reactive gas, H ₂ , O ₂ , H ₂ O, CO ₂ , CO, CH ₄ , N ₂ O, NH ₃ and H ₂ O can be used. The excitation frequency used is 13.56 MHz, 27.12 MHz or 2.45 GHz at a pressure of <1013 mbar. Alternatively, a frequency of 20-60 kHz at atmospheric pressure may be used. The plasma treatment improves the adhesion of the first layer to the second layer. The first and second layers may contain inorganic UV absorbers, such as metal oxides or organic UV absorbers, such as sterically hindered amines.

Die DE 101 53 760 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung UV-absorbierender transparenter Abriebschutzschichten durch Vakuumbeschichtung, wobei gleichzeitig oder zeitlich unmittelbar aufeinander folgend eine erste anorganische Verbindung, die Schichten mit hoher Abriebfestigkeit bildet und eine zweite anorganische Verbindung, die Schichten mit hoher UV-Absorption bildet, jeweils durch reaktive oder teilreaktive Plasmagestützte Hochgeschwindigkeits-Bedampfung auf ein Substrat abgeschieden werden. Als für den Abriebschutz verwendete anorganische Verbindungen werden beispielsweise SiO_x und Al_xO_y angesehen. Als anorganische Verbindung für die UV-Absorption werden beispielsweise Oxide von Ce, Zn, Ti, Va, Pb, Ni und Sn verwendet.The DE 101 53 760 describes a method for producing UV-absorbing transparent abrasion resistant layers by vacuum coating, simultaneously or temporally immediately following a first inorganic compound forming layers with high abrasion resistance and a second inorganic compound forming layers with high UV absorption, respectively by reactive or partially reactive plasma-assisted high-speed vapor deposition are deposited on a substrate. As inorganic compounds used for the abrasion resistance, for example, SiO _x and Al _x O _{y are} considered. As the inorganic compound for the UV absorption, for example, oxides of Ce, Zn, Ti, Va, Pb, Ni and Sn are used.

Derartige Mehrschichtsysteme sind in der Herstellung sehr aufwendig und die verwendeten UV-Absorber sind teuer.such Multilayer systems are very expensive to manufacture and the used UV absorbers are expensive.

Die EP 1 082 181 B1 beschreibt die Herstellung von plasmagestützten Vakuumabscheidungen von UV-Schutzbeschichtungen auf der Basis von Hydroxyphenyl-s-triazinen. Die UV-Absorber der Hydroxyphenyl-s-Klasse sind umweltbedenklich und gesundheitgefährdend.The EP 1 082 181 B1 describes the production of plasma-assisted vacuum depositions of UV protective coatings based on hydroxyphenyl-s-triazines. The UV absorbers of hydroxyphenyl-s-class are environmentally hazardous and hazardous to health.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beschichtung von Kunststoffoberflächen mit einer Lichtschutzbeschichtung bereitzustellen, welches technisch einfach, umweltfreundlich ist sowie vorzugsweise geringe Kosten verursacht.task The present invention is a process for coating of plastic surfaces with a sunscreen coating to provide which is technically simple, environmentally friendly and preferably low cost.

Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtschutzbeschichtung für Kunststoffsubstrate oder eine Kunststoffoberfläche aufweisende Substrate bereitzustellen, welche einfach, mit niedrigen Kosten und/oder umweltschonend herstellbar ist.Further It is an object of the present invention, a light-protective coating for plastic substrates or a plastic surface provide substrates that are simple, with low Cost and / or environmentally friendly to produce.

Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtschutzbeschichtung bereitzustellen, die bei Kunststoffgläsern, Folien und/oder Behältern verwendet werden kann.Further It is an object of the present invention, a light-protective coating to provide the plastic glasses, films and / or Containers can be used.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Beschichten von Oberflächen mit einer Lichtschutzbeschichtung gelöst, umfassend die folgenden Schritte:

a) Bereitstellen eines Kunststoffsubstrates oder eines eine Kunststoffschicht aufweisenden Substrates, und
b) Unterziehen mindestens einer Teiloberfläche des Kunststoffsubstrates oder der Kunststoffschicht einer Plasmabehandlung in Gegenwart eines Reaktivgases,

wobei das Reaktivgas mindestens ein Alkan umfasst und wobei das Plasma mit einer Frequenz in einem Bereich von 20 bis 450 kHz angeregt wird.This object is achieved by a method of coating surfaces with a light-shielding coating comprising the following steps:

a) providing a plastic substrate or a plastic layer having a substrate, and
b) subjecting at least one partial surface of the plastic substrate or the plastic layer to a plasma treatment in the presence of a reactive gas,

wherein the reactive gas comprises at least one alkane and wherein the plasma is excited at a frequency in a range of 20 to 450 kHz.

Vorzugsweise ist das zu beschichtende Kunststoffsubstrat oder die zu beschichtende Kunststoffschicht transparent.Preferably is to be coated plastic substrate or to be coated Plastic layer transparent.

Unter dem Begriff „transparent" ist erfindungsgemäß vorzugsweise durchsichtig, durchscheinend und/oder glasklar zu verstehen. Das transparente Kunststoffsubstrat kann farblos oder farbig sein. Bei einer Ausführungsform weist das transparente Kunststoffsubstrat eine Lichttransmission von mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90%, auf. Nach der Beschichtung mit der erfindungsgemäßen Lichtschutzbeschichtung weist das Kunststoffsubstrat eine Transparenz, d. h. eine Lichttransmission von vorzugsweise mindestens 75%, weiter bevorzugt von mindestens 85%, bezogen auf den Wellenlängenbereich von 380 bis 780 nm, auf.Under The term "transparent" is preferred according to the invention transparent, translucent and / or crystal clear. The transparent plastic substrate may be colorless or colored. at In one embodiment, the transparent plastic substrate a light transmission of at least 80%, preferably at least 90%, up. After coating with the invention Sunscreen coating, the plastic substrate has a transparency, d. H. a light transmission of preferably at least 75%, further preferably at least 85%, based on the wavelength range from 380 to 780 nm, up.

Unter Plasmabehandlung ist vorzugsweise die Behandlung mit einem teilweise oder vollständig ionisiertes Reaktivgas, vorzugsweise bei reduziertem Druck, zu verstehen. Die Ionisierung des Reaktivgases kann beispielsweise durch Stoßionisation erfolgen. Neben Ionen kann das Reaktivgas auch Radikale enthalten. Die bei reduziertem Druck durchgeführten Plasmaverfahren werden auch als Niederdruckplasmaverfahren bezeichnet. Die Temperatur des Niederdruckplasmas bei dem Niederdruckplasmaverfahren liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20°C bis 120°C, weiter bevorzugt von 20°C bis 70°C. Die ionisierten Teilchen können höhere Temperaturen von bis zu 6000 K aufweisen. Vorzugsweise weist das Plasma eine rötlich violette Farbe auf.Plasma treatment is preferably to be understood as meaning the treatment with a partially or completely ionized reactive gas, preferably at reduced pressure. The ionization of the reactive gas can be carried out, for example, by impact ionization. In addition to ions, the reactive gas may also contain radicals. The Low pressure plasma processes are also referred to as low pressure plasma processes. The temperature of the low-pressure plasma in the low-pressure plasma method is preferably in a range of from 20 ° C to 120 ° C, more preferably from 20 ° C to 70 ° C. The ionized particles may have higher temperatures of up to 6000K. Preferably, the plasma has a reddish purple color.

Bei dem Reaktivgas kann es sich um ein Einkomponentengas, beispielsweise Methangas, oder um ein Mehrkomponentengas, beispielsweise Stadtgas handeln.at the reactive gas may be a one-component gas, for example Methane gas, or a multi-component gas, such as city gas act.

Vorzugsweise umfasst das Reaktivgas in Schritt b) keine organischen Polymere, siliciumorganische Polymere und/oder Polymervorstufen davon. Vorzugsweise umfasst das Reaktivgas in Schritt b) keine Metalloxide, Metallhydroxide und/oder Metalloxidhydrate, insbesondere keine Oxide, Hydroxide und/oder Oxidhydrate der Elemente Si, Sn, Ti, B, In, Zr, Al, B und Ce.Preferably the reactive gas in step b) comprises no organic polymers, organosilicon polymers and / or polymer precursors thereof. Preferably the reactive gas in step b) comprises no metal oxides, metal hydroxides and / or metal oxide hydrates, in particular no oxides, hydroxides and / or oxide hydrates of the elements Si, Sn, Ti, B, In, Zr, Al, B and Ce.

