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DE102008029681A1 - Method and device for applying a layer, in particular a self-cleaning and / or antimicrobial photocatalytic layer, to a surface - Google Patents

Method and device for applying a layer, in particular a self-cleaning and / or antimicrobial photocatalytic layer, to a surface Download PDF

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DE102008029681A1
DE102008029681A1 DE102008029681A DE102008029681A DE102008029681A1 DE 102008029681 A1 DE102008029681 A1 DE 102008029681A1 DE 102008029681 A DE102008029681 A DE 102008029681A DE 102008029681 A DE102008029681 A DE 102008029681A DE 102008029681 A1 DE102008029681 A1 DE 102008029681A1
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DE
Germany
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precursor material
plasma jet
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Withdrawn
Application number
DE102008029681A
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German (de)
Inventor
Christian Buske
Alexander Knospe
Thomas Dipl.-Ing. Beer
Kay Fehling
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PLASMA TREAT GmbH
Original Assignee
PLASMA TREAT GmbH
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Publication date
Application filed by PLASMA TREAT GmbH filed Critical PLASMA TREAT GmbH
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Priority to DE112009001544T priority patent/DE112009001544A5/en
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/42—Plasma torches using an arc with provisions for introducing materials into the plasma, e.g. powder, liquid

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer selbstreinigenden Schicht, insbesondere einer selbstreinigend und/oder antimikrobiell wirkenden photokatalytischen Schicht, auf eine Oberfläche, bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl durch elektrische Entladung in einem Arbeitsgas erzeugt wird und bei dem ein Precursormaterial getrennt vom Arbeitsgas eingebracht wird, wobei das Precursormaterial als Aerosol direkt in den Plasmastrahl eingebracht wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum atmosphärischen Plasmaauftrag einer Schicht auf eine Oberfläche, mit einer Plasmaquelle (2) zum Erzeugen eines Plasmastrahls (26) und mit einer Mischvorrichtung (3, 3', 3''), die das Einbringen eines Precursormaterials als Aerosol (34) direkt in den Plasmastrahl vorsieht.The invention relates to a method for applying a self-cleaning layer, in particular a self-cleaning and / or antimicrobial photocatalytic layer, to a surface in which an atmospheric plasma jet is generated by electrical discharge in a working gas and in which a precursor material is introduced separately from the working gas, wherein the precursor material is introduced as an aerosol directly into the plasma jet. The invention also relates to a device for atmospheric plasma deposition of a layer on a surface, with a plasma source (2) for generating a plasma jet (26) and with a mixing device (3, 3 ', 3' '), which introduces a precursor material as an aerosol (34) directly into the plasma jet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Schicht, insbesondere einer selbstreinigend und/oder antimikrobiell wirkenden photokatalytischen Schicht, auf eine Oberfläche, bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl durch elektrische Entladung in einem Arbeitsgas erzeugt wird und bei dem ein Precursormaterial getrennt vom Arbeitsgas eingebracht wird, wobei das Precursormaterial als Aerosol direkt in den Plasmastrahl eingebracht wird.The The invention relates to a method and a device for applying a layer, in particular a self-cleaning and / or antimicrobial acting photocatalytic layer, on a surface in which an atmospheric plasma jet by electrical discharge is generated in a working gas and in which a precursor material separated is introduced from the working gas, wherein the precursor material as Aerosol is introduced directly into the plasma jet.

Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung eines atmosphärischen Plasmastrahls, d. h. eines Plasmastrahls mit einem Umgebungsdruck, der in der Größenordnung des Atmosphärendrucks liegt, ist aus EP 1 335 641 A1 bekannt. Hierzu wird ein Arbeitsgas, vor allem Luft, Stickstoff, Formiergas (Mischung aus Stickstoff und Wasserstoff) oder ein Edelgas, insbesondere Argon oder Helium, durch einen Kanal geleitet, in dem durch Hochspannung ein Plasmastrahl über eine elektrische Entladung, d. h. eine Koronaentladung und/oder eine Bogenentladung, erzeugt wird.A method and an apparatus for producing an atmospheric plasma jet, ie a plasma jet with an ambient pressure which is of the order of magnitude of the atmospheric pressure, is lacking EP 1 335 641 A1 known. For this purpose, a working gas, especially air, nitrogen, forming gas (mixture of nitrogen and hydrogen) or a noble gas, in particular argon or helium, passed through a channel in which by high voltage a plasma jet via an electrical discharge, ie a corona discharge and / or an arc discharge is generated.

Bei Beschichtungsverfahren mittels eines atmosphärischen Plasmastrahles wird vorzugsweise der Effekt der Plasmapolymerisation genutzt, wie sie in EP 1 230 414 B1 offenbart ist. Bei dieser Methode wird ein Precursormaterial in flüssiger Form direkt in den Plasmastrahl eingebracht, dort chemisch und/oder elektronisch angeregt, so dass vor, bei oder nach der Abscheidung des angeregten Precursors auf eine Oberfläche eine Polymerisation des Precursors einsetzt.In the case of coating processes using an atmospheric plasma jet, it is preferable to use the effect of the plasma polymerization, as described in US Pat EP 1 230 414 B1 is disclosed. In this method, a precursor material is introduced in liquid form directly into the plasma jet, there excited chemically and / or electronically, so that before, during or after the deposition of the excited precursor to a surface polymerization of the precursor begins.

Funktionalisierte Oberflächen, beispielsweise antimikrobiell wirkende Oberflächen, erfordern oft den Einsatz metall- oder halbmetallorganischer Precursoren. Diese Precursoren weisen oft eine hohe Hydrolyseempfindlichkeit auf, das heißt sie reagieren chemisch mit vorhandenem Wasser, bevor sie an den Ort des beabsichtigten Prozesses gelangt sind. Dies kann ihre Anwendbarkeit als Precursor einschränken oder sogar verhindern.functionalized Surfaces, for example antimicrobial surfaces, often require the use of metal or semimetal organic precursors. These precursors often have a high sensitivity to hydrolysis that is, they react chemically with existing water, before they get to the location of the intended process. This may limit its applicability as a precursor or even prevent.

Ferner sind diese Precursoren oft oxidationsempfindlich, das heißt sie reagieren mit dem Sauerstoff der Luft. Dies führt zu unerwünschten festen Reaktionsprodukten des Precursermaterials und so ebenfalls zu einer Einschränkung oder Verhinderung ihrer Anwendbarkeit.Further These precursors are often sensitive to oxidation, that is they react with the oxygen of the air. this leads to undesirable solid reaction products of the precursor material and so too to restrict or prevent their Applicability.

Bei herkömmlichen Plasmabeschichtungs- und Plasmapolymerisationsverfahren, bei denen metall- oder halbmetallorganische Precursoren verwendet werden, erfolgt die Abscheidung des Materials auf dem zu beschichtenden Werkstück daher unter Vakuum oder zumindest bei einem gegenüber dem Atmosphärendruck stark verminderten Druck in einer trockenen Umgebung, um die Oxidation und Verklumpung der Precursoren zu reduzieren bzw. zu verhindern.at conventional plasma coating and plasma polymerization processes, where metal or semi-metal organic precursors used be, the deposition of the material takes place on the to be coated Workpiece therefore under vacuum or at least one opposite the atmospheric pressure greatly reduced pressure in a dry Environment to reduce the oxidation and clumping of precursors or to prevent.

Im Hinblick auf eine kostengünstige Beschichtung von Massenprodukten wäre ein Verfahren wünschenswert, das die bekannten Vorteile des Plasmabeschichtungs- und Plasmapolymerisationsverfahrens aufweist, dabei jedoch unter Atmosphärendruck durchgeführt werden kann.in the With regard to a cost-effective coating of mass products would be desirable a method that the known Advantages of the plasma coating and plasma polymerization process but carried out under atmospheric pressure can be.

Das in EP 1 230 414 B1 offenbarte Verfahren zur Plasmabeschichtung und Plasmapolymerisation, das einen Betrieb unter Atmosphärendruck ermöglicht, hat den Nachteil, dass das Precursormaterial vor der Einbringung in den Plasmstrahl verdampft werden muss. Dies schränkt das Verfahren auf die Verwendung von Precursoren ein, deren Siedepunkte unter 230°C liegen, da eine höhere Verdampfungstemperatur zur Zersetzung des Precursors führen kann. Weiterhin ist die Lanze zur Precursorzufuhr der in der EP 1 230 414 B1 offenbarten Vorrichtung dauerhaft geöffnet, so dass Feuchtigkeit und Sauerstoff eindringen können.This in EP 1 230 414 B1 The disclosed processes for plasma coating and plasma polymerization, which enables operation under atmospheric pressure, has the disadvantage that the precursor material must be evaporated before being introduced into the plasma jet. This restricts the process to the use of precursors whose boiling points are below 230 ° C, since a higher evaporation temperature can lead to the decomposition of the precursor. Furthermore, the lance for Precursorzufuhr in the EP 1 230 414 B1 revealed device permanently open so that moisture and oxygen can penetrate.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen das Aufbringen einer Schicht auf eine Oberfläche verbessert wird.Of the The present invention is therefore based on the technical problem to provide a method and a device with which the application a layer on a surface is improved.

Dieses technische Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This technical problem is inventively a method with the features of claim 1 solved. Further advantageous embodiments are in the subclaims specified.

Dadurch, dass ein atmosphärischer Plasmastrahl durch elektrische Entladung in einem Arbeitsgas erzeugt und das Precursormaterial vom Arbeitsgas getrennt als Aerosol direkt in den Plasmastrahl eingebracht wird, können unerwünschte chemische Reaktionen des Precursormaterials vor Eintritt in den Plasmastrahl wirkungsvoll verhindert werden.Thereby, that an atmospheric plasma jet by electric Discharge generated in a working gas and the precursor material separated from the working gas as an aerosol introduced directly into the plasma jet can, can unwanted chemical reactions of the precursor material before entering the plasma jet effectively be prevented.

Das Verfahren ist besonders geeignet für die Verwendung eines Precursors, der hochsiedend, feuchtigkeits- und/oder oxidationsempfindlich ist. Oxidations- und Feuchtigkeitsempfindlichkeit bezeichnet hier die Eigenschaft des Precursors, teilweise oxidiert zu werden bzw. zu hydrolysieren, bevor der Precursor an den Ort des beabsichtigten Prozesses gelangt ist.The Method is particularly suitable for the use of a Precursors, the high-boiling, moisture and / or oxidation sensitive is. Oxidation and moisture sensitivity is referred to here the property of the precursor to be partially oxidized or to hydrolyze before the precursor to the site of the intended Process has arrived.

Hochsiedend bezeichnet hier Precursoren, deren Siedetemperaturen so hoch liegen, dass ein Einbringen des Precursors in den Plasmastrahl durch Verdampfen ohne Zersetzung des Precursors nur bedingt oder nicht möglich ist.high boiling here denotes precursors whose boiling temperatures are so high that introduction of the precursor into the plasma jet by evaporation without decomposition of the precursor only conditionally or not possible is.

Das beschriebene Verfahren hat demnach den Vorteil, eine Verdampfung des Precursors zu vermeiden und durch eine Zerstäubung zu ersetzen, so dass ein flüssiger Precursor nicht erhitzt werden muss. Durch das unmittelbare Einbringen des Aerosols in den Plasmastrahl wird außerdem die Kontaktzeit mit Luftsauerstoff und Luftfeuchtigkeit verringert und somit Oxidations- und Hydrolyseprozesse wirkungsvoll unterbunden.The described method thus has the advantage of evaporation of the precursor and by atomization replace so that a liquid precursor is not heated must become. By the direct introduction of the aerosol into the Plasma jet will also be the contact time with atmospheric oxygen and reduces humidity and thus oxidation and hydrolysis processes effectively prevented.

Weiterhin hat das beschriebene Verfahren den Vorteil, dass durch die große Oberfläche des als Aerosol eingebrachten Precursormaterials die Energie des Plasmastrahls gleichmäßig auf das Precursormaterial übertragen wird. Dadurch, dass die vom Plasmastrahl auf das Precursormaterial übertragene Energie zunächst für die Verdampfung der Aerosolpartikel aufgewendet wird, ist außerdem die zur Anregung des Precursors zur Verfügung stehende Energie geringer. Dies führt zu milderen Bedingungen, insbesondere für die Plasmapolymerisation. So wird das Precursormaterial durch die milderen Bedingungen im Plasmastrahl schwächer fragmentiert, das heißt ein größerer Anteil des Precursormaterial steht für die Schichtbildung zur Verfügung und bei gleicher Precursormenge können höhere Schichtdicken erzielt werden. Weiterhin wird ein geringerer Teil der im Precursormaterial gebundenen Kohlenstoffatome oxidiert, so dass Schichten mit höheren Kohlenstoffanteilen aufgebracht werden können.Farther the described method has the advantage that by the large Surface of the introduced as aerosol precursor material the energy of the plasma jet evenly the precursor material is transferred. Because of that energy transferred from the plasma jet to the precursor material initially for the evaporation of aerosol particles is spent, is also the excitation of the precursor available energy lower. this leads to to milder conditions, especially for plasma polymerization. Thus, the precursor material is due to the milder conditions in the Plasma jet weaker fragmented, that is a larger proportion of the precursor material stands for the layer formation available and with the same amount of precursor higher layer thicknesses can be achieved. Farther a smaller part of the carbon atoms bound in the precursor material is oxidized, so that layers with higher carbon content are applied can be.

Das Verfahren ist insbesondere geeignet für die Verwendung eines metall- oder halbmetallorganischen Precursormaterials, vorzugsweise einer titan-organischen Verbindung wie Tetraisopropylorthotitanat (Ti[OCH(CH3)2]4) oder Tetra-n-butylorthotitanat (Ti(OCH2CH2CH2CH3)4), da die so aufgebrachten Halbleiterschichten häufig eine photokatalytische Wirkung aufweisen. Durch die Einstrahlung elektromagnetischer Wellen, vorzugsweise ultravioletter Strahlung oder Strahlung aus dem sichtbaren Spektrum, wird der als Schicht aufgebrachte Halbleiter und Photokatalysator (z. B. TiOx, vorzugsweise TiO2) elektronisch angeregt und kann so Redoxprozesse an der Oberfläche der Schicht induzieren. Die dabei entstehenden Reaktionsprodukte, wie Hydroxylradikale oder Wasserstoffperoxid können Keime und andere organische Moleküle (Fette, Öle) chemisch angreifen. Somit weist die Schicht eine aktiv antimikrobielle Wirkung auf.The Method is particularly suitable for use a metal or semimetal organic precursor material, preferably a titanium organic compound such as tetraisopropyl orthotitanate (Ti [OCH (CH 3) 2] 4) or tetra-n-butyl orthotitanate (Ti (OCH 2 CH 2 CH 2 CH 3) 4), since the semiconductor layers thus applied often a have photocatalytic action. By the radiation of electromagnetic Waves, preferably ultraviolet radiation or radiation the visible spectrum, the layered semiconductor and Photocatalyst (eg TiOx, preferably TiO2) electronically excited and so can redox processes on the surface of the layer induce. The resulting reaction products, such as hydroxyl radicals or hydrogen peroxide can germs and other organic Chemically attack molecules (fats, oils). Consequently the layer has an active antimicrobial effect.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens wird durch die Verwendung eines siliziumorganischen Precursormaterials, insbesondere Hexamethyldisiloxan (HMDSO) oder Tetraethylorthosilikat (TEOS), zum Abscheiden einer siliziumorganischen Schicht erreicht, die auch als haftvermittelnde Schicht, insbesondere für eine nachfolgend aufzubringende photokatalytische Schicht, dienen kann. Der Vorteil dieses Verfahrens unter Aerosolbildung anstelle eines Verdampfens des Precursormaterials liegt darin begründet, dass das Precursormaterial nicht wie bei einem Verdampfungsvorgang in einzelnen Molekülen bzw. Molekülgruppen sondern in Tröpfchenform in den Plasmastrahl eingebracht wird. Dies führt dazu, dass die vom Plasmastrahl auf das Precursormaterial übertragene Energie zunächst zur Verdampfung des Precursors verwendet wird und die zur Anregung des Precursors zur Verfügung stehende Energie geringer ist und dadurch mildere Bedingungen für die Plasmapolymerisation herrschen. Dadurch kann der Fragmentierungsgrad der Moleküle beeinflusst werden. So ist es möglich, kohlenstoffreiche siliziumorganische Schichten abscheiden zu können.A Another advantageous embodiment of the method is characterized by the Use of an organosilicon precursor material, in particular hexamethyldisiloxane (HMDSO) or tetraethyl orthosilicate (TEOS), for depositing a achieved organosilicon layer, which also serves as an adhesion-promoting layer, in particular for a subsequently applied photocatalytic Layer, can serve. The advantage of this method with aerosol formation instead Evaporation of the precursor material is due to that the precursor material not as in an evaporation process in individual molecules or molecule groups but is introduced in droplet form in the plasma jet. This causes the transmitted from the plasma jet to the precursor material Energy first used for evaporation of the precursor is and the excitation of the precursor available standing energy is lower and thus milder conditions for the plasma polymerization prevail. This can reduce the degree of fragmentation the molecules are affected. So it is possible To be able to deposit carbon-rich organosilicon layers.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist das Einbringen des Precursormaterials mittels einer Zerstäuberdüse, insbesondere einer Zweistoffdüse, bei der ein flüssiger Precursor durch eine kleine Düsenöffnung dringt und von einem durch eine Zerstäuberdüse dringenden Zerstäubergas zerstäubt wird. Als Zerstäubergas wird vorzugsweise ein trockenes, inertes Gas, zum Beispiel Stickstoff, verwendet.A advantageous embodiment of the method is the introduction of the Precursormaterials by means of a spray nozzle, in particular a two-fluid nozzle, wherein a liquid Precursor penetrates through a small nozzle opening and from one through an atomizer nozzle Atomizer gas is atomized. As a sputtering gas is preferably a dry, inert gas, for example nitrogen, used.

Eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens ist das Einbringen des Precursormaterials mittels eines Ultraschallzerstäubers, bei dem das Precursormaterial auf eine mit hoher Frequenz schwingende Membran trifft und dadurch zerstäubt wird. Der Vorteil bei der Verwendung einer Zerstäuberdüse bzw. eines Ultraschallzerstäubers liegt in der besonders feinen und gleichmäßigen Teilchen- bzw. Tröpfchengröße im Aerosol, so dass eine schnelle und gleichmäßige Reaktion des Precursors mit dem Plasmastrahl erreicht wird.A Alternative embodiment of the method is the introduction of the Precursormaterials by means of a Ultraschallzerstäubers, wherein the precursor material is oscillating at a high frequency Membrane hits and is thereby atomized. The advantage when using a spray nozzle or a Ultraschallzerstäubers lies in the particularly fine and uniform particle or droplet size in the aerosol, allowing a fast and even Reaction of the precursor with the plasma jet is achieved.

Weiterhin liegt der Vorteil bei der Verwendung einer Zerstäuberdüse darin, dass die Düse während des Nichtgebrauchs mechanisch verschlossen und so das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff verhindert werden kann.Farther the advantage lies in the use of a spray nozzle in that the nozzle while not in use mechanically closed and so the ingress of moisture and Oxygen can be prevented.

Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung eines Ultraschallzerstäubers liegt darin, dass auf die Zufuhr eines Zerstäubergases verzichtet werden kann, was vor allem einen Roboter-gesteuerten Einsatz des Verfahrens vereinfacht Weiterhin kann die Tröpfchengröße im Aerosol, beispielsweise zur Kontrolle der Plasmapolymerisationsbedingungen, beeinflusst werden. Auch kann der Durchfluss an Precursormaterial sehr genau geregelt werden und auch die Dosierung sehr geringer Precursormengen ist möglich.One Another advantage of using a Ultraschallzerstäubers lies in the fact that on the supply of a nebulizer gas What can be dispensed with, especially a robot-controlled Use of the method simplifies Furthermore, the droplet size in the aerosol, for example for controlling the plasma polymerization conditions, to be influenced. Also, the flow of precursor material be controlled very accurately and the dosage very low Precursor quantities are possible.

Abgesehen von der Verwendung einer Zerstäuberdüse oder eines Ultraschallzerstäubers ist auch die Verwendung anderer Zerstäubervorrichtungen denkbar.apart from the use of a spray nozzle or a Ultrasonic atomizing is also the use of others Atomizer devices conceivable.

Das oben genannte technische Problem wird auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The The above technical problem is also caused by a device solved with the features of claim 10. Further advantageous Embodiments are specified in the subclaims.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zum Aufbringen einer Schicht, insbesondere einer selbstreinigend und/oder antimikrobiell wirkenden photokatalytischen Schicht auf eine Oberfläche, besteht aus einer Vorrichtung zum Erzeugen eines atmosphärischen Plasmastrahls durch elektrische Entladung in einem Arbeitsgas und einer Zufuhreinrichtung für ein Precursormaterial. Diese ist räumlich von der Zufuhreinrichtung für das Arbeitsgas getrennt und sieht einen Zerstäuber für das Einbringen des Precursormaterials als Aerosol in den Plasmastrahl vor. Ein Aerosol im Sinne der Erfindung ist ein Gemisch aus Precursormaterial und Gas, wobei die Partikelgröße, das heißt die Teilchen- bzw. Tröpfchengröße des Precursors groß gegenüber seiner Molekülgröße aber klein gegenüber der Ausdehnung des Plasmastrahls ist.A advantageous embodiment of the device for applying a Layer, in particular a self-cleaning and / or antimicrobial acting photocatalytic layer on a surface exists from a device for generating an atmospheric Plasma jet by electrical discharge in a working gas and a supply device for a precursor material. These is spatially from the feeder for the Working gas disconnected and sees an atomizer for the introduction of the precursor material as an aerosol in the plasma jet in front. An aerosol in the sense of the invention is a mixture of precursor material and gas, where the particle size, that is the particle or droplet size of the Precursors big over its molecular size but small compared to the extent of the plasma jet.

Die Vorrichtung ist im Rahmen der Erfindung nicht auf eine Zufuhreinrichtung bzw. ein Precursormaterial beschränkt, sondern kann jeweils mehrere davon aufweisen.The Device is not in the context of the invention to a feeder or a precursor material limited, but can each have several of them.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Vorrichtung wird dadurch erreicht, dass der Zerstäuber als Zerstäuberdüse oder als Ultraschallzerstäuber ausgebildet ist, da so eine besonders feine und gleichmäßige Zerstäubung erreicht wird.A particularly advantageous embodiment of the device is achieved by the atomizer as a spray nozzle or is designed as an ultrasonic atomizer, since such a very fine and uniform atomization is reached.

Der Zerstäuber kann sowohl im Bereich der Düsenöffnung, als auch strömungsabwärts der Düse angeordnet sein. Der Vorteil eines im Bereich der Düsenöffnung angeordneten Zerstäubers liegt in der stark gerichteten Einbringung des Precursormaterials in den Plasmastrahl. Der Vorteil bei einer Anordnung des Zerstäubers strömungsabwärts der Düse liegt in den noch milderen Bedingungen in dem Bereich des Plasmastrahls, in den das Precursormaterial eingebracht wird. Dadurch lässt sich beispielsweise der Kohlenstoffgehalt der aufgebrachten Schicht weiter erhöhen. Dadurch können beispielsweise Schichten hergestellt werden, die im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums absorbieren und daher den Einsatz von UV-Licht zur Aktivierung der Schicht vermeiden.Of the Atomizer can be located both in the area of the nozzle opening, and downstream of the nozzle be. The advantage of one in the area of the nozzle opening arranged atomizer is located in the highly directed Introduction of the precursor material into the plasma jet. The advantage in an arrangement of the atomizer downstream The nozzle is in the even milder conditions in the Area of the plasma jet, in which introduced the precursor material becomes. This allows, for example, the carbon content increase the applied layer further. Thereby can For example, layers are made that are in the visible range absorb the electromagnetic spectrum and therefore the use Avoid UV light to activate the coating.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigenFurther Features and advantages of the present invention will become apparent in the description an embodiment explained in more detail, with reference to the accompanying drawings. In the drawing show

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beschichtung einer Oberfläche, bei der ein Precursormaterial als Aerosol im Bereich der Düsenöffnung in den Plasmastrahl eingebracht wird, 1 a first embodiment of a device according to the invention for coating a surface, in which a precursor material is introduced as an aerosol in the region of the nozzle opening in the plasma jet,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beschichtung einer Oberfläche, bei der ein Precursormaterial mittels einer Zerstäuberdüse als Aerosol im Bereich der Düsenöffnung in den Plasmastrahl eingebracht wird und 2 a second embodiment of a device according to the invention for coating a surface, in which a precursor material is introduced by means of a spray nozzle as an aerosol in the region of the nozzle opening in the plasma jet and

3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beschichtung einer Oberfläche, bei der ein Precursormaterial mittels eines Ultraschallzerstäubers als Aerosol im Bereich der Düsenöffnung in den Plasmastrahl eingebracht wird. 3 A third embodiment of a device according to the invention for coating a surface, in which a precursor material is introduced by means of an ultrasonic atomizer as an aerosol in the region of the nozzle opening in the plasma jet.

4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beschichtung einer Oberfläche, bei der ein Precursormaterial als Aerosol stromabwärts der Düsenöffnung in den Plasmastrahl eingebracht wird. 4 A fourth embodiment of a device according to the invention for coating a surface, in which a precursor material is introduced as an aerosol downstream of the nozzle opening in the plasma jet.

Eine in 1 gezeigte Vorrichtung zur Plasmabeschichtung 1 weist eine Plasmaquelle 2 sowie eine Mischvorrichtung 3 auf. Die Plasmaquelle 2 weist ein Düsenrohr 4 aus Metall auf, das sich konisch zu einer Düsenöffnung 6 verjüngt. Am der Düsenöffnung 6 entgegengesetzten Ende weist das Düsenrohr 4 eine Dralleinrichtung 8 mit einem Einlass 10 für ein Arbeitsgas auf, beispielsweise für Stickstoff. Eine Zwischenwand 12 der Dralleinrichtung 8 weist einen Kranz von schräg in Umfangsrichtung angestellten Bohrungen 14 auf, durch die das Arbeitsgas verdrallt wird. Der stromabwärtige, konisch verjüngte Teil des Düsenrohres wird deshalb von dem Arbeitsgas in der Form eines Wirbels 16 durchströmt, dessen Kern auf der Längsachse des Düsenrohres verläuft.An in 1 shown apparatus for plasma coating 1 has a plasma source 2 and a mixing device 3 on. The plasma source 2 has a nozzle tube 4 made of metal, which tapers to a nozzle opening 6 rejuvenated. At the nozzle opening 6 opposite end has the nozzle tube 4 a twisting device 8th with an inlet 10 for a working gas, for example for nitrogen. An intermediate wall 12 the swirl device 8th has a ring of inclined in the circumferential direction employed holes 14 on, by which the working gas is twisted. The downstream, conically tapered portion of the nozzle tube is therefore of the working gas in the form of a vortex 16 flows through, the core of which runs on the longitudinal axis of the nozzle tube.

