專利名稱：：表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及工件特別是假牙零件的表面和表層用一種氣體等離子體的一種處理方法，這種方法將工件暴露在等離子體中并借助于等離子體使氣體成分與工件表面牢固結(jié)合，然后在表面上涂敷塑料。此外，本發(fā)明涉及工件特別是假牙零件的表面用一種氣體等離子體的處理方法，這種方法將工件暴露在等離子體中，然后用等離子體使氣體成分與工件表面牢固結(jié)合。文獻DD-PS213573公開了這樣一種方法，該方法描述將金屬表面暴露在一種摻有硅烷的等離子體中，從而在金屬表面上形成一層增附劑層，該增附劑層使金屬表面和在該表面上涂敷的塑料之間產(chǎn)生牢固的、但具有彈性的結(jié)合。但實踐證明，按這種方法達到的強度并不總是足夠的。此外，該方法要求金屬表面作為涂層結(jié)構(gòu)的底層；業(yè)已存在的金屬-塑料結(jié)構(gòu)例如在塑料層剝落后需要進行修補，這樣，表面既可用塑料亦可用金屬制成，用這種方法修補達不到令人滿意的結(jié)果。還公開了通過火焰高溫分解作用把這種增附劑層涂到金屬骨架上。但在用火焰高溫分解時金屬骨架被過分加熱，從而可導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的熱變形。此外，用這種方法不可能在至少一部分由一種塑料組成的表面上進行修補。美國專利US5188800公開了用等離子體清潔金屬表面。德國專利DE3316742公開了一種除了金屬表面的等離子體清潔方法外，還包括用鈦的涂敷方法。本發(fā)明的任務(wù)是以上述先有技術(shù)為出發(fā)點進一步改進等離子體處理方法，使工件的表面涂上一層可靠附著的含硅酸鹽層。本發(fā)明這個任務(wù)是這樣實現(xiàn)的，即表面首先暴露在一種由包括空氣、氧氣、水蒸汽和/或惰性氣體的一種氣體形成的等離子體中，然后用一種氣體形成等離子體，并在該等離子體中摻以硅有機化合物，其中，工件的表面上構(gòu)成一層含硅酸鹽的膜，然后用一種主要包括空氣、氧氣、水蒸汽和/或惰性氣體的氣體來形成等離子體。用這種方法首先將工件表面激活，然后進行所謂的涂硅膜，即含硅酸鹽層的涂敷，隨后進行后激活，緊接著工件進行常規(guī)的下一步處理，即涂塑料層。根據(jù)本發(fā)明，先后緊接著的多道工序可在工件和工件上涂敷的塑料之間產(chǎn)生最理想的粘著。這種方法例如可用于金屬的假牙支架涂飾塑料層而在金屬表面和塑料之間構(gòu)成很牢固的粘著。這種方法亦可用來處理塑料表面或處理具有金屬面和塑料的表面，例如修補假牙或單個牙齒。由于被處理的表面在等離子體處理時具有相當(dāng)?shù)偷臏囟?大約100℃)，所以可處理塑料表面。用等離子處理最好在0.01至10毫巴，特別是0.1至5毫巴的真空中進行。用任一種混合氣體的處理時間，即在三道工序的任一道工序的處理時間介于10至300秒，最好20至60秒之間，其中被處理面的功率密度為每平方厘米2和5000毫瓦之間，特別是為1000和4000毫瓦/厘米2之間。摻入氣體中的硅有機化合物相對于氣體為0.01至50克分子百分?jǐn)?shù)，特別是0.1至30克分子百分?jǐn)?shù)，這已證明是特別有利的。硅有機化合物例如可以是四乙氧硅烷、四甲基硅烷或六甲基二氧硅烷。此外，通過頻率為10赫至60千赫，特別是30赫至20千赫的一種交流電放電或通過一種微波放電來產(chǎn)生等離子體是有利的。等離子體處理后，將工件放在0.01至1毫巴的壓力中持續(xù)處理10至300秒和/或放在50℃至120℃的溫度中持續(xù)處理20至50秒，這是適宜的。經(jīng)過壓力即真空處理可避免在光輻射硬化的過程中在假牙塑料上構(gòu)成彌散層。雖然這種彌散層在假牙塑料的涂層形成過程中是需要的，但影響表面的封閉。彌散層亦可這樣避免，即用一種惰性氣體，最好用氮氣通入涂有塑料的工件的處理室中(在該室中進行工作處理)，并將工件同時或在通氮氣后隨即進行光輻射。