Vorzugsweise umfasst das Kunststoffsubstrat oder die Kunststoffschicht Polycarbonat, Polyacrylat, und/oder Polyterephthalat oder besteht daraus.Preferably the plastic substrate or the plastic layer comprises polycarbonate, Polyacrylate, and / or polyterephthalate or consists thereof.

Als Polyacrylat können Polymere von Acrylsäure, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäurebutylester, Acrylsäureoctylester, Methacrylsäure, Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methyacrylsäurebutylester und/oder Copolymere davon eingesetzt werden.When Polyacrylate may be polymers of acrylic acid, methyl acrylate, Ethyl acrylate, butyl acrylate, octyl acrylate, methacrylic acid, Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate and / or copolymers thereof.

Polyterephthalate können aus Terephthalsäure und Ethylengylcol und/oder 1,4-Butandiol durch Kondensation hergestellt werden.polyterephthalates may be from terephthalic acid and ethylene glycol and / or 1,4-butanediol can be prepared by condensation.

Polycarbonate können auf der Basis von Bisphenol A und/oder Trimethylcyclohexan-Bisphenol hergestellt werden. Als Polycarbonat hat sich beispielsweise das Polycarbonat PC Macrolon 2805 von Bayer als geeignet erwiesen.polycarbonates can be based on bisphenol A and / or trimethylcyclohexane-bisphenol getting produced. As a polycarbonate, for example, has the Polycarbonate PC Macrolon 2805 from Bayer has proved suitable.

Vorzugsweise weisen die zu beschichtenden Kunststoffsubstrate oder Kunststoffschichten bis zu 100°C, vorzugsweise bis 120°C, eine Wärmebeständigkeit auf. Die Wärmebeständigkeit kann nach der DIN 53461 bestimmt werden.Preferably, the plastic substrates or plastic layers to be coated up to 100 ° C, preferably up to 120 ° C, a heat resistance. The heat resistance can after the DIN 53461 be determined.

Vorzugsweise beträgt die Kerbschlagzähgkeit der zu beschichtenden Kunststoffsubstrate oder Kunststoffschichten bei 23°C mindestens 70 kJ/m², vorzugsweise mindestens 90 kJ/m². Die Kerbschlagzähigkeit kann nach ISO 180/4A gemessen werden.Preferably, the notched impact strength of the plastic substrates or plastic layers to be coated at 23 ° C. is at least 70 kJ / m ² , preferably at least 90 kJ / m ² . The notched impact strength can be measured according to ISO 180 / 4A.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Kunststoffschicht oder dem Kunststoffsubstrat nicht um einen fluorierten Kunststoff.Preferably it is the plastic layer or the plastic substrate not a fluorinated plastic.

Vorzugsweise umfasst das Kunststoffsubstrat oder die Kunststoffschicht weniger als 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 0,05 Gew.-%, am meisten bevorzugt keinen Weichmacher, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kunststoffsubstrates oder der Kunststoffschicht. Unter Weichmacher sind vorzugsweise Moleküle zu verstehen, die durch Nebenvalenzen an die Kunststoffmoleküle gebunden werden. Vorzugsweise verringern die Weichmacher die Wechselwirkungskräfte zwischen den Makromolekülen, setzen dadurch die Erweichungstemperatur und somit die Sprödigkeit und Härte der Kunststoffe herab. Beispielsweise werden Phthalsäureester als Weichmacher eingesetzt.Preferably The plastic substrate or the plastic layer comprises less as 0.5 wt%, more preferably less than 0.05 wt%, most does not prefer a plasticizer, based on the total weight of the Plastic substrate or the plastic layer. Under plasticizer are preferably molecules to be understood by secondary valences be bound to the plastic molecules. Preferably the plasticizers reduce the interaction forces between the macromolecules, thereby setting the softening temperature and thus the brittleness and hardness of the plastics down. For example, phthalic acid esters are used as plasticizers used.

Ferner können das Kunststoffsubstrat oder die Kunststoffschicht UV-Stabilisatoren, wie beispielsweise Benzotriazole und/oder Benzophenone, enthalten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthalten das Kunststoffsubstrat oder die Kunststoffschicht weniger als 0,01 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,001 Gew.-%, am meisten bevorzugt keinen US-Stabilisator, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kunststoffsubstrates. Die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung stellt bereits für sich einen ausreichenden UV-Schutz dar und/oder stabilisiert das Kunststoffsubstrat oder die Kunststoffschicht.Further may be the plastic substrate or the plastic layer UV stabilizers, such as benzotriazoles and / or benzophenones, contain. In a preferred embodiment included the plastic substrate or the plastic layer is less than 0.01 Wt .-%, preferably less than 0.001 wt .-%, most preferably no US stabilizer, based on the total weight of the plastic substrate. The light-protective coating according to the invention provides already sufficient UV protection and / or stabilizes the plastic substrate or the plastic layer.

Ferner können das Kunststoffsubstrat oder die Kunststoffschicht noch

a) Thermostabilisatoren, wie beispielsweise Phosphite und/oder Phosphonite,
b) Entformungshilfen, wie beispielsweise Fettsäureester,
c) Flammschutzmittel, wie beispielsweise Alkalisulfonate und/oder Tetrabrombisphenol, und/oder
d) Stabilisierungsmittel gegen den hydrolytischen Abbau, wie beispielsweise Epoxide und/oder Silikonverbindungen, enthalten.

Furthermore, the plastic substrate or the plastic layer can still

a) heat stabilizers, such as phosphites and / or phosphonites,
b) demoulding aids, such as fatty acid esters,
c) flame retardants, such as alkali metal sulfonates and / or tetrabromobisphenol, and / or
d) stabilizers against hydrolytic degradation, such as epoxies and / or Silikonver bonds.

Vorzugsweise enthalten das Kunststoffsubstrat oder die Kunststoffschicht keine Thermostabilisatoren, Entformungshilfen, Flammschutzmittel und/oder Stabilisierungsmittel gegen den hydrolytischen Abbau.Preferably contain the plastic substrate or the plastic layer no Thermostabilizers, demoulding aids, flame retardants and / or Stabilizer against hydrolytic degradation.

Bei einer Ausführungsform umfasst das in dem Reaktionsgas enthaltene mindestens eine Alkan ein C₁- bis C₆-Alkan oder Mischungen davon.In one embodiment, the at least one alkane contained in the reaction gas comprises a C ₁ to C ₆ alkane or mixtures thereof.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Alkan aus der Gruppe, bestehend aus Methan, Ethan, Propan, n-Butan, n-Pentan, n-Hexan, iso-Butan, iso-Pentan, neo-Pentan, 2-Methylpentan, 3-Methylpentan, 2,2-Dimethylbutan, 2,3-Dimethylbutan und Mischungen davon, ausgewählt.at an embodiment of the invention Process is the alkane from the group consisting of methane, ethane, Propane, n-butane, n-pentane, n-hexane, iso-butane, iso-pentane, neo-pentane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane and mixtures thereof.

Vorzugsweise enthält das Reaktivgas weniger als 0,1 mol-%, weiter bevorzugt weniger als 0,01 mol-%, am meisten bevorzugt weniger als 0,0001 mol-% Sauerstoff, bezogen auf die Gesamtmenge des Reaktivgases. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Reaktivgas keinen Sauerstoff.Preferably the reactive gas contains less than 0.1 mol%, more preferably less than 0.01 mol%, most preferably less than 0.0001 mol% of oxygen, based on the total amount of the reactive gas. In one embodiment of the invention Process, the reactive gas contains no oxygen.

Vorzugsweise enthält das Reaktivgas weniger als 1 mol-%, weiter bevorzugt weniger als 0,1 mol-%, am meisten bevorzugt weniger als 0,01 mol-% Wasserstoff, bezogen auf die Gesamtmenge des Reaktivgases. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Reaktivgas keinen Wasserstoff.Preferably the reactive gas contains less than 1 mol%, more preferably less than 0.1 mol%, most preferably less than 0.01 mol% Hydrogen, based on the total amount of the reactive gas. At a Embodiment of the invention Process, the reactive gas contains no hydrogen.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Reaktivgas Erdgas verwendet.at an embodiment of the invention Process is used as a reactive gas natural gas.

