Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines vorzugsweise als Pulverbeschichtungsmaterial und/oder Schmelzkleber einsetzbaren Kunststoffes sowie dessen Verwendung.

Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Pulver- beschichtungsmaterialien bekannt, bei denen in der Regel eine Abmischung von Polyethylen mit α-olefini- schen poly eren Zusätzen erfolgt. Die polymeren Zu¬ sätze enthalten dabei bestimmte funktionelle Gruppen, die eine entsprechende Verwendung des daraus herge¬ stellten Pulverbeschichtungsmaterials ermöglicht. Hierbei ist nachteilig, daß jeweils immer nur ein Pulverbeschichtungsmaterial für eine begrenzte Anwen¬ dung hergestellt werden kann. Hingegen ist es nicht möglich, ein Pulverbeschichtungsmaterial für ein breites Anwendungsfeld herzustellen.

Weiterhin sind Schmelzkleber vor allem auf der che¬ mischen Basis von Polyvinylacetat, Polyamide, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und Polyester bekannt. Diese Schmelzkleber sind ebenfalls auf bestimmte spe¬ zielle Anwendungsfälle, deren Anforderungen sie er¬ füllen, abgestimmt, so daß einer vielseitigen Ein¬ satzmöglichkeit der Schmelzkleber starke Grenzen gesetzt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem in einfacher und kostengünstiger Weise Pulver- beschichtungsmaterialien und/oder Schmelzkleber her¬ gestellt werden können, die vielseitig, das heißt für eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsge¬ bieten, einsetzbar sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Polyolefine einer Niedertemperatur-Plasmabehand¬ lung in einem Frequenzbereich von 30 kHz bis 10 GHz unterzogen werden. Unter Niedertemperatur-Plasmabe¬ handlung wird hier verstanden, daß das zu behandelnde Material selbst nicht über einen bestimmten Tempera¬ turbereich, beispielsweise 40 °C bis 60 °C, hinaus erwärmt wird. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß durch diese Plasmabehandlung die eingebrachten Polyolefine so eingestellt werden können, daß diese als Pulverbeschichtungsmaterialien bzw. Schmelzkleber übergreifend, insbesondere auch bei verschiedenen Materialien, eingesetzt werden können.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vor¬ gesehen, daß die Plasmabehandlung vorzugsweise in einem Frequenzbereich von 13,56 MHz bis 2,45 GHz durchgeführt wird. Insbesondere, wenn die Plasma¬ behandlung mit wechselnden Frequenzen, vorzugsweise mit Kombinationen verschieden hoher, wechselnder Fre¬ quenzen durchgeführt wird, kann sehr vorteilhaft auf einen unterschiedlichen chemischen Aufbau und unter¬ schiedliche Zusammensetzungen der als Ausgangsstoffe dienenden Polyolefine eingegangen werden, so daß in jedem Fall Pulverbeschichtungsmaterialien oder Schmelzkleber mit den für ihren Einsatzfall notwen¬ digen Eigenschaften hergestellt werden können.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Plasmabehandlung unter Zufuhr eines Inertgases, beispielsweise Helium und/oder Argon, oder unter Zufuhr eines Reaktionsgases, beispielsweise Sauerstoff und/oder Stickstoff, durch¬ geführt wird. Weiter bevorzugt ist, wenn die Plasma¬ behandlung nacheinander mit einem Inertgasplasma und wenigstens einem Reaktionsgasplasma oder einem Reak- tionsgasplasmagemisch oder unter Zufuhr eines Gemi¬ sches aus wenigstens einem Inertgas und einem Reak¬ tionsgas durchgeführt wird. Durch Auswahl einer auf das Ausgangsmaterial abgestimmten Zusammensetzung des Prozeßgases (Inertgas, Reaktionsgas, Reaktionsgasge¬ misch) ist es möglich, die in die Polyolefine die zum Zwecke einer Beschichtung und/oder Verklebung erfor¬ derlichen reaktiven Gruppen, beispielsweise Hydroxyl¬ gruppen, Caboxylgruppen, primäre und sekundäre Amino- gruppen im ausreichenden Maße einzubauen. Diese

Gruppen sind in der Lage, mit dem zu beschichtenden und/oder zu verklebenden Material zu reagieren und chemische Bindungen auszubilden und/oder physikalisch zu haften. Ebenfalls erzeugte polare, aber nicht re¬ aktive Gruppen (Carbonylgruppen, tertiäre Aminogrup- pen) bewirken nur eine physikalische Haftung.

Insbesondere bei einer Abfolge von Kombinationen ver¬ schiedener Frequenzen, wobei diese Kombinationen auf das jeweilige Prozeßgas und auf das Ausgangsmaterