DE4105179A1

DE4105179A1 - Verfahren zur behandlung von gegenstaenden mit einem fluor enthaltenden gas sowie vorrichtung zu seiner durchfuehrung

Info

Publication number: DE4105179A1
Application number: DE4105179A
Authority: DE
Inventors: Bernd Moeller; Artur Koch
Original assignee: AHLBRANDT SYSTEM GmbH
Current assignee: AHLBRANDT SYSTEM GmbH
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1992-08-27
Also published as: DE59202375D1; EP0502303B1; EP0502303A1; ES2073194T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Gegenständen mit einem Fluor enthaltenden Gas in einer Reaktionskammer. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver fahrens.

Zur Behandlung von Gegenständen vor dem Kleben, Beschich ten, Laminieren, Lackieren oder Drucken ist es bekannt, diese in einer Reaktionskammer der Wirkung eines Fluor enthaltenden Gases auszusetzen. Dadurch kommt es zu einer Erhöhung der Oberflächenspannung, was zu einer guten Substrathaftung führt. Die Vorbehandlung mittels eines Fluor enthaltenden Gases hat gegenüber der Corona- Vorbehandlung, der Flammenvorbehandlung oder der Vorbe handlung durch Beizen den Vorteil, daß der gewünschte Effekt verstärkt eintritt und besonders lang anhält oder sogar irreversibel ist.

Nachteilig bei der Oberflächenvorbehandlung mit Fluor ist es, daß wegen der außerordentlichen Aggressivität von Fluor ein relativ großer Aufwand getrieben werden muß, um zu verhindern, daß Fluor in die Umgebung gelan gen kann. Bei dem bekannten Verfahren gibt man in den Reaktionsbehälter zunächst ein Inertgas ein und pumpt dann das Fluorgas so lange hinzu, bis die erforderliche Fluorkonzentration erreicht ist. Aus Sicherheitsgründen führt man die Reaktionskammer doppelwandig aus und über wacht den Raum zwischen ihren Wandungen sorgfältig auf das Vorhandensein von Fluor. Der aus Sicherheitsgründen erforderliche apparative Aufwand ist bei dem bekannten Verfahren relativ groß.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit mög lichst geringem Aufwand ein Austreten von Fluor ausge schlossen werden kann. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens entwickelt werden.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst ein Speicherbehälter evakuiert und dann in ihm unter Beibehaltung von Unterdruck durch Zu gabe von Fluorgemisch die zweckmäßige Konzentration von Fluor in dem Gas hergestellt wird und daß anschließend dieses aufbereitete Gas in die zuvor ebenfalls evaku ierte Reaktionskammer und nach der Behandlung wieder zu rück in den Speicherbehälter gepumpt wird und daß bei zu geringem Abstand des Unterdruckes in der Reaktionskammer oder dem Speicherbehälter vom Atmosphärendruck das Gas abgesaugt und entsorgt wird.

Bei einem solchen Verfahren steht die gesamte zu seiner Durchführung erforderliche Vorrichtung unter Unterdruck, solange in ihr Fluor enthalten ist. Deshalb können Un dichtigkeiten nur zu einem Einströmen von Umgebungsluft und nicht zu einem Austritt von Fluor führen. Ein sol ches Einströmen von Luft ist meist schon durch eine Ge räuschbildung festzustellen und kann sehr einfach durch Drucksensoren überwacht werden, so daß in einem solchen Fall unverzüglich die Entsorgung des Fluors eingeleitet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb in einer sehr einfach aufgebauten Vorrichtung durchführ bar. Eine doppelwandige Ausführung der Reaktionskammer ist nicht erforderlich. Da das Gas im Speicherbehälter aufbereitet wird, kann man dort jeweils das zurückgepump te Gas wieder im erforderlichen Maße mit Fluor anrei chern, bis der Unterdruck so weit vermindert wurde, daß aus Sicherheitsgründen eine Entsorgung des Gases und eine erneute Aufbereitung mit Gas höheren Unterdruckes erforderlich wird.

Der Verfahrensablauf ist besonders vorteilhaft, wenn zwei Reaktionskammern und ein Speicherbehälter verwendet werden. Man kann bei einer solchen Verfahrensweise eine Reaktionskammer ausladen und mit neuen Gegenständen be schicken, während in der anderen Reaktionskammer die Vor behandlung stattfindet. Auch eine Wartung jeweils einer Reaktionskammer ist möglich, während die andere noch in Betrieb ist. Natürlich kann man auch mehr als zwei Reak tionskammern vorsehen. Auch können diese unterschied liche Größe haben. Wichtig für den Verfahrensablauf ist lediglich, daß der Speicherbehälter so groß ist wie die größte Reaktionskammer.

Das gesamte System einschließlich der Gasentsorgungsan lage stehen unter Unterdruck, sofern in ihm Fluor vorhan den ist, wenn zur Gasentsorgung das Gas aus dem Behand lungsraum oder den Behandlungsräumen und dem Speicherbe hälter mittels einer hinter einer Gasentsorgungsanlage angeordneten Vakuumpumpe gesaugt wird.

Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung einer Vorrichtung zur Behandlung von Gegenständen mit einem Fluor enthaltenden Gas in einer gasdichten Reaktionskam mer, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein stän dig unter Unterdruck stehender Speicherbehälter zur Ein stellung der erforderlichen Fluorkonzentration in dem Gas vorgesehen und daß die Reaktionskammer ebenfalls zum Arbeiten unter Unterdruck ausgelegt ist.

Eine solche Vorrichtung bietet mit geringem Aufwand eine sehr große Sicherheit gegen das Austreten von Fluor. Un dichtigkeiten führen zu einem Einströmen von Umgebungs luft in die Vorrichtung und daher zu einer sehr leicht feststellbaren Verminderung des Unterdruckes. Die erfin dungsgemäße Vorrichtung benötigt deshalb keine doppel wandige Reaktionskammer.

Auch bei der Entsorgung der Vorrichtung stehen alle Appa rateteile und Leitungen unter Unterdruck, wenn hinter einer Gasentsorgungsanlage eine Vakuumpumpe zum Absaugen des Gases aus der Reaktionskammer und/oder dem Speicher behälter bei zu geringem Unterdruck in der Reaktionskam mer und/oder dem Speicherbehälter vorgesehen ist.

Die Leistung der Vorrichtung ist besonders hoch, wenn parallel zum Speicherbehälter zwei Reaktionskammern vor gesehen sind. Eine solche Vorrichtung ermöglicht es, eine Reaktionskammer zu entladen und zu beschicken oder zu warten, während in der anderen Reaktionskammer die Vorbehandlung mit Fluor stattfindet.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist in der Zeichnung eine erfindungsgemäß gestaltete Vorrichtung als Schaltplan dargestellt und wird nachfolgend beschrie ben.

Im Schaltplan sind zu beiden Seiten eines Speicherbehäl ters 1 zwei Reaktionskammern 2, 3 angeordnet. Die Ein gänge der Reaktionskammern 2, 3 und der Eingang des Speicherbehälters 1 sind an eine Leitung 4 angeschlos sen, über die von einem Fluor-Vorratsbehälter 5 Fluor oder von einer Quelle 6 Inertgas zugeführt werden kann.

Auch die Auslässe der Reaktionskammern 2, 3 und der Aus laß des Speicherbehälters 1 sind an eine gemeinsame Lei tung 7 angeschlossen. Zu Beginn des Verfahrens wird mit einer Vakuumpumpe 8 der Speicherbehälter 1 auf beispiels weise 0,1 bar evakuiert. Dann läßt man in den Speicherbe hälter 1 so lange Fluor strömen, bis ein Fluorsensor 9 am Speicherbehälter 1 die erforderliche Fluorkonzentra tion anzeigt und sperrt dann die Fluorzufuhr ab. Der Druck im Speicherbehälter 1 ist dann durch die Fluorzu fuhr auf beispielsweise 0,2 bar angestiegen.

Gleichzeitig zu diesen Arbeiten oder auch zuvor oder da nach werden beispielsweise in die Reaktionskammer 2 die zu behandelnden Gegenstände eingeräumt und die Reaktions kammer 2 dann gasdicht verschlossen. Anschließend eva kuiert man mit der Vakuumpumpe 8 die Reaktionskammer 2 und pumpt das Gas aus dem Speicherbehälter 1 mit der Va kuumpumpe 8 über Leitungen 10, 11 in die Reaktionskammer 2, so daß in ihr die Fluorvorbehandlung beginnen kann.

Während der Fluorvorbehandlung kann man schon die Reak tionskammer 3 mit zu behandelnden Gegenständen füllen und mittels einer Vakuumpumpe 12 evakuieren.

