[发明专利]以防水和防油聚合物层涂覆表面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将欲涂覆表面暴露于等离子体而在该表面涂覆防水和防油聚合物层的方法。

该方法特别应用于涂覆便携式电子装置的表面，例如通讯装置或助听装置，如助听器及其元件。包括电子和MEMS-元件的装置对于水、汗水(特别是汗水中的氨基酸和盐)、耳垢和油都敏感。这些物质或者通过外壳分界线之间的毛细管效应或者通过转换器开口进入外壳。疏水和憎油性的表面涂层会减少或防止这些物质迁移入外壳中，并且保护外壳内的元件防止由此的污染。该涂覆方法还可以应用于涂覆其他元件例如织造或非织造纤维、厨房用具、医疗和牙齿处理使用的设备或其他的防油和防水的表面性能将有利的任何产品。

防水和防油的涂层可以通过包括等离子体诱导聚合等的多个流程施覆于装置的元件上，例如外壳或转换器或组件，包括电子电路系统。

背景技术

等离子体诱导聚合或等离子体增强化学气相沉积是已知的表面涂覆技术，由于它虑及了目标的无溶剂涂覆，因而是环保的。

已知脉冲等离子体聚合用于产生排拒液体的聚合物层。例如EP 0988412B1描述了该技术。

US 2009/0318609A1描述了一种连续的等离子体聚合方法，用于在基底上施覆含氮(例如吡啶)涂层，以增强粘合力和生物细胞的生长。

等离子体聚合方法是在单体存在下，通过在气体中引发等离子体状态，在低压气体中形成活性物质，例如离子和自由基。认为自由电子和单体分子之间的碰撞诱导了单体的聚合过程。通常通过向气体中施加电场而引发(ignited)等离子体的。该活性物质与它们本身或与单体反应而在暴露于等离子体的固体表面形成聚合物涂层。用于等离子体聚合的等离子体室通过抽气产生低压气体环境。

等离子体聚合发生于通过在受控环境中(例如惰性气体环境)辉光放电产生的低压和低温等离子体中。适于聚合的含有活性元素(elements)的有机单体可以存在于惰性气体中和/或可以沉积在欲涂覆材料的表面上。通过等离子体诱导的聚合制备的涂层的结果根据很多个变量决定，例如：单体流动速率，系统压力和放电功率，原料单体的反应性，激发信号的频率，基底温度和曝光持续时间。等离子体聚合中的总功率输入用于产生等离子体和用于裂解单体。等离子体是反应器中气体电离的直接结果，认为导致聚合的裂解是第二流程。

通过EP 0988412B1中所述的脉冲等离子体聚合法，可以得到水接触角大于90°的防水和防油的聚合物层。

水接触角指的是例如预定尺寸的水滴与固体表面接触的角度θ，如下所示

疏水性表面导致如上所述的水接触角大于90°。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种在表面上涂覆防水和防油层的有效方法。

根据本发明，该目的是通过在表面上涂覆防水和防油的聚合物层的方法实现的，包括步骤：

-提供带有表面的基底

-将该表面暴露于连续的(非脉冲)等离子体中，该等离子体是由电路提供的电子HF功率信号引发(ignite)和持续的。

在等离子体产生过程中和/或之前，加入单体化合物作为蒸气。

在将该表面暴露于该连续等离子体的过程中，等离子体功率(power)从初始的较高等离子体功率降低到最终的较低等离子体功率。最终较低的等离子体功率小于35％的初始较高等离子体功率。实施该方法以将均匀分布的聚合物层施覆于基底表面上，其水接触角超过110°。

虽然现有技术中脉冲等离子体聚合法通常优于连续的等离子体聚合法，但是发现使用等离子体功率如上所受控的低功率连续等离子体聚合法，可以得到水接触角大于110°的稳定的流程产生表面涂层。

本发明克服了连续等离子体聚合涂覆法中的已知问题。低等离子体功率将单体化合物聚合成排拒液体的表面涂层。低等离子体功率难以得到。需要一些能量来引燃等离子体。当在其可能的最低功率下引燃连续的等离子体时，该等离子体功率环境将会以不均匀的方式聚合单体化合物。该涂覆的表面不会得到均匀的排拒液体的聚合物层。通常该问题的解决是通过将等离子体信号脉冲化，定期变化等离子体信号的开关。

根据本发明通过在高功率下引燃等离子体，然后经过一段时间降低功率，从而获得稳定的连续低功率等离子体。在匹配的等离子体电路上的功率环境(setting)将会降低到初始功率的＜15％，不匹配等离子体电路降低到初始功率的＜35％。连续的低功率等离子体会在涂覆法中得到具有稳定的水接触角大于110°的排拒液体的聚合物表面。

优选的其他处理参数是：