工件特別是假牙零件的表面用一種氣體等離子體的處理方法是將工件暴露在等離子體中并借助于等離子體使氣體成分與工件表面牢固結(jié)合，這個任務(wù)是這樣解決的工件的表面由塑料或陶瓷構(gòu)成；氣體包括空氣、氧氣、水蒸汽和/或惰性氣體以及一種硅有機化合物；工件的表面至少部分地用一層本身是封閉的含硅酸鹽層覆蓋。在這種形式中，該方法適合于表面封閉。特別是塑料表面例如假牙塑料飾涂層的質(zhì)量可通過這種表面涂敷在硬度、耐磨度、溶解度方面都獲得了顯著的提高。為此，最好將硅有機化合物按20至90克分子百分?jǐn)?shù)，最好按30至80克分子百分?jǐn)?shù)加入氣體中。此外，含硅酸鹽層的厚度為0.1至5微米、特別是0.3至3微米對理想的表面保護是有利的。工件特別是假牙零件用一種氣體等離子體的處理方法是將工件暴露在等離子體中，這個任務(wù)是這樣解決的工件用光聚合塑料、特別是假牙塑料涂敷；氣體包括空氣、氧氣、水蒸汽和/或惰性氣體；塑料層在等離子體的作用下和光輻射下硬化。最好等離子體和光輻射相繼作用。采用紫外光輻射對硬化是特別有利的.等離子體處理過程引起塑料的表面激活，從而改善與可能在其上涂敷的塑料層的附著。下面結(jié)合幾個實施例來說明本發(fā)明。在例1至例4中，在不同的假牙合金上涂敷塑料，然后測量抗拉抗剪強度與煮沸時間的關(guān)系。其中，用本發(fā)明方法得出的結(jié)果與用先有技術(shù)的一種方法得出的結(jié)果進行對比，這兩種結(jié)果如表1所示。例1描述假牙合金“門哥爾德SG”(“MaingoldSG”-HeraeusKulzer有限責(zé)任公司產(chǎn)品)上的一種結(jié)構(gòu)，例2描述假牙合金“赫羅尼姆CE”(“HeraeniumCE”-HeraeusKulzer有限責(zé)任公司產(chǎn)品)上的一種結(jié)構(gòu)，例3描述假牙合金“阿爾巴本德E”(“AlbabondE”HeraeusKulzer有限責(zé)任公司產(chǎn)品)上的一種結(jié)構(gòu)，例4描述“赫拉GG”(“HeraGG”-HeraeusKulzer有限公司產(chǎn)品)上的一種結(jié)構(gòu)。在全部四個例子中進行了如下的試驗等離子體在壓力為2毫巴和電壓為600伏時點燃。電流為50毫安、功率為30瓦、工件面積為8厘米2，單位面積功率為3.75瓦/厘米2。假牙合金按公知的方法用上述的四乙氧硅烷等離子體進行60秒鐘處理，并按本發(fā)明方法首先用空氣等離子體處理20秒鐘，然后用四乙氧硅烷等離子體處理60秒鐘，再用空氣等離子體處理20秒鐘。緊接著在已形成的二氧化硅(SiO2)層上用刷子涂一層“普利美”(“Primer”是HeraeusKulzer有限責(zé)任公司生產(chǎn)的一種硅密封劑)，然后涂一層“阿帕卡”(“Artglass-Opaker”是HeraeusKulzer有限責(zé)任公司產(chǎn)品)，并用紫外光聚合90秒鐘。接著涂再次牙質(zhì)并分別用光聚合90秒鐘，然后再次涂牙質(zhì)并用紫外光聚合180秒鐘。塑料涂層厚度總共為3毫米?？估辜魪姸鹊臏y定按德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN53286進行。表1抗拉抗剪強度值(兆帕)與煮沸時間的關(guān)系從表1可知，按本發(fā)明處理的材料的抗拉抗剪強度值明顯高于按先有技術(shù)處理達到的強度值。例5和例6描述假牙合金表面封閉的方法，在封閉表面上進行24小時煮沸試驗后確定封閉層的抗拉抗剪強度。表2表示這兩個例子的試驗結(jié)果。在這兩個例子中，按本發(fā)明得出的結(jié)果(用封閉)與相同預(yù)處理后沒有封閉得出的結(jié)果進行了對比。