Vorzugsweise besteht das Erdgas aus
95 bis 99 mol-% Methan und
0,5 bis 1 mol-% Ethan, und/oder
0,5 bis 1 mol-% Stickstoff, und/oder
0,1 bis 0,5 mol-% Propan, und/oder
0,01 bis 0,3 mol-% CO₂, und/oder
0,005 bis 0,2 mol-% iso-Butanol, und/oder
0,05 bis 0,2 mol-% n-Butan, und/oder
0,001 bis 0,05 mol-% iso-Pentan, und/oder
0,001 bis 0,3 mol-% n-Pentan, und/oder
0,001 bis 3 mol-% C₆H₁₄, und/oder
0,0001 bis 0,01 mol-% Sauerstoff, bezogen auf die Gesamtmenge Erdgas.Preferably, the natural gas is made
95 to 99 mol% of methane and
0.5 to 1 mol% ethane, and / or
0.5 to 1 mol% of nitrogen, and / or
0.1 to 0.5 mol% propane, and / or
0.01 to 0.3 mol% CO ₂ , and / or
0.005 to 0.2 mol% iso-butanol, and / or
0.05 to 0.2 mol% of n-butane, and / or
0.001 to 0.05 mole% iso-pentane, and / or
0.001 to 0.3 mol% of n-pentane, and / or
0.001 to 3 mol% of C ₆ H ₁₄ , and / or
0.0001 to 0.01 mol% of oxygen, based on the total amount of natural gas.

Vorzugsweise umfasst das Reaktivgas mindestens 50 mol.-% mindestens eines Alkans, weiter bevorzugt mindestens 90 mol.-% mindestens eines Alkans, am meisten bevorzugt 100 mol.-% mindestens eines Alkans, bezogen auf die Gesamtmenge Reaktivgas. Vorzugsweise besteht das Reaktivgas außer aus mindestens einem Alkan aus einem Inertgas. Als Inertgas kann beispielsweise Argon, Helium und/oder Stickstoff verwendet werden.Preferably the reactive gas comprises at least 50 mol% of at least one alkane, more preferably at least 90 mol% of at least one alkane, on most preferably 100 mol% of at least one alkane, based on the total amount of reactive gas. Preferably, the reactive gas except from at least one alkane from an inert gas. When Inert gas can be used, for example, argon, helium and / or nitrogen become.

Selbstverständlich können auch Mischungen verschiedener Gase, beispielsweise Methan, Ethan und/oder Propan verwendet werden.Of course can also mixtures of different gases, for example Methane, ethane and / or propane can be used.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann wie folgt durchgeführt werden:
Das zu behandelnde Werkstück befindet sich in einer evakuierbaren Prozesskammer. Die Prozesskammer wird evakuiert und dann wird in die evakuierte Prozesskammer das Reaktivgas eingelassen, vorzugsweise aber ein Unterdruck aufrecht erhalten. Anschließend wird das Reaktivgas mittels eines elektrischen Feldes gezündet und für einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten.The process according to the invention can be carried out as follows:
The workpiece to be treated is located in an evacuable process chamber. The process chamber is evacuated and then the reactive gas is introduced into the evacuated process chamber, but preferably maintains a negative pressure. Subsequently, the reactive gas is ignited by means of an electric field and maintained for a certain period of time.

Das Verfahren kann in einer herkömmlichen Plasmabeschichtungsvorrichtung durchgeführt werden. Eine solche Vorrichtung weist eine Prozesskammer auf, die mit einem Reaktivgas bei verschiedenen Drücken und Reaktivgas mit unterschiedlichen Durchflußgeschwindigkeiten gespeist werden kann. In die Prozesskammer kann ein low-frequency-Feld (LF-Feld) eingekoppelt werden.The Method may be used in a conventional plasma coating apparatus be performed. Such a device has a Process chamber on with a reactive gas at different pressures and Reactive gas with different flow rates can be fed. In the process chamber can be a low-frequency field (LF field) can be coupled.

Beispielsweise kann das Verfahren mit der Plasmabeschichtungsvorrichtung Tetra 30 LF PC der Firma Diener durchgeführt werden.For example For example, the method can be carried out with the plasma coating apparatus Tetra 30 LF PC company Diener be performed.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Plasmabehandlung unter Unterdruck durchgeführt. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Plasmabehandlung in Schritt b) in einem Druckbereich von 0,01 bis 1 mbar, vorzugsweise 0,1 bis 0,9 mbar, weiter vorzugsweise 0,2 bis 0,8 mbar, am meisten bevorzugt 0,4 bis 0,6 mbar durchgeführt. Um den entsprechenden Druck zu erreichen, wird vorzugsweise die verwendete Plasmabeschichtungsvorrichtung mit einer Vakuumpumpe auf einen Druck von 0,1 bis 0,5 mbar, vorzugsweise 0,15 bis 0,3 mbar, evakuiert. Der verfahrensgemäße Druck in Schritt b)(Solldruck) wird dann vorzugsweise in der Prozesskammer durch Hinzuströmen von Reaktivgas erzeugt, indem das Reaktivgas kontinuierlich mit einer Fließgeschwindigkeit zudosiert wird. Vorzugsweise wird das Reaktivgas kontinuierlich zu- und abgeführt und verunreinigtes Reaktivgas abgesaugt.at an embodiment of the invention Process, the plasma treatment is carried out under reduced pressure. In one embodiment of the invention Method is the plasma treatment in step b) in a pressure range from 0.01 to 1 mbar, preferably 0.1 to 0.9 mbar, more preferably 0.2 to 0.8 mbar, most preferably 0.4 to 0.6 mbar performed. In order to achieve the appropriate pressure, is preferably the used plasma coating device with a vacuum pump to a pressure of 0.1 to 0.5 mbar, preferably 0.15 to 0.3 mbar, evacuated. The process pressure in Step b) (target pressure) is then preferably in the process chamber generated by inflow of reactive gas by the reactive gas continuously added at a flow rate becomes. Preferably, the reactive gas is continuously supplied and removed and vacuumed contaminated reactive gas.

Bei einer Ausführungsform wird das Reaktivgas mit einer Fließgeschwindigkeit von 1 bis 200 sccm (Standartkubikzentimeter pro Minute), vorzugsweise von 5 bis 100 sccm, weiter bevorzugt 20 bis 80 sccm, zudosiert.at In one embodiment, the reactive gas is at a flow rate from 1 to 200 sccm (standard cubic centimeters per minute), preferably from 5 to 100 sccm, more preferably 20 to 80 sccm, added.

Vorzugsweise wird nach dem Einstellen des Reaktionsdruckes und der Reaktionsgasatmosphäre das elektromagnetische Feld eingekoppelt und das Reaktivgas zu einem Plasma ionisiert.Preferably becomes after adjusting the reaction pressure and the reaction gas atmosphere the electromagnetic field coupled and the reactive gas to a Plasma ionizes.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Einkopplung bei einer Frequenz in einem Bereich von 30 bis 144 kHz, vorzugsweise von 30 bis 50 kHz. Bei einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Einkopplung bei einer Frequenz, bei der das im Reaktivgas enthaltene mindestens eine Alkan zu Resonanzschwingungen angeregt wird. Bei einer Ausführungsform erfolgt die Einkopplung bei einer Frequenz von 40 kHz, oder eines Vielfachen oder Bruchteils der 40 kHz-Frequenz. Beispielsweise können als Anregungsfrequenz 20, 40, 80, 160 oder 320 kHz eingesetzt werden.at an embodiment of the invention Method, the coupling takes place at a frequency in a range from 30 to 144 kHz, preferably from 30 to 50 kHz. At another Embodiment, the coupling takes place at a frequency in which the at least one alkane contained in the reactive gas to resonant vibrations is stimulated. In one embodiment, the coupling takes place at a frequency of 40 kHz, or a multiple or fraction the 40 kHz frequency. For example, as the excitation frequency 20, 40, 80, 160 or 320 kHz are used.

Der Abstand des Kunststoffsubstrates oder des eine Kunststoffschicht aufweisenden Substrates zu den Elektroden beträgt vorzugsweise 1 bis 24 cm, vorzugsweise 5 bis 20 cm.Of the Distance of the plastic substrate or a plastic layer having substrate to the electrodes is preferably 1 to 24 cm, preferably 5 to 20 cm.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Prozesskammer während der Plasmabehandlung eine durchschnittliche Temperatur zwischen 20 und 70°C auf, wobei die Temperatur einzelner angeregter Gasteilchen deutlich höher, insbesondere bei 4000 K bis 6000 K, liegen kann.at an embodiment of the invention Method, the process chamber during the plasma treatment an average temperature between 20 and 70 ° C on, wherein the temperature of individual excited gas particles significantly higher, especially at 4000 K to 6000 K, can lie.