An der Unterseite der Zwischenwand 12 ist mittig eine Elektrode 18 angeordnet, die koaxial in Richtung des verjüngten Abschnittes in das Düsenrohr hineinragt. Die Elektrode 18 ist elektrisch mit der Zwischenwand 12 und den übrigen Teilen der Dralleinrichtung 8 verbunden. Die Dralleinrichtung 8 ist durch ein Keramikrohr 20 elektrisch gegen das Düsenrohr 4 isoliert. Über die Dralleinrichtung 8 wird an die Elektrode 18 eine hochfrequente Hochspannung angelegt, die von einem Transformator 22 erzeugt wird. Der Einlass 10 ist über einen nicht gezeigten Schlauch mit einer unter Druck stehenden Arbeitsgasquelle mit variablem Durchsatz verbunden. Das Düsenrohr 4 ist geerdet. Durch die angelegte Spannung wird eine Hochfrequenzentladung in der Form eines Lichtbogens 24 zwischen der Elektrode 18 und dem Düsenrohr 4 erzeugt. Der Begriff ”Lichtbogen” wird hier als phänomenologische Beschreibung der Entladung verwendet, da die Entladung in Form eines Lichtbogens auftritt. Der Begriff ”Lichtbogen” wird aber bei Gleichspannungsentladung mit im Wesentlichen konstanten Spannungswerten verstanden.At the bottom of the partition 12 is an electrode in the middle 18 arranged, which protrudes coaxially in the direction of the tapered portion in the nozzle tube. The electrode 18 is electric with the partition 12 and the remaining parts of the twisting device 8th connected. The swirl device 8th is through a ceramic tube 20 electrically against the nozzle tube 4 isolated. About the twisting device 8th gets to the electrode 18 a high frequency high voltage applied by a transformer 22 is produced. The inlet 10 is connected via a hose, not shown, with a pressurized working gas source with variable flow rate. The nozzle tube 4 is grounded. The applied voltage becomes a high-frequency discharge in the form of an arc 24 between the electrode 18 and the nozzle tube 4 generated. The term "arc" is used here as a phenomenological description of the discharge, since the discharge occurs in the form of an arc. The term "arc" is used but understood in DC discharge with substantially constant voltage values.

Aufgrund der drallförmigen Strömung des Arbeitsgases wird dieser Lichtbogen jedoch im Wirbelkern auf der Achse des Düsenrohres 4 kanalisiert, so dass er sich erst im Bereich der Düsenöffnung 6 zur Wand des Düsenrohres 4 verzweigt. Das Arbeitsgas, das im Bereich des Wirbelkerns und damit in unmittelbarer Nähe des Lichtbogens 24 mit hoher Strömungsgeschwindigkeit rotiert, kommt mit dem Lichtbogen in innige Berührung und wird dadurch zum Teil in den Plasmazustand überführt, so dass ein atmosphärischer Plasmastrahl durch die Düsenöffnung 6 aus der Plasmaquelle 2 in die im Bereich der Düsenöffnung angeordnete Mischvorrichtung 3 eintritt.Due to the swirling flow of the working gas, however, this arc is in the vortex core on the axis of the nozzle tube 4 channeled so that it is only in the area of the nozzle opening 6 to the wall of the nozzle tube 4 branched. The working gas that is in the area of the vortex core and thus in the immediate vicinity of the arc 24 rotated at high flow rate, comes into intimate contact with the arc and is thereby partially transferred to the plasma state, so that an atmospheric plasma jet through the nozzle opening 6 from the plasma source 2 in the arranged in the region of the nozzle opening mixing device 3 entry.

Die Mischvorrichtung 3 weist ein Mischrohr 28 auf, dessen Wand an einer Stelle eine Öffnung 30 aufweist, in die passgenau ein Zerstäuber 32 eingelassen ist. An den Zerstäuber 32 ist eine Precursorzufuhr 33 angeschlossen, durch die das Precursormaterial in den Zerstäuber 32 gelangt und dort zu einem Aerosol zerstäubt wird.The mixing device 3 has a mixing tube 28 on whose wall in one place an opening 30 has, in the fitting an atomizer 32 is admitted. To the atomizer 32 is a precursor feed 33 connected by the precursor material in the atomizer 32 passes and is atomized there to form an aerosol.

Das aus dem Zerstäuber 32 als Aerosol 34 austretende Precursormaterial gelangt unmittelbar in den Plasmastrahl 26. Daher ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass das Precursormaterial vor Eintritt in den Plasmastrahl 26 oxidiert bzw. sich mit Wasser anreichert. Die Aerosol-Partikel werden danach im Plasmastrahl 26 teilweise ionisiert und mit dem Plasmastrahl 26 aus dem Mischrohr 28 durch die Auslassöffnung 36 transportiert. Die Aerosolpartikel gelangen mit dem Plasmastrahl auf die Oberfläche, poly- oder oligomerisieren ggf. und bilden eine Schicht B aus. Bei Verwendung eines titanorganischen Precursors bildet sich beispielsweise eine TiOx-Schicht aus mit einer Struktur, die photokatalytische und antimikrobielle Eigenschaften hat. Optional kann eine abschließende Wärmebehandlung im Ofen oder eine weitere Plasma- bzw. Plasmastrahlbehandlung (ohne Precursorzugabe) durchgeführt werden, um die Schichteigenschaften weiter zu verbessern.That from the atomizer 32 as an aerosol 34 escaping precursor material passes directly into the plasma jet 26 , Therefore, the probability is low that the precursor material before entering the plasma jet 26 oxidized or enriched with water. The aerosol particles are then in the plasma jet 26 partially ionized and with the plasma jet 26 from the mixing tube 28 through the outlet opening 36 transported. The aerosol particles reach the surface with the plasma jet, poly- or oligomerize if necessary and form a layer B. For example, when using a titanium organic precursor, a TiO x layer is formed having a structure having photocatalytic and antimicrobial properties. Optionally, a final heat treatment in the oven or another plasma or plasma jet treatment (without precursor addition) can be carried out in order to further improve the layer properties.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Plasmabeschichtung einer Oberfläche. Die Vorrichtung weist eine zuvor anhand von 1 beschriebene Plasmaquelle 2 zum Erzeugen eines Plasmastrahls 26 auf sowie eine Mischvorrichtung 3' mit dem Mischrohr 28 und einer Zerstäuberdüse 40 im Bereich der Düsenöffnung 6. 2 shows a second embodiment of an apparatus for plasma coating a surface. The device has a previously based on 1 described plasma source 2 for generating a plasma jet 26 on and a mixing device 3 ' with the mixing tube 28 and a spray nozzle 40 in the area of the nozzle opening 6 ,