例5描述在假牙合金“赫拉GG”(“HeraGG”是HeraeusKulzer有限責(zé)任公司的產(chǎn)品)上(用刷子)涂一層“普利美”(“Primer”是HeraeusKulzer有限責(zé)任公司生產(chǎn)的一種硅密封劑)的涂層結(jié)構(gòu)，然后涂一層“阿帕卡”(“Artglass-Opaker”是HeraeusKulzer有限責(zé)任公司的產(chǎn)品)并用紫外光聚合90秒鐘。接著涂兩次牙質(zhì)并分別用紫外光聚合90秒鐘，然后再次涂牙質(zhì)并用紫外光聚合180秒鐘。塑料層厚度總共為3毫米。例6描述一種相似于例5的結(jié)構(gòu)。與例5不同的是，例6在涂普利美之前按例1至例4所述的本發(fā)明方法用等離子體進行了假牙合金的處理，所以例6的復(fù)合材料即使沒有封閉膜也比例5相應(yīng)結(jié)構(gòu)的抗拉抗剪強度值高。工件結(jié)構(gòu)表面的封閉在兩個例子中都是這樣進行的等離子體在壓力2毫巴和電壓600伏時點火。電流為50毫安，功率為30瓦，工件面積為8厘米2。在涂塑料層時，準(zhǔn)確的單位面積功率不是輕而易舉就可精確確定的，但這種單位面積功率低于在相同等離子體參數(shù)(點火電壓、電流、功率)的情況下在金屬上涂敷時的單位面積功率。在此例中，單位面積功率大約為1.88瓦/厘米2。作為等離子體采用四乙氧硅烷等離子體，在硅烷-空氣混合物中的四乙氧硅烷為70至90克分子百分?jǐn)?shù)。用四乙氧硅烷等離子體的處理時間幾乎可任意變化，主要由封閉層的厚度來確定。涂層的生長速度約為1微米/分。在此例中，涂敷時間(處理時間)為120秒。這樣產(chǎn)生的封閉層為2微米厚?？估辜魪姸鹊臏y定根據(jù)德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN53286進行。表224小時煮沸試驗后的抗拉抗剪強度值(兆帕)</tables></tables>在這兩個例子中，四乙氧硅烷封閉層的結(jié)構(gòu)比沒有按本發(fā)明方法封閉的結(jié)構(gòu)具有較高的抗拉抗剪強度。這種二氧化硅封閉減少了濕度通過塑料，從而提高了復(fù)合物的腐蝕穩(wěn)定性，也即是說，封閉層起著從外向里的防滲透作用。在相反的方向內(nèi)也具有類似的作用，所以至少大大地限制了從復(fù)合物中滲出塑料成分。這樣，就可通過測定抗拉抗剪強度間接地推斷封閉層的有效性。權(quán)利要求1.工件特別是假牙零件的表面和表層用一種氣體等離子體處理的一種方法，這種方法是將工件暴露在等離子體中，并借助于等離子體使氣體成分與工件的表面牢固結(jié)構(gòu)，然后在表面上涂敷一種塑料，其特征在于，首先將表面暴露在一種由包括空氣、氧氣、水蒸汽和/或惰性氣體的氣體形成的等離子體中，然后用一種氣體構(gòu)成等離子體，在這種等離子體中摻入一種硅有機化合物，其中在工件的表面上構(gòu)成一層含硅酸鹽的膜，然后用氣體形成等離子體，這種氣體主要包括空氣、氧氣、水蒸汽和/或惰性氣體。2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在0.01至10毫巴、特別是0.1至5毫巴的真空中進行等離子體處理。3.按權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，用任一種混合氣體的處理時間都為10至300秒，特別是20秒至60秒，被處理面的功率密度介于2和5000毫瓦/厘米2，特別是1000和4000毫瓦/厘米2之間。4.按權(quán)利要求1至3任一項的方法，其特征在于，摻入該氣體中的有機化合物相當(dāng)于該氣體的0.01至50克分子百分?jǐn)?shù)，特別是0.1至30克分子百分?jǐn)?shù)。5.按權(quán)利要求1至4任一項的方法，其特征在于，硅有機化合物為四乙氧硅烷、四甲基硅烷或六甲基二硅氧烷。6.按權(quán)利要求1至5的方法，其特征在于，等離子體通過頻率為10赫至60千赫、特別是30赫至20千赫的一種交流電放電或通過一種微波放電來產(chǎn)生。