Ist die Fluorvorbehandlung in der Reaktionskammer 2 ab geschlossen, dann pumpt man mit der Vakuumpumpe 8 das Gas zurück in den Speicherbehälter 1. Danach erfolgt ein Spülvorgang mit Inertgas von der Quelle 6. Das Spülgas mit Fluorresten wird von der Vakuumpumpe 8 einer Entsor gungsanlage 13 zugeführt, die einen Katalysator 14 und einen Gaswäscher 15 aufweist. Hinter der Entsorgungs anlage 13 ist eine weitere Vakuumpumpe 16 geschaltet, die dafür sorgt, daß auch bei der Entsorgung im gesamten System Unterdruck herrscht. Die gespülte und deshalb fluorfreie Reaktionskammer 2 kann nach dem Abtrennen von der Quelle 6 und der Vakuumpumpe 8 belüftet und geöffnet werden.

Durch erneute Zufuhr von Fluor in den Speicherbehälter 1 kann man die durch Reaktionen mit den zu behandelnden Gegenständen und Luftresten in den Reaktionskammern 2, 3 herabgesetzte Fluorkonzentration wieder auf den erforder lichen Wert anheben und das Gas dann nach dem Verschlie ßen und Evakuieren der Reaktionskammer 3 mittels der Vakuumpumpe 12 in die Reaktionskammer 3 pumpen.

Durch die erforderliche Fluorzufuhr in den Speicherbehäl ter 1 vermindert sich notwendigerweise der Unterdruck im Speicherbehälter 1. Drucksensoren 17, 18, 19 an den Reak tionskammern 2, 3 und dem Speicherbehälter 1 sprechen an, sobald der Unterdruck sich bis zu einem Wert von beispielsweise 0,9 bar vermindert hat. Dann wird das gesamte, Fluor enthaltende Gas aus der Anlage über die Entsorgungsanlage 13 entsorgt und erneut in dem Speicher behälter 1 fluorhaltiges Gas mit der richtigen Fluorkon zentration und einem Unterdruck von 0,2 bar gemischt.

Auflistung der verwendeten Bezugszeichen

1 Speicherbehälter
2 Reaktionskammer
3 Reaktionskammer
4 Leitung
5 Fluorvorratsbehälter
6 Quelle
7 Leitung
8 Vakuumpumpe
9 Fluorsensor
10 Leitung
11 Leitung
12 Vakuumpumpe
13 Entsorgungsanlage
14 Katalysator
15 Gaswäscher
16 Vakuumpumpe
17 Drucksensor
18 Drucksensor
19 Drucksensor

Claims

1. Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Gegenstän den mit einem Fluor enthaltenden Gas in einer Reaktions kammer, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Spei cherbehälter evakuiert und dann in ihm unter Beibehal tung von Unterdruck durch Zugabe von Fluor die zweck mäßige Konzentration von Fluor in dem Gas hergestellt wird und daß anschließend dieses aufbereitete Gas in der zuvor ebenfalls evakuierten Reaktionskammer und nach der Behandlung wieder zurück in den Speicherbehälter gepumpt wird und daß bei zu geringem Abstand des Unterdruckes in der Reaktionskammer oder dem Speicherbehälter vom Atmos phärendruck das Gas abgesaugt und entsorgt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reaktionskammern und ein Speicherbehälter ver wendet werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Gasentsorgung das Gas aus der Reak tionskammer oder den Reaktionskammern und dem Speicherbe hälter mittels einer hinter einer Gasentsorgungsanlage angeordneten Vakuumpumpe gesaugt wird.

4. Vorrichtung zur Behandlung von Gegenständen mit einem Fluor enthaltenden Gas in einer gasdichten Reaktionskam mer, dadurch gekennzeichnet, daß ein ständig unter Unter druck stehender Speicherbehälter (1) zur Einstellung der erforderlichen Fluorkonzentration in dem Gas vorgesehen und daß die Reaktionskammer (2, 3) ebenfalls zum Arbei ten unter Unterdruck ausgelegt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß hinter einer Gasentsorgungsanlage (13) eine Vakuum pumpe (16) zum Absaugen des Gases aus der Reaktionskam mer (2, 3) und/oder dem Speicherbehälter (1) bei zu ge ringem Unterdruck in der Reaktionskammer (2, 3) und/oder dem Speicherbehälter (1) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch ge kennzeichnet, daß parallel zum Speicherbehälter (1) zwei Reaktionskammern (2, 3) vorgesehen sind.