Vorzugsweise wird die Plasmabehandlung bei einer Leistung von 10 bis 1000 Watt, weiter bevorzugt 750 bis 900 Watt, verwendet.Preferably the plasma treatment is at a power of 10 to 1000 watts, more preferably 750 to 900 watts used.

Bei einer Ausführungsform wird die Plasmabehandlung in Schritt b) für 1 bis 360 Minuten, vorzugsweise 20 bis 40 Minuten, durchgeführt.at In one embodiment, the plasma treatment in step b) for 1 to 360 minutes, preferably 20 to 40 minutes, carried out.

Vorzugsweise wird die Lichtschutzbeschichtung mit einer Dicke von 100 bis 500 nm, weiter bevorzugt von 150 bis 300 nm, aufgebracht.Preferably is the sunscreen coating with a thickness of 100 to 500 nm, more preferably from 150 to 300 nm applied.

Bei einer Ausführungsform wird die Plasmabehandlung in Schritt b) mit einem Gleichspannungsplasma durchgeführt. Bei einem Gleichspannungsplasma befindet sich das Kunststoffsubstrat oder das eine Kunststoffschicht aufweisende Substrat vorzugsweise auf einer Probenplatte, die als Kathode mit der Reaktorwandung verbunden ist, wobei als Anode ein Lochblech, vorzugsweise im oberen Bereich der Prozesskammer, angebracht ist.at In one embodiment, the plasma treatment in step b) carried out with a DC plasma. At a DC plasma is the plastic substrate or the substrate having a plastic layer preferably on a sample plate, which is connected as a cathode to the reactor wall is, wherein as the anode a perforated plate, preferably in the upper region the process chamber, is attached.

Vorzugsweise wird außer der in Schritt b) aufgebrachten Lichtschutzbeschichtung keine weitere Schicht auf die Kunststoffschicht, das Kunststoffsubstrat oder die in Schritt b) aufgebrachte Lichtschutzbeschichtung aufgebracht. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine weitere Schicht zur Verbesserung der Hafteigenschaften der in Schritt b) aufgebrachten Schicht aufgebracht. Insbesondere ist zwischen der Kunststoffschicht oder dem Kunststoffsubstrat und der Lichtschutzbeschichtung keine weitere Schicht, insbesondere keine Polysiloxanschicht, Metalloxidschicht Metallnitridschicht, Metallfluoridschicht, Metallcarbidschicht und/oder Metallselenidschicht angeordnet.Preferably is except the in step b) applied light protective coating no further layer on the plastic layer, the plastic substrate or applied in step b) applied light protective coating. Preferably, in the method according to the invention no further layer to improve the adhesive properties of the applied in step b) applied layer. In particular between the plastic layer or the plastic substrate and the Sunscreen coating no further layer, especially none Polysiloxane layer, metal oxide layer metal nitride layer, metal fluoride layer, Metal carbide layer and / or metal selenide layer arranged.

Nach dem Abschalten der Spannungsquelle wird die Porzesskammer vorzugsweise mit dem Reaktionsgas für 5 bis 20 Sekunden gespült.To switching off the voltage source, the process chamber is preferably rinsed with the reaction gas for 5 to 20 seconds.

Unerwarterweise wird durch das sehr einfache erfindungsgemäße Verfahren mit einem sehr einfachen Reaktivgas eine Lichtschutzbeschichtung erhalten, die neben dem UV-Licht auch kurzwelliges sichtbares Licht absorbiert. Ferner bleibt vorzugsweise die geometrische Form des Kunststoffsubstrates bzw. das eine Kunststoffschicht aufweisende Substrat erhalten.Unwittingly, the light-protection coating obtained by the very simple process according to the invention with a very simple reactive gas, which absorbs short-wave visible light in addition to the UV light. Furthermore, preferably remains the geometric shape of the plastic substrate or an art obtained material layer containing substrate.

Die Aufgabe wird ferner durch eine Lichtschutzbeschichtung herstellbar gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren gelöst. Vorzugsweise absorbiert die Lichtschutzbeschichtung Licht mit einer Wellenlänge aus einem Bereich von 280 bis 500 nm, vorzugsweise in einem Bereich von 280 bis 300 nm, zu mindestens 80%, vorzugsweise 90%, am meisten bevorzugt zu 99%.The Task is further produced by a sunscreen coating solved according to the method described above. Preferably, the light-shielding coating absorbs light with a Wavelength from a range of 280 to 500 nm, preferably in a range of 280 to 300 nm, at least 80%, preferably 90%, most preferably 99%.

Die UV/VIS-Spektren beschichteter Kunststoffsubstratproben zeigen, daß durch die Plasmabehandlung mit Erdgas als Reaktivgas im Niederdruck, vorzugsweise 0,01 mbar bis 1 mbar, eine vorzugsweise transparente Lichtschutzbeschichtung erzeugt werden kann, welche eine Absorption der UV-Strahlung und auch des kurzwelligen sichtbaren Lichtes, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 500 nm, ermöglicht. Vorzugsweise wird das Licht im UV A, B, C-Bereich und im kurzwelligen blauen Bereich des sichtbaren Lichtes zu mindestens 95% absorbiert. Dies ist überraschend, da Erdgas selber keine Lichtabsorption aufweist. Ferner weist die Lichtschutzbeschichtung eine hervorragende Haftung auf den Kunststoffen auf und ist daher mechanisch sehr beständig. Längerwellige Strahlung, vorzugsweise über 500 nm, kann die Lichtschutzbeschichtung passieren.The UV / VIS spectra of coated plastic substrate samples show that the plasma treatment with natural gas as a reactive gas in low pressure, preferably 0.01 mbar to 1 mbar, a preferably transparent light protection coating can be generated, which is an absorption of UV radiation and also the short-wave visible light, preferably in the area from 400 to 500 nm. Preferably, the light becomes in the UV A, B, C range and in the short-wave blue range of the visible Light at least 95% absorbed. This is surprising since natural gas itself has no light absorption. Furthermore, the Sunscreen coating excellent adhesion to the plastics and is therefore mechanically very stable. longer wavelengths Radiation, preferably above 500 nm, can be the light-shielding coating happen.

Bei einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung eine kohlenstoffhaltige Verbindung, vorzugsweise elementaren Kohlenstoff, weiter bevorzugt Graphit oder Diamant.at An embodiment of the invention comprises Sunscreen coating a carbonaceous compound, preferably elemental carbon, more preferably graphite or diamond.

Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung keine anorganischen Verbindungen außer elementaren Kohlenstoff, insbesondere außer Graphit. Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung weniger als 1 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 0,01 Gew.-% , am meisten bevorzugt keine Oxide, Hydroxide und/oder Oxidhydrate der Elemente Si, Sn, Ti, B, In, Zr, Al, B und Ce, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lichtschutzbeschichtung. Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung keine Metallchelatkomplexe. Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung keine organischen Absorptionsmittel. Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung keine siliziumorganischen Verbindungen, wie beispielsweise Tetramethylsilan, Tetramethyldisiloxan, Octamethylcyclotetrasiloxan, Tetramethoxysilan oder andere Silane oder Siloxane. Bei einer Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung keine Kohlenwasserstoffe. Bei einer Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung kein organisches oder siliciumorganisches Polymer. Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung keinen Kohlenstoff in der Diamantmodifikation.Preferably comprises the light-protective coating according to the invention no inorganic compounds except elemental carbon, especially except graphite. Preferably, the inventive Sunscreen coating less than 1 wt .-%, more preferably less as 0.01 wt .-%, most preferably no oxides, hydroxides and / or Oxide hydrates of the elements Si, Sn, Ti, B, In, Zr, Al, B and Ce, based on the total weight of the sunscreen coating. Preferably contains the sunscreen coating according to the invention no metal chelate complexes. Preferably, the inventive Sunscreen coating no organic absorbents. Preferably contains the sunscreen coating according to the invention no organosilicon compounds, such as tetramethylsilane, Tetramethyldisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, tetramethoxysilane or other silanes or siloxanes. In one embodiment contains the sunscreen coating according to the invention no hydrocarbons. In one embodiment the sunscreen coating according to the invention no organic or organosilicon polymer. Preferably contains the light-protective coating of the invention no Carbon in the diamond modification.