7.按權(quán)利要求1至6的方法，其特征在于，在等離子體處理后，工件在0.01至1毫巴的壓力中持續(xù)處理10至300秒和/或50至1200℃的溫度中持續(xù)處理20至60秒。8.按權(quán)利要求1的方法的用途為處理金屬表面。9.按權(quán)利要求1的方法的用途為處理塑料表面。10.工件特別是假牙零件的表面用一種氣體等離子體處理的方法，這種方法將工件暴露在等離子體中，并借助于等離子體使氣體成分與工件的表面牢固結(jié)合，其特征在于工件的表面由一種塑料或陶瓷構(gòu)成；氣體包括空氣、氧氣、水蒸汽和/或惰性氣體以及一種硅有機化合物；工件的表面至少部分地用一層自身封閉的含硅酸鹽層覆面。11.按權(quán)利要求10的方法，其特征在于，等離子體處理在0.01至10毫巴、特別是0.1至5毫巴的真空中進行。12.按權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，硅有機化合物按20至90克分子百分?jǐn)?shù)、特別是按30至80克分子百分?jǐn)?shù)摻入氣體中。13.按權(quán)利要求10至12任一項的方法，其特征在于，硅有機化合物為四乙氧硅烷、四甲基硅烷或六甲基二硅氧烷。14.按權(quán)利要求10至13任一項的方法，其特征在于，含硅酸鹽層的厚度為0.1至5微米，特別是0.3至3微米。15.按權(quán)利要求10至14任一項的方法，其特征在于，涂敷時間為10至300秒，特別是20至60秒，被處理面的功率密度介于2和5000毫巴/厘米2、特別是1000和4000毫瓦/厘米2之間。16.按權(quán)利要求10至15任一項的方法，其特征在于，等離子體通過頻率為10赫至60千赫、特別是30赫至20千赫的一種交流電放電或通過一種微波放電來產(chǎn)生。17.按權(quán)利要求10至16任一項的方法，其特征在于，在等離子體處理后工件在0.01至1毫巴壓力中持續(xù)處理10至300秒和/或在50至120℃的溫度中持續(xù)處理20至60秒。18.工件特別是假牙零件用一種氣體等離子體處理的方法，這種方法將工件暴露在等離子體中，其特征在于該工件用一種光聚合的塑料，特別是用一種假牙塑料涂敷；該氣體包括空氣、氧氣、水蒸汽和/或惰性氣體；塑料涂層在等離子體作用下和光輻射下硬化。19.按權(quán)利要求18的方法，其特征在于，等離子體和光輻射相繼作用。20.按權(quán)利要求18或19的方法，其特征在于，采用紫外光輻射。21.按權(quán)利要求18至20任一項的方法，其特征在于，用塑料涂敷的工件用一種惰性氣體最好用氮氣吹拂和同時或在吹拂后進行光輻射。22.按權(quán)利要求18至21任一項的方法，其特征在于，等離子體處理在0.01至10毫巴、特別是0.1至5毫巴的真空中進行。23.按權(quán)利要求18至22任一項的方法，其特征在于在被處理面的功率密度介于2和5000毫瓦/厘米2、特別是介于1000和4000毫瓦/厘米2之間的情況下，涂敷時間為10至300秒，特別是20至60秒，涂敷在壓力為0.01至10毫巴、特別是0.1至5毫巴的壓力中進行。24.按權(quán)利要求18至23任一項的方法，其特征在于，等離子體通過頻率為10赫至60千赫，特別是30赫至20千赫的一種交流電放電或通過一種微波放電來產(chǎn)生。全文摘要本發(fā)明涉及特別是假牙零件的表面和表層處理的一種方法,這種方法通過前后緊接著的多次不同的等離子體處理而在等離子體處理的表面和隨后涂敷的塑料膜之間達到高的附著強度。此外,本發(fā)明涉及一種方法,這種方法借助于等離子體處理在工件表面上覆蓋即封閉一層含硅酸鹽層。文檔編號B05D7/24GK1197629SQ98106099公開日1998年11月4日申請日期1998年3月10日優(yōu)先權(quán)日1997年3月11日發(fā)明者S·奧鮑斯基,D·舍德爾,H·J·蒂勒爾申請人:赫羅伊斯庫爾澤有限公司