Die Wand des Mischrohres 28 weist an einer Stelle eine Öffnung 30' auf, in die passgenau die Auslassseite der Zerstäuberdüse 40 eingebracht ist. Die Zerstäuberdüse besteht aus einem zentralen Rohr 42, das sich im Bereich der Öffnung 30' konisch zu einer Precursor-Auslassöffnung 44 verjüngt, einer im zentralen Rohr 42 koaxial angeordneten Verschlussnadel 46 sowie einem umgebenden Rohr 48. Die Verschlussnadel 46 weist im Bereich der Öffnung 30' eine derartige Verjüngung auf, dass durch eine Bewegung der Verschlussnadel 46 in axialer Richtung ein Verschluss der Precursor-Auslassöffnung 44 erreicht werden kann. Das umgebende Rohr 48 ist im Bereich der Öffnung 30 konisch verjüngt, so dass aus der Zerstäubergas-Auslassöffnung 49 austretendes Zerstäubergas in den Bereich vor der Precursor-Auslassöffnung 44 gelenkt wird.The wall of the mixing tube 28 has an opening at one point 30 ' into, in the tailor-made the outlet side of the atomizer nozzle 40 is introduced. The atomizer nozzle consists of a central tube 42 that is in the area of the opening 30 ' conical to a precursor outlet opening 44 tapered, one in the central tube 42 coaxially arranged closure needle 46 and a surrounding pipe 48 , The shutter needle 46 points in the area of the opening 30 ' Such a taper on that by a movement of the valve pin 46 in the axial direction, a closure of the precursor outlet opening 44 can be achieved. The surrounding pipe 48 is in the area of the opening 30 conically tapered, leaving the nebulizer gas outlet 49 emerging nebulizer gas in the area in front of the precursor outlet opening 44 is steered.

An das zentrale Rohr 42 sind eine nicht gezeigte Versorgung mit Precursormaterial sowie eine Vorrichtung zur gezielten Bewegung der Verschlussnadel 46 in axialer Richtung angeschlossen. An das umgebende Rohr ist eine nicht gezeigte Versorgung mit Zerstäubergas, vorzugsweise trockenem Stickstoffgas unter Druck, so angeschlossen, dass das Zerstäubergas durch den Bereich 50 zwischen zentralem und umgebendem Rohr hindurchströmen kann.To the central tube 42 are a supply of precursor material, not shown, as well as a device for targeted movement of the valve pin 46 connected in the axial direction. Connected to the surrounding tube is a supply of atomizing gas, preferably dry nitrogen gas under pressure, not shown, connected to the atomizing gas through the region 50 can flow between the central and surrounding pipe.

Durch die Form des umgebenen Rohres 48 im Bereich der Öffnung 30 wird das Zerstäubergas auf den Bereich vor der Precursor-Auslassöffnung 44 gelenkt. Durch den dort entstehenden Unterdruck wird Precursormaterial aus dem zentralen Rohr 42 angesaugt und durch das Zerstäubergas zu einem Aerosol 34 zerstäubt, wenn sich die Precursor-Auslassöffnung 44 nicht durch die Verschlussnadel 46 verschlossen ist. Das Aerosol 34 gelangt unmittelbar in den Plasmastrahl 26. Daher ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass das Precursormaterial vor Eintritt in den Plasmastrahl 26 oxidiert wird bzw. hydrolysiert. Die Aerosol-Partikel werden danach im Plasmastrahl 26 verdampft, teilweise ionisiert, elektronisch angeregt und fragmentiert und mit dem Plasmastrahl 26 aus dem Mischrohr 28 durch die Auslassöffnung 36 transportiert.By the shape of the surrounding pipe 48 in the area of the opening 30 the atomizing gas is applied to the area in front of the precursor outlet opening 44 directed. Due to the resulting negative pressure precursor material from the central tube 42 sucked and through the nebulizer gas to an aerosol 34 atomized when the precursor outlet opening 44 not through the valve pin 46 is closed. The aerosol 34 gets directly into the plasma jet 26 , Therefore, the probability is low that the precursor material before entering the plasma jet 26 is oxidized or hydrolyzed. The aerosol particles are then in the plasma jet 26 evaporated, partially ionized, electronically excited and fragmented and with the plasma jet 26 from the mixing tube 28 through the outlet opening 36 transported.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Plasmabeschichtung einer Oberfläche. Die Vorrichtung weist eine zuvor anhand von 1 beschriebene Plasmaquelle 2 zum Erzeugen eines Plasmastrahls 26 auf sowie eine Mischvorrichtung 3'' mit dem Mischrohr 28 und einem Ultraschallzerstäuber 52 im Bereich der Düsenöffnung 6. 3 shows a third embodiment of a device for plasma coating a surface. The device has a previously based on 1 described plasma source 2 for generating a plasma jet 26 on and a mixing device 3 '' with the mixing tube 28 and an ultrasonic atomizer 52 in the area of the nozzle opening 6 ,

Die Wand des Mischrohres 28 weist an einer Stelle eine Öffnung 30'' auf, in die passgenau die Auslassöffnung eines Ultraschallzerstäubers 52 eingebracht ist. Der Ultraschallzerstäuber besteht aus einer schwingungsfähigen Membran 54, einer Precursor-Zufuhr 56 sowie einer Halterung 58 für die Precursor-Zufuhr 56 und die Membran 54. Die Membran 54 kann durch eine nicht gezeigte Vorrichtung zu hochfrequenten Schwingungen angeregt werden.The wall of the mixing tube 28 has an opening at one point 30 '' on, in the exact fit the outlet opening of a Ultraschallzerstäubers 52 is introduced. The ultrasonic atomizer consists of a vibrating membrane 54 , a precursor feed 56 as well as a holder 58 for the precursor feed 56 and the membrane 54 , The membrane 54 can be excited by a device not shown to high-frequency oscillations.

An die Precursor-Zufuhr 56 ist eine nicht gezeigte Pumpe angeschlossen, die Precursormaterial aus einer Precursorquelle durch die Precursor-Zufuhr 56 pumpt. Das aus der Öffnung 60 der Precursor-Zufuhr 56 austretende Precursormaterial gelangt auf die schwingende Membran 54 und wird zu einem Aerosol 34 zerstäubt. Das Aerosol 34 gelangt unmittelbar in den Plasmastrahl 26. Daher ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass das Precursormaterial vor Eintritt in den Plasmastrahl 26 oxidiert bzw. sich mit Wasser anreichert. Die Aerosol-Partikel werden danach im Plasmastrahl 26 teilweise ionisiert und mit dem Plasmastrahl 26 aus dem Mischrohr 28 durch die Auslassöffnung 36 transportiert.To the precursor feed 56 is connected to a pump, not shown, the precursor material from a precursor source through the precursor feed 56 inflated. That from the opening 60 the precursor feed 56 exiting precursor material reaches the vibrating membrane 54 and becomes an aerosol 34 atomized. The aerosol 34 gets directly into the plasma jet 26 , Therefore, the probability is low that the precursor material before entering the plasma jet 26 oxidized or enriched with water. The aerosol particles are then in the plasma jet 26 partially ionized and with the plasma jet 26 from the mixing tube 28 through the outlet opening 36 transported.

4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Plasmabeschichtung einer Oberfläche. Die Vorrichtung weist eine zuvor anhand von 1 beschriebene Plasmaquelle 2 zum Erzeugen eines Plasmastrahls 26 auf sowie einen stromabwärts der Düsenöffnung 6 angeordeten Zerstäuber 32'. An den Zerstäuber 32' ist eine Precursorzufuhr 33' angeschlossen, durch die das Precursormaterial in den Zerstäuber 32' gelangt und dort zu einem Aerosol zerstäubt wird. Das aus dem Zerstäuber 32' als Aerosol 34 austretende Precursormaterial gelangt in den in der Plasmaquelle 2 erzeugten und aus der Düsenöffnung 6 austretenden Plasmastrahl 26 und wird mit dem Plasmastrahl 26 weiter transportiert. 4 shows a fourth embodiment of a device for plasma coating a surface. The device has a previously based on 1 described plasma source 2 for generating a plasma jet 26 on and one downstream of the nozzle opening 6 arranged atomizer 32 ' , To the atomizer 32 ' is a precursor feed 33 ' connected by the precursor material in the atomizer 32 ' passes and is atomized there to form an aerosol. That from the atomizer 32 ' as an aerosol 34 Exiting precursor material enters the plasma source 2 generated and from the nozzle opening 6 emerging plasma jet 26 and becomes with the plasma jet 26 transported further.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1335641 A1 [0002] - EP 1335641 A1 [0002]
  • - EP 1230414 B1 [0003, 0008, 0008] - EP 1230414 B1 [0003, 0008, 0008]

Claims (13)

Verfahren zum Aufbringen einer Schicht, insbesondere einer selbstreinigend und antimikrobiell wirkenden, photokatalytischen Schicht, auf eine Oberfläche, – bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl durch elektrische Entladung in einem Arbeitsgas erzeugt wird und – bei dem ein Precursormaterial getrennt vom Arbeitsgas eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, – dass das Precursormaterial als Aerosol direkt in den Plasmastrahl eingebracht wird.Method for applying a layer, in particular a self-cleaning and antimicrobial, photocatalytic layer, to a surface, - in which an atmospheric plasma jet is generated by electrical discharge in a working gas and - in which a precursor material is introduced separately from the working gas, characterized that the precursor material is introduced as an aerosol directly into the plasma jet. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Precursormaterial mittels einer Zerstäuberdüse eingebracht wird.Method according to claim 1, characterized in that that the precursor material by means of a spray nozzle is introduced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Precursormaterial mittels eines Ultraschallzerstäubers eingebracht wird.Method according to claim 1, characterized in that that the precursor material by means of a Ultraschallzerstäubers is introduced. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Precursormaterial hochsiedend, hydrolyseempfindlich- und/oder oxidationsempfindlich ist.Process according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the precursor material is high-boiling, hydrolysis-sensitive and / or is sensitive to oxidation. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein metall- oder halbmetallorganisches Precursormaterial verwendet wird.Process according to claims 1 to 4, characterized in that a metal or semi-metal organic precursor material is used. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein titanorganisches Precursormaterial verwendet wird.Method according to claim 5, characterized in that that a titanium organic precursor material is used. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein siliziumorganisches Precursormaterial verwendet wird.Process according to claims 1 to 5, characterized in that an organosilicon precursor material is used becomes. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachte Schicht selbstreinigende und/oder antimikrobiell wirkende photokatalytische Eigenschaften hat.Process according to claims 1 to 7, characterized characterized in that the applied layer is self-cleaning and / or has antimicrobial photocatalytic properties. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachte Schicht absorbierende Eigenschaften im Ultraviolett- und/oder im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums hat.Process according to claims 1 to 8, characterized characterized in that the applied layer has absorbent properties in the ultraviolet and / or visible range of the electromagnetic Spectrum has. Vorrichtung zum Aufbringen einer Schicht, insbesondere einer selbstreinigend und/oder antimikrobiell wirkenden photokatalytischen Schicht, auf eine Oberfläche, – mit einer Vorrichtung (2) zum Erzeugen eines atmosphärischen Plasmastrahls durch elektrische Entladung in einem Arbeitsgas, – mit einer Zufuhreinrichtung (33) für ein Precursormaterial, – wobei die Zufuhreinrichtung (33) für das Precursormaterial räumlich von der Zufuhreinrichtung (10) für das Arbeitsgas getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Zufuhreinrichtung (33) einen Zerstäuber (32) für das Einbringen des Precursormaterials als Aerosol (34) in den Plasmastrahl (26) vorsieht.Device for applying a layer, in particular a self-cleaning and / or antimicrobial photocatalytic layer, to a surface, comprising - a device ( 2 ) for generating an atmospheric plasma jet by electrical discharge in a working gas, - with a supply device ( 33 ) for a precursor material, - wherein the supply device ( 33 ) for the precursor material spatially from the feeder ( 10 ) is separated for the working gas, characterized in that - the supply device ( 33 ) an atomizer ( 32 ) for the introduction of the precursor material as an aerosol ( 34 ) into the plasma jet ( 26 ). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber als Zerstäuberdüse (40) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the atomizer as a spray nozzle ( 40 ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber als Ultraschallzerstäuber (52) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the atomizer as ultrasonic atomizer ( 52 ) is trained. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber im Bereich der Düsenöffnung oder stromabwärts der Düsenöffnung angeordnet ist.Device according to claims 10 to 12, characterized in that the atomizer in the area the nozzle opening or downstream of the Nozzle opening is arranged.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011107510A1 (en) 2010-03-02 2011-09-09 Plasmatreat Gmbh Method for producing a packaging
DE102012102721A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-02 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Method for passivating a metal surface
DE102014100385A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-16 Plasma Innovations GmbH Plasma coating method for depositing a functional layer and separator
WO2016146856A1 (en) 2015-03-19 2016-09-22 Saint-Gobain Glass France Method for depositing a busbar onto vehicle plastic panes with a heating function
DE102015121253A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-08 Plasmatreat Gmbh Apparatus for generating an atmospheric plasma jet for treating the surface of a workpiece
DE102016104130A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-07 Plasmatreat Gmbh Method for coating a component surface and method for producing a coating material
DE102016104128A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-07 Plasmatreat Gmbh Method for coating a component surface, coated component and use of a precursor material
WO2017157846A1 (en) * 2016-03-17 2017-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Device for forming metal components, and method carried out using said device
CN108611623A (en) * 2018-06-28 2018-10-02 中国科学院电工研究所 Inhibit the spraying coating apparatus and method of solid dielectric material secondary electron yield
WO2019238347A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Inocon Technologie Ges.M.B.H. Method for coating a substrate
WO2020254497A1 (en) 2019-06-18 2020-12-24 Olof Wallquist Antimicrobial and/or antiviral polymer surfaces
EP3881942A1 (en) * 2020-03-17 2021-09-22 Molecular Plasma Group SA Plasma coating treatment method for inhibiting biological pathogen transfer
WO2022248604A1 (en) * 2021-05-25 2022-12-01 Deltrian International Sa Method for coating filter media and filter media obtained therefrom
EP4412402A1 (en) * 2023-02-02 2024-08-07 Molecular Plasma Group SA Plasma coating method and apparatus for profiles
WO2024194034A1 (en) * 2023-03-20 2024-09-26 Luxembourg Institute Of Science And Technology (List) Plasma-polymer surface coating

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI845867B (en) * 2021-10-12 2024-06-21 財團法人工業技術研究院 Fluid introduction module for plasma system

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19807086A1 (en) * 1998-02-20 1999-08-26 Fraunhofer Ges Forschung Atmospheric pressure plasma deposition for adhesion promoting, corrosion protective, surface energy modification or mechanical, electrical or optical layers
DE19814805A1 (en) * 1998-04-02 1999-10-07 Bosch Gmbh Robert Wiper rubber coating process
DE19826550A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-23 Siemens Ag Method and device for producing a powder aerosol
DE19958473A1 (en) * 1999-12-04 2001-06-07 Bosch Gmbh Robert Process for the production of composite layers with a plasma beam source
DE19958474A1 (en) * 1999-12-04 2001-06-21 Bosch Gmbh Robert Process for producing functional layers with a plasma beam source
EP1335641A1 (en) 2002-02-09 2003-08-13 Plasma Treat GmbH Plasma nozzle
DE10239875A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for large-area coating of substrates under atmospheric pressure conditions
EP1230414B1 (en) 1999-10-30 2004-10-06 PlasmaTreat GmbH Method and device for plasma coating surfaces
WO2006092614A2 (en) * 2005-03-03 2006-09-08 University Of Durham Method and apparatus for producing a coating on a substrate
DE102005042109A1 (en) * 2005-09-05 2007-03-08 Siemens Ag Method for producing a metal powder and an electrically insulating plastic composite material, plastic composite material and electronic component
DE60314634T2 (en) * 2002-07-30 2008-03-06 Saint-Gobain Glass France TITANIUM DIOXIDE COATINGS MADE BY PLASMA CVD AT ATMOSPHERIC PRESSURE
DE102007025152A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Innovent E.V. Method for coating a substrate

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL296482A (en) * 1962-09-04
US3533756A (en) * 1966-11-15 1970-10-13 Hercules Inc Solids arc reactor method
US20070044513A1 (en) * 1999-08-18 2007-03-01 Kear Bernard H Shrouded-plasma process and apparatus for the production of metastable nanostructured materials
US6641673B2 (en) * 2000-12-20 2003-11-04 General Electric Company Fluid injector for and method of prolonged delivery and distribution of reagents into plasma
US20060222777A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-05 General Electric Company Method for applying a plasma sprayed coating using liquid injection
US8030592B2 (en) * 2006-11-22 2011-10-04 Reintjes Marine Surface Technologies, Llc Apparatus and method for applying antifoulants to marine vessels

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19807086A1 (en) * 1998-02-20 1999-08-26 Fraunhofer Ges Forschung Atmospheric pressure plasma deposition for adhesion promoting, corrosion protective, surface energy modification or mechanical, electrical or optical layers
DE19814805A1 (en) * 1998-04-02 1999-10-07 Bosch Gmbh Robert Wiper rubber coating process
DE19826550A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-23 Siemens Ag Method and device for producing a powder aerosol
EP1230414B1 (en) 1999-10-30 2004-10-06 PlasmaTreat GmbH Method and device for plasma coating surfaces
DE19958473A1 (en) * 1999-12-04 2001-06-07 Bosch Gmbh Robert Process for the production of composite layers with a plasma beam source
DE19958474A1 (en) * 1999-12-04 2001-06-21 Bosch Gmbh Robert Process for producing functional layers with a plasma beam source
EP1335641A1 (en) 2002-02-09 2003-08-13 Plasma Treat GmbH Plasma nozzle
DE60314634T2 (en) * 2002-07-30 2008-03-06 Saint-Gobain Glass France TITANIUM DIOXIDE COATINGS MADE BY PLASMA CVD AT ATMOSPHERIC PRESSURE
DE10239875A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for large-area coating of substrates under atmospheric pressure conditions
WO2006092614A2 (en) * 2005-03-03 2006-09-08 University Of Durham Method and apparatus for producing a coating on a substrate
DE102005042109A1 (en) * 2005-09-05 2007-03-08 Siemens Ag Method for producing a metal powder and an electrically insulating plastic composite material, plastic composite material and electronic component
DE102007025152A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Innovent E.V. Method for coating a substrate

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010055532A1 (en) 2010-03-02 2011-12-15 Plasma Treat Gmbh A method for producing a multilayer packaging material and method for applying an adhesive, and apparatus therefor
WO2011107510A1 (en) 2010-03-02 2011-09-09 Plasmatreat Gmbh Method for producing a packaging
DE102012102721A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-02 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Method for passivating a metal surface
DE102012102721B4 (en) * 2012-03-29 2013-12-05 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Method for passivating a metal surface
DE102014100385A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-16 Plasma Innovations GmbH Plasma coating method for depositing a functional layer and separator
US10716172B2 (en) 2015-03-19 2020-07-14 Saint-Gobain Glass France Method for depositing a busbar on vehicle plastic panes with a heating function
WO2016146856A1 (en) 2015-03-19 2016-09-22 Saint-Gobain Glass France Method for depositing a busbar onto vehicle plastic panes with a heating function
DE102015121253A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-08 Plasmatreat Gmbh Apparatus for generating an atmospheric plasma jet for treating the surface of a workpiece
DE102016104130A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-07 Plasmatreat Gmbh Method for coating a component surface and method for producing a coating material
DE102016104128A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-07 Plasmatreat Gmbh Method for coating a component surface, coated component and use of a precursor material
WO2017157846A1 (en) * 2016-03-17 2017-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Device for forming metal components, and method carried out using said device
WO2019238347A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Inocon Technologie Ges.M.B.H. Method for coating a substrate
CN108611623A (en) * 2018-06-28 2018-10-02 中国科学院电工研究所 Inhibit the spraying coating apparatus and method of solid dielectric material secondary electron yield
CN108611623B (en) * 2018-06-28 2020-07-31 中国科学院电工研究所 Spraying coating device and method for inhibiting secondary electron yield of solid dielectric material
WO2020254497A1 (en) 2019-06-18 2020-12-24 Olof Wallquist Antimicrobial and/or antiviral polymer surfaces
EP3881942A1 (en) * 2020-03-17 2021-09-22 Molecular Plasma Group SA Plasma coating treatment method for inhibiting biological pathogen transfer
WO2021185935A1 (en) * 2020-03-17 2021-09-23 Molecular Plasma Group S.A. Plasma coating method and apparatus for biological surface modification
WO2021185933A1 (en) 2020-03-17 2021-09-23 Molecular Plasma Group S.A. Plasma coating treatment method for inhibiting biological pathogen transfer
WO2022248604A1 (en) * 2021-05-25 2022-12-01 Deltrian International Sa Method for coating filter media and filter media obtained therefrom
EP4412402A1 (en) * 2023-02-02 2024-08-07 Molecular Plasma Group SA Plasma coating method and apparatus for profiles
WO2024161001A1 (en) * 2023-02-02 2024-08-08 Molecular Plasma Group Sa Apparatus of plasma coating for profiles and associated method
WO2024194034A1 (en) * 2023-03-20 2024-09-26 Luxembourg Institute Of Science And Technology (List) Plasma-polymer surface coating

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