Erfindungsgemäß können Substrate, welche eine Kunststoffschicht aufweisen oder Kunststoffsubstrate mit der erfindungsgemäßen Lichtschutzbeschichtung beschichtet sein. Bei den Kunststoffsubstraten oder der Kunststoffschicht handelt es sich vorzugsweise um Polycarbonate, Polyacrylate, insbesondere PMMA, oder Polyterephthalate.According to the invention Substrates comprising a plastic layer or plastic substrates with the light-protective coating according to the invention be coated. For the plastic substrates or the plastic layer they are preferably polycarbonates, polyacrylates, in particular PMMA, or polyterephthalate.

Die Lichtschutzbeschichtung kann zur Beschichtung von Brillengläsern, Folien, Behältern und/oder Kunststoffverglasungen verwendet werden. Beispielsweise kann die Lichtschutzbeschichtung bei Sonnenbrillen oder Arbeitsschutzbrillen eingesetzt werden. Insbesondere für Folien und/oder Behälter im Lebensmittelbereich ist die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung geeignet. Ferner kann die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung auf Kunststoffverglasungen im Baubereich, beispielsweise Gewächshäuser oder Vordächer, aufgebracht werden. Durch die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung können auch Kunststoffe, die eine geringe UV-Stabilität aufweisen, stabilisiert werden bzw. eine Langzeitstabilität gegenüber UV-Licht erhalten. Dies betrifft insbesondere Kunststoffe ohne UV-Stabilisatoren. Die Lichtschutzbeschichtung kann so verwendet werden, dass die Lichtschutzbeschichtung nur auf der Seite eines Kunststoffsubstrates oder einer Kunststoffschicht angeordnet ist, die der Sonne oder einer anderen UV-Quelle zugewandt ist.The Sunscreen coating can be used to coat spectacle lenses, Foils, containers and / or plastic glazings used become. For example, the sunscreen coating in sunglasses or safety goggles are used. Especially for Foils and / or containers in the food sector is the Sunscreen coating according to the invention suitable. Furthermore, the light-protective coating according to the invention on plastic glazings in the construction sector, such as greenhouses or canopies, be applied. By the invention Sunscreen coating can also use a plastic have low UV stability, be stabilized or obtained a long-term stability to UV light. This applies in particular to plastics without UV stabilizers. The Sunscreen coating can be used so that the sunscreen coating only on the side of a plastic substrate or a plastic layer arranged facing the sun or another UV source is.

Die Lichtschutzbeschichtung kann auf den Substraten mit Kunststoffbeschichtung oder auf Kunststoffsubstraten direkt aufgebracht werden. Eine Zwieschenschicht ist nicht notwendig.The Sunscreen coating may be on the substrates with plastic coating or applied directly to plastic substrates. An interlude is not necessary.

Die Lichtschutzbeschichtung kann insbesondere zur Beschichtung von Sonnenbrillen, bei UV-Arbeitsschutzbrillen und/oder Brillen für Schweißarbeiten eingesetzt werden.The Sunscreen coating can be used in particular for the coating of sunglasses, for UV safety goggles and / or glasses for welding work be used.

Figuren:Characters:

1 zeigt eine Photographie einer unbeschichteten Polycarbonatprobe und 5 weiterer Polycarbonatproben (1 bis 5), welche unter verschiedenen Prozessbedingungen mit der erfindungsgemäßen Lichtschutzbeschichtung, wie in Tabelle 1 angegeben, beschichtet wurden. 1 shows a photograph of an uncoated polycarbonate sample and 5 other polycarbonate samples (1 to 5), which were coated under various process conditions with the light-shielding coating according to the invention, as shown in Table 1.

2 zeigt ein UV/VIS-Transmissionsspektrum einer unbeschichteten Polycarbonatprobe, einer unbeschichteten PMMA-Probe und 5 weiterer Polycarbonatproben, welche unter verschiedenen Prozessbedingungen mit der erfindungsgemäßen Lichtschutzbeschichtung, wie in Tabelle 1 angegeben, beschichtet wurden. 2 shows a UV / VIS transmission spectrum of an uncoated polycarbonate sample, an uncoated PMMA sample and 5 other polycarbonate samples which were coated under various process conditions with the light-shielding coating according to the invention, as indicated in Table 1.

3 zeigt Absorptionsspektren einer unbehandelten PMMA-Probe und 3 weiterer PMMA-Proben, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Reaktivgasatmosphäre aus reinem Erdgas (CH₄), 50 mol-% Erdgas (CH₄)/50 mol-% Sauerstoff oder 50 mol-% Erdgas/50 mol-% Argon, bezogen auf die Gesamtmenge an Reaktivgas, beschichtet wurden. 3 shows absorption spectra of an untreated PMMA sample and 3 further PMMA samples, which were produced by the process according to the invention in a reactive gas atmosphere of pure natural gas (CH ₄ ), 50 mol% natural gas (CH ₄ ) / 50 mol% oxygen or 50 mol% Natural gas / 50 mol% argon, based on the total amount of reactive gas, were coated.

4 zeigt Absorptionsspektren von Glas, PMMA (Plexiglas) und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten PMMA. 4 shows absorption spectra of glass, PMMA (Plexiglas) and coated with the inventive method PMMA.

5 zeigt FTIR-Spektren von Graphit im Vergleich mit der Beschichtung, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einer Glasplatte (Kalk-Natronglas) abgeschieden wurde (= beschichtete Glasplatte). 5 shows FTIR spectra of graphite compared with the coating, which was deposited according to the inventive method on a glass plate (soda-lime glass) (= coated glass plate).

6 zeigt FTIR-Spektren von Graphit im Vergleich mit der Beschichtung, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem Objektträgerblech in der Prozesskammer abgeschieden wurde. 6 shows FTIR spectra of graphite compared with the coating deposited on a slide tray in the process chamber when performing the method of the invention.

7A zeigt das EDX-Spektrum einer unbehandelten Glasprobe. 7A shows the EDX spectrum of an untreated glass sample.

7B zeigt das EDX-Spektrum einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Glasprobe, wobei anstelle eines Kunststoffsubstrates ein Glassubstrat verwendet wurde. 7B shows the EDX spectrum of a glass sample treated according to the method of the invention using a glass substrate instead of a plastic substrate.

8 zeigt eine Photographie einer unbeschichteten PMMA-Probe (ganz links), einer mit einer im Erdgasplasma bei einer Frequenz von 13,65 MHz behandelten PMMA-Probe (Mitte) und einer mit einer im Erdgasplasma bei einer Frequenz von 40 kHz behandelten PMMA-Probe (rechts). 8th 1 shows a photograph of an uncoated PMMA sample (far left), a PMMA sample treated in the natural gas plasma at a frequency of 13.65 MHz (center) and a PMMA sample treated in natural gas plasma at a frequency of 40 kHz ( right).

Die vorliegende Anmeldung soll durch die nachfolgenden Beispiele erläutert, jedoch in keiner Weise beschränkt werden.The The present application is explained by the following examples, however, in no way be limited.

BeispieleExamples

Beispiel 1example 1

Transparentes Probenmaterial (10 cm × 4 cm × 5 mm) aus verschiedenen Kunststoffen oder Glas wurden auf einem Substratträger aus Edelstahl plaziert und in die Prozesskammer der Plasmabeschichtungsvorrichtung Tetra 30 LF PC der Fa. Diener electronic eingeschoben. Diese Plasmabeschichtungsvorrichtung weist 4 Behandlungsebenen auf, wobei die der Plasmaelektrode am nächsten liegenden Behandlungsebene gewählt wurde, welche in einem Abstand von 5 cm von der Plasmaelektrode angeordnet ist. Nach dem Schließen der Tür wurde die Prozesskammer mit Hilfe einer trocken laufenden Vakuumpumpe auf einen Abpumpdruck von 0,2 mbar evakuiert. Nach Erreichen des Enddrucks wurde das Reaktivgas eingeleitet.transparent Sample material (10 cm × 4 cm × 5 mm) of different Plastics or glass were on a substrate carrier made of stainless steel and placed in the process chamber of the plasma coating apparatus Tetra 30 LF PC from Diener electronic inserted. This plasma coating device has 4 treatment levels, with the plasma at the next level of treatment was chosen, which are arranged at a distance of 5 cm from the plasma electrode is. After closing the door became the process chamber with the aid of a dry running vacuum pump to an evacuation pressure of Evacuated 0.2 mbar. After reaching the final pressure, the reactive gas initiated.

Zur Erzeugung der Lichtschutzbeschichtung wurde als Reaktivgas Erdgas verwendet, welches zum größten Teil aus Methan bestand (CH₄ = 97,67 mol-%, C₂H₆ = 0,96 mol-%, N₂ = 0,85 mol-%, C₃H₈ = 0,29 mol-%, CO₂ = 0,10 mol-%, i-C₄H₁₀ = 0,05 mol-%, n-C₄H₁₀ = 0,05 mol-%, i-C₅H₁₂ = 0,01 mol-%, n-C₅H₁₂ = 0,01 mol-%, C₆H₁₄ = 0,01 mol-%, O₂ = weniger als 0,01 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge Erdgas).Natural gas was used as the reactive gas for producing the light protective coating, which consisted for the most part of methane (CH ₄ = 97.67 mol%, C ₂ H ₆ = 0.96 mol%, N ₂ = 0.85 mol%, C ₃ H ₈ = 0.29 mol%, CO ₂ = 0.10 mol%, iC ₄ H ₁₀ = 0.05 mol%, nC ₄ H ₁₀ = 0.05 mol%, iC ₅ H ₁₂ = 0.01 mol%, nC ₅ H ₁₂ = 0.01 mol%, C ₆ H ₁₄ = 0.01 mol%, O ₂ = less than 0.01 mol%, based on the total amount of natural gas) ,

Mit Hilfe des zuströmenden Reaktivgases wurde in der Prozesskammer ein Solldruck von 0,5 mbar erzeugt, indem das Gas kontrolliert über einen Massenflow-Controller, der in einem Regelbereich von 1 bis 200 sccm computergesteuert geregelt werden kann, zudosiert wurde. Der Gasfluß betrug 25 sccm.With Help of the incoming reactive gas was in the process chamber a target pressure of 0.5 mbar is generated by controlling the gas over a mass flow controller operating within a range of 1 to 200 sccm can be controlled by computer, was dosed. The gas flow was 25 sccm.

Dem Plasmaprozeß wurde kontinuierlich frisches Reaktivgas zugeführt und verunreinigtes Gas abgesaugt. Der eigentliche Behandlungsprozeß wurde mit dem Einkoppeln des elektromagnetischen Feldes und der Ionisation des Reaktivgases zu einem Plasma gestartet. Die Plasmaanregung erfolgte mit einer Frequenz von 40 kHz bei einer Generatorleistung von 1000 Watt. Die Plasmabehandlung wurde 30 min durchgeführt.the Plasma process was continuously fed fresh reactive gas and sucked off polluted gas. The actual treatment process was with the coupling of the electromagnetic field and the ionization of the reactive gas to a plasma started. The plasma excitation took place with a frequency of 40 kHz with a generator power of 1000 Watt. The plasma treatment was carried out for 30 minutes.

Bei der Plasmabeschichtungsvorrichtung Tetra 30 LF PC der Fa. Diener liegt die Elektrode innerhalb der Prozesskammer, so daß das Behandlungsgut dem Plasma direkt ausgesetzt wurde. D. h. alle der Elektrode zugewandten Seiten wurden mit dem Plasma und damit den reaktiven Ionen, Radikalen und Elektronen des Reaktivgases ausgesetzt.In the plasma coating apparatus Tetra 30 LF PC Fa. Diener, the electrode is located within the process chamber, so that the material to be treated was exposed directly to the plasma. Ie. all the sides facing the electrode were filled with the plasma and thus with the reactive ions, radicals and electrons of the Exposed to reactive gases.

Nach dem Abschalten des 40 kHz-Generators wurde die Plasmabehandlung und damit alle chemischen und physikalischen Prozesse beendet. Die Prozesskammer wurde mit dem Reaktivgas 10 Sekunden gespült. Nach der einminütigen Belüftung der Prozesskammer wurde über ein Magnetventil die Prozesskammer mit Umgebungsluft belüftet und die behandelten Proben entnommen.To switching off the 40 kHz generator was the plasma treatment and thus all chemical and physical processes finished. The Process chamber was rinsed with the reactive gas for 10 seconds. After the one-minute ventilation of the process chamber The process chamber was equipped with ambient air via a solenoid valve vented and removed the treated samples.

Während des gesamten Prozesses wurde online der Ist-Druck, Ist-Fluß, Ist-Leistung und Ist-Temperatur aufgezeichnet und nach Beendigung der Behandlung im Archiv gespeichert.While the whole process online became the actual pressure, actual flow, Actual performance and actual temperature recorded and after completion the treatment is stored in the archive.

Beispiel 2Example 2

Beispiel 2 wurde wie Beispiel 1 durchgeführt. Bei den Polycarbonatproben wurden die Plasmaparameter wie z. B. Soll-Druck, Generatorleistung, Gasfluss, und Behandlungsdauer variiert. Der Abstand des Probenblechs zur Plasmaelektrode betrug 5 cm wie in Beispiel 1. Ebenso war das Reaktivgas (Erdgas) identisch. Die Fließgeschwindigkeit des Reaktivgases wurde auf 9 sccm bzw. 19 sccm eingestellt. Die Generatorleistung betrug 25 bzw. 100% bei 1000 Watt Maximalleistung. Der Soll-Druck wurde in der Prozesskammer auf einen Bereich von 0,3 bzw. 0,5 mbar eingestellt. Die Proben wurden dem Plasma 10 bis 30 Minuten direkt ausgesetzt. Tabelle 1 zeigt die verschiedenen verwendeten Plasmaparameter für die behandelten Proben 1 bis 5. Tabelle 1 Polycarbonat Leistung in % von 1000 Watt Zeit in Minuten Druck in mbar Gasfluß [sccm] unbehandelt Probe 1 25 10 0,5 19 Probe 2 100 10 0,5 19 Probe 3 100 10 0,3 9 Probe 4 100 15 0,5 19 Probe 5 100 30 0,5 19 Example 2 was carried out as Example 1. In the polycarbonate samples, the plasma parameters such. B. target pressure, generator power, gas flow, and treatment time varies. The distance of the sample plate to the plasma electrode was 5 cm as in Example 1. Likewise, the reactive gas (natural gas) was identical. The flow rate of the reactive gas was adjusted to 9 sccm and 19 sccm, respectively. The generator power was 25 or 100% at 1000 watts maximum power. The target pressure was set in the process chamber to a range of 0.3 and 0.5 mbar. The samples were exposed directly to the plasma for 10 to 30 minutes. Table 1 shows the various plasma parameters used for the treated samples 1 to 5. Table 1 polycarbonate Power in% of 1000 watts Time in minutes Pressure in mbar Gas flow [sccm] untreated Sample 1 25 10 0.5 19 Sample 2 100 10 0.5 19 Sample 3 100 10 0.3 9 Sample 4 100 15 0.5 19 Sample 5 100 30 0.5 19

1 zeigt eine unbehandelte Polycarbonatprobe sowie die mit der erfindungsgemäßen Lichtschutzbeschichtung beschichteten Polycarbonatproben 1 bis 5. Abhängig von der Veränderung der Plasmaparameter war eine unterschiedliche Intensität der Lichtschutzbeschichtung zu beobachten. Die Farbe des Plasmas war rötlich violett. 1 shows an untreated polycarbonate sample and coated with the light-protective coating according to the invention polycarbonate samples 1 to 5. Depending on the change in the plasma parameters, a different intensity of the light-shielding coating was observed. The color of the plasma was reddish purple.

2 zeigt die Transmissionspektren der behandelten bzw. unbehandelten Proben. Zusätzlich zu den Polycarbonatproben wurde auch noch eine unbeschichtete PMMA-Probe vermessen. Während die unbehandelte Plexiglasprobe (PMMA) die UV-Strahlung bis zu einem Bereich von ca. 370 nm durchläßt, absorbieren die Polycarbonatproben bereits im unbehandelten Zustand Teile der UV-Strahlung. Durch die zusätzliche Lichtschutzbeschichtung wurde jedoch auch das kurzwellige sichtbare Licht wirkungsvoll absorbiert, was deutlich bei der Probe 5 sichtbar ist. 2 shows the transmission spectra of the treated and untreated samples, respectively. In addition to the polycarbonate samples, an uncoated PMMA sample was also measured. While the untreated Plexiglasprobe (PMMA) transmits the UV radiation to a range of about 370 nm, absorb the polycarbonate samples in the untreated state, parts of the UV radiation. However, the additional light-shielding coating also effectively absorbed the short-wavelength visible light, which is clearly visible in sample 5.

Beispiel 3Example 3

Beispiel 3 wurde analog zu Beispiel 1 durchgeführt. Es wurden jedoch unterschiedliche Reaktivgase (CH₄; 50-mol-% CH₄/50 mol-O₂; 50-mol -CH₄%/50 mol-% Argon bezogen auf die jeweilige Reaktivgasmenge) verwendet.Example 3 was carried out analogously to Example 1. However, there have been different reactive gases (CH _4, 50 mole% CH _4/50-mole O _2; 50 mol -CH _4% / 50 mol% argon, based on the respective reactive gas amount) is used.

Die Behandlung erfolgte bei einer Leistung von 1000 W (100%), für eine Dauer von 30 Minuten bei einem Druck von 0,35 mbar. Die Behandlung mit reinem Erdgas erzeugte eine Lichtschutzbeschichtung mit der wirkungsvollsten Absorption.The Treatment was carried out at a power of 1000 W (100%), for a duration of 30 minutes at a pressure of 0.35 mbar. The treatment with pure natural gas produced a sunscreen coating with the most effective absorption.

Auch bei einem Gasgemisch von 50% Argon und 50% Erdgas wurde eine transparente Lichtschutzbeschichtung erzeugt. Die Absorptions-Kennlinie lag jedoch weit unter reinem Erdgas. Eine Behandlung mit einem Gasgemisch von 50% Sauerstoff und 50% Erdgas zeigte ein schlechtes Absorptionsverhalten (3). Ferner verfärbte sich in Anwesenheit von Sauerstoff das PMMA von einem transparenten zu einem milchig weißen Zustand.Even with a gas mixture of 50% argon and 50% natural gas, a transparent light protection coating was produced. However, the absorption characteristic was far below pure natural gas. A treatment with a gas mixture of 50% oxygen and 50% natural gas showed a poor absorption behavior ( 3 ). Further, in the presence of oxygen, PMMA discolored from a transparent to a milky one white condition.

Beispiel 4Example 4

Das UV-/VIS-Spektrum einer Glasprobe, einer beschichteten PMMA-(Plexiglas)probe und einer gemäß Beispiel 1 beschichteten PMMA-(Plexiglas)probe wurden verglichen (vgl. 4).The UV / VIS spectrum of a glass sample, a coated PMMA (plexiglass) and a sample according to Example 1 coated PMMA (Plexiglas) sample were compared (see. 4 ).

Kurve 1 zeigt das Absorptionsspektrum von unbeschichtetem Glas. Glas läßt Strahlung im gesamten UV-A/B- Bereich und VIS-Bereich durch. Lediglich bei Wellenlängen unter 300 nm erfolgt eine Absorption von über 90%. Insbesondere längerwellige UV-Strahlung kann das Substrat ungehindert passieren. Dies gilt im wesentlichen auch für Plexiglas, welches lediglich eine schwache Absorption im Bereich von UV-A- und UV-B-Strahlung aufweist (Kurve 2). Im wesentlichen kann diese Strahlung immer noch das Substrat passieren. Nach der Lichtschutzbehandlung der PMMA-Probe mit Erdgas (Kurve 3) erfolgt ein wirkungsvoller Lichtschutz bereits bei einer Wellenlänge von 380 nm, d. h. der gesamte UV-Bereich wird wirkungsvoll absorbiert. Neben der UV-Strahlung wird zum Teil kurzwelliges sichtbares Licht durch die erfindungsgemäße Lichtschutzbeschichtung absorbiert. Der Unterschied vor und nach der Behandlung ist durch die schraffierte Fläche gekennzeichnet.Curve 1 shows the absorption spectrum of uncoated glass. Glass transmits radiation throughout the UV-A / B range and VIS range. Only at wavelengths below 300 nm is an absorption of over 90%. In particular, longer-wave UV radiation, the substrate can pass unhindered. This is also true for Plexiglas, which has only a weak absorption in the range of UV-A and UV-B radiation (curve 2 ). In essence, this radiation can still pass through the substrate. After the photoprotective treatment of the PMMA sample with natural gas (curve 3 ), an effective light protection takes place already at a wavelength of 380 nm, ie the entire UV range is effectively absorbed. In addition to the UV radiation, in part short-wave visible light is absorbed by the light-protective coating according to the invention. The difference before and after treatment is indicated by the hatched area.

Die auf das Plexiglas aufgebrachte Schicht kann durch Einsatz von Wasser bzw. durch Anlösen durch Lösungsmittel (Aceton) oder intensiver mechanischer Bearbeitung mit einem Tuch nicht entfernt werden. Die ursprünglichen bekannten mechanischen Eigenschaften des Substrates werden während des Prozesses nicht beeinflußt. Die geometrische Form des Probensubstrates bleibt aufgrund der niedrigen Behandlungstemperaturen (T unter 70°C) erhalten.The Layer applied to the Plexiglas can be achieved by using water or by solvent dissolution (acetone) or intensive mechanical processing with a cloth not removed become. The original known mechanical properties of the substrate are not affected during the process. The geometric shape of the sample substrate remains due to the low Treatment temperatures (T below 70 ° C) received.

Beispiel 5Example 5

Analog zu Beispiel 1 wurde eine Lichtschutzbeschichtung auf Glas, Polycarbonat, Polystyrol, Polyethylen und Polyethylenterephthalat aufgebracht. Analogous Example 1 was a light-protective coating on glass, polycarbonate, Polystyrene, polyethylene and polyethylene terephthalate applied.

Hierbei wurden folgende Ergebnisse erhalten: Glas: Beim Auftragen der Lichtschutzbeschichtung aus Kalk-Natron-Gläser wurde eine ähnliche Braunfärbung des Substrates wie bei den PMMA-Kunststoffproben erreicht. Die erzeugte Schicht konnte jedoch mit einem Tuch durch mechanische Bearbeitung entfernt werden. Polycarbonat: Unbehandeltes Polycarbonat absorbiert bereits UV-Strahlung. Durch das Aufbringen der Lichtschutzbeschichtung wird zusätzlich ein erweiterter Lichtschutz für kurzwelliges sichtbares Licht erreicht. Polystyrol: Durch den Plasmaprozess zur Herstellung einer Lichtschutzbeschichtung wird durch den hohen Energieeintrag des Plasmas das Polystyrol in seinen optischen, mechanischen und geometrischen Eigenschaften negativ beeinflußt. Polyethylen: Niederdruck-Polyethlyenfolien von 0,1 mm schrumpfen durch das Abdampfen von Weichmachern bei der Plasmabehandlung. Dieser Schrumpfprozeß setzt auch bei Folien über 1 mm ein. Polyethylenterephthalat: Kopierfolien aus Polyethylenterephthalat konnten mit einem sehr guten Ergebnis beschichtet werden. The following results were obtained: Glass: When applying the light protection coating of soda lime glasses a similar browning of the substrate was achieved as in the PMMA plastic samples. However, the produced layer could be removed with a cloth by mechanical processing. polycarbonate: Untreated polycarbonate already absorbs UV radiation. By applying the light protection coating, an extended light protection for short-wave visible light is additionally achieved. polystyrene: The plasma process for the production of a light protection coating, the polystyrene is negatively influenced in its optical, mechanical and geometric properties by the high energy input of the plasma. polyethylene: Low-pressure polyethylene films of 0.1 mm shrink by evaporation of plasticizers in the plasma treatment. This shrinking process is also used for films over 1 mm. polyethylene terephthalate: Copying films of polyethylene terephthalate could be coated with a very good result.

Beispiel 6Example 6

Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird davon ausgegangen, daß es sich bei der aufgebrachten Schicht um eine Graphitschicht handelt.Without wanting to be tied to a theory, it is assumed that the applied layer is a graphite layer is.

Die Entstehung diese Rußpartikel beruht auf folgender Reaktion: CO₂ + CH₄ → 2C + 2H₂O. The formation of these soot particles is based on the following reaction: CO ₂ + CH ₄ → 2C + 2H ₂ O.

5 zeigt den Vergleich eines FTIR-Spektrums, welches mit einer Graphitreferenz sowie einer auf einer Glasplatte abgeschiedenen erfindungsgemäßen Lichtschutzbeschichtung gemessen wurde. Das Spektrum wurde mit dem Gerät Nicolet 3080 FT-IR der Firma Thermoelectron aufgezeichnet. Das Spektrum zeigt in einem Bereich von 2000 bis 2200 cm^–1 eine kumulierte Doppelbindung. Derartige Schwingungen deuten auf Graphit hin. 5 shows the comparison of a FTIR spectrum, which was measured with a graphite reference and a deposited on a glass plate according to the invention sunscreen coating. The spectrum was recorded using the Nicolet 3080 FT-IR device from Thermoelectron. The spectrum shows a cumulative double bond in a range from 2000 to 2200 cm ^-1 . Such vibrations indicate Graphite down.

Beim Vergleich eines FTIR-Spektrums des Rückstandes des Objekträgerblechs aus der Prozesskammer mit einer Graphitreferenz wiesen beide Kurven über weite Bereiche ein ähnliches Verhalten auf. Insbesondere konnte bei beiden Kurven ein Doppelpeak bei 2850 bzw. 2920 cm^–1 festgestellt werden. Ebenso konnten Schultern bei 2350 cm^–1 und 1220 cm^–1 bei beiden Kurvenverläufen festgestellte werden (6).When comparing a FTIR spectrum of the residue of the Objekträgerblechs from the process chamber with a graphite reference both curves showed a similar behavior over wide areas. In particular, a double peak at 2850 and 2920 cm ^{-1 was} found in both curves. Likewise, shoulders at 2350 cm ^-1 and 1220 cm ^{-1 could be} detected in both curves ( 6 ).

Dies beweist, daß es sich um eine sehr ähnliche chemische Zusammensetzung handeln muß.This proves that it is a very similar chemical Composition must act.

Ferner wies die Reaktorwand der Prozesskammer nach einer langanhaltenden Beschichtung mit Niederdruckplasma aus Ergas einen metallischen Glanz auf, wie es typisch für Graphit ist. Beim Vergleich einer EDX-Analyse einer unbehandelten Glasprobe und einer mit der erfindungsgemäßen Lichtschutzbeschichtung beschichteten Glasprobe wurde bei der beschichteten Glasprobe ein zusätzlicher Kohlenstoffpeak festgestellt. Die EDX-Analyse wurde mit dem Gerät Quants 200 der Firma FEI aufgezeichnet.Further showed the reactor wall of the process chamber after a long-lasting Coating with low-pressure plasma from natural gas a metallic Shine on, as is typical of graphite. When comparing an EDX analysis of an untreated glass sample and one with the coated protective coating according to the invention Glass sample became an additional in the coated glass sample Carbon peak detected. The EDX analysis was done with the device Quants 200 recorded by the company FEI.

Diese Experimente weisen deutlich auf eine Lichtschutzbeschichtung hin, welche Graphit enthält.These Experiments clearly indicate a sunscreen coating, which contains graphite.

Vergleichsversuch 7Comparative experiment 7

Analog zu Beispiel 1 wurden Versuche mit der Generatorfrequenz 13,56 MHz bzw. 40 kHz auf PMMA-Proben durchgeführt bei ansonsten gleichen Prozeßparametern (Zeit, Druck, Abstand zur Elektrode, Reaktivgas). Auf dem PMMA wurde nur bei einer Generatorfrequenz von 40 kHz, nicht jedoch bei einer Generatorfrequenz von 13,56 MHz eine Schicht abgeschieden. 8 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Probe (im Bild ganz rechts 40 kHz-Behandlung). Es ist deutlich die aufgebrachte Beschichtung sichtbar. Im Vergleich hierzu zeigt 8 in der Mitte eine mit einer Generatorfrequenz von 13,56 MHz behandelte PMMA-Probe sowie eine unbehandelte PMMA-Probe ganz rechts in 8, welche beide keine Beschichtung aufweisen.Analogous to Example 1, experiments with the generator frequency 13.56 MHz or 40 kHz were carried out on PMMA samples with otherwise identical process parameters (time, pressure, distance to the electrode, reactive gas). On the PMMA, a layer was deposited only at a generator frequency of 40 kHz, but not at a generator frequency of 13.56 MHz. 8th shows a sample treated by the method according to the invention (in the picture far right 40 kHz treatment). It is clearly visible the applied coating. In comparison shows 8th in the middle a PMMA sample treated with a generator frequency of 13.56 MHz as well as an untreated PMMA sample rightmost in 8th which both have no coating.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß überraschenderweise beim Einsatz einer Generatorfrequenz im kHz-Bereich, insbesondere 40 kHz, ohne Veränderung der Substrateigenschaften eine mechanisch stabile Lichtschutzbesichtung erzeugt werden kann, welche im UV-Bereich und im kurzwelligen sichtbaren Lichtbereich Strahlung absorbiert. Insbesondere die Generatorfrequenz von 40 kHz ermöglicht das Einbringen von mehreren Elektroden in eine Prozesskammer, so daß die Anzahl der zu behandelten Produkte pro Batchbetrieb enorm gesteigert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, das Aufbringen einer vollständigen UV-Schutzschicht oder einer UV-Schutzschicht, die einen vollständigen Schutz gegenüber UV-Licht bewirkt. Der Einsatz des preisgünstigen Erdgases ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der UV-Schutzbeschichtung. Ferner entstehen bei diesem Prozeß keine Abfälle. Durch die Vakuumanlagentechnik wird auch das Substrat thermisch geschont. Das Verfahren benötigt ferner auch keine giftigen UV-absorbierenden Verbindungen.In summary can be found that, surprisingly when using a generator frequency in the kHz range, in particular 40 kHz, without changing the substrate properties mechanically stable sunscreen can be generated, which in the UV range and in the short-wave visible light range radiation absorbed. In particular, the generator frequency of 40 kHz allows the introduction of several electrodes in a process chamber, so that the number of products to be treated per batch operation can be increased enormously. The invention Procedure allows the application of a complete UV protective coating or a UV protective coating that provides a complete Protection against UV light causes. The use of the low-priced Natural gas enables cost-effective production the UV protective coating. Furthermore arise in this process no Waste. The vacuum system technology also becomes the substrate thermally protected. The method also requires no toxic UV-absorbing compounds.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19740097 A1 [0006]
- DE 10356823 [0008]
- DE 10153760 [0009]
- EP 1082181 B1 [0011]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- DIN 53461 [0025]

Claims

Process for coating surfaces with a sunscreen coating, comprising the following steps: a) Providing a plastic substrate or a plastic layer having substrate, and b) subjecting at least one Partial surface of the plastic substrate or the plastic layer a plasma treatment in the presence of a reactive gas, in which the reactive gas comprises at least one alkane and wherein the plasma excited at a frequency in a range of 20 to 450 kHz becomes.

The method of claim 1, wherein the plastic substrate is transparent.

The method of claim 1 or 2, wherein the plastic substrate Polycarbonate, polyacrylate, and / or polyterephthalate.

The method of claim 1, 2 or 3, wherein the alkane is a C ₁ to C ₆ alkane or a mixture thereof.

Method according to one of the preceding claims, wherein the alkane is selected from the group consisting of methane, ethane, propane, n-butane, n-pentane, n-hexane, iso-butane, iso-pentane, neo-pentane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane, and mixtures thereof is.

Method according to one of the preceding claims, wherein the plasma treatment in step b) in a pressure range of 0.01 to 1 mbar is performed.

Method according to one of the preceding claims, wherein the plasma treatment in step b) at a power of 10 to 1000 watts is performed.

Method according to one of the preceding claims, wherein the plasma treatment in step b) for 1 to 360 min is performed.

Method according to one of the preceding claims, wherein the plasma treatment in step b) with a DC plasma he follows.

Sunscreen coating, producible according to a the method according to any one of claims 1 to 9.

A sunscreen coating according to claim 10, wherein this is carbonaceous.

Sunscreen coating according to claim 10 or 11, which includes elemental carbon.

Sunscreen coating according to one of the claims 10 to 12, which comprises graphite.

Sunscreen coating according to one of the claims 10 to 13, which light with a wavelength of one Absorbed range of 280 to 500 nm.

Substrate having a plastic layer, or plastic substrate, wherein at least a part of the plastic surface a sunscreen coating according to any one of the claims 10 to 14 has.

Use of the light protection coating after one of claims 10 to 14 in spectacle lenses, films and / or containers and / or plastic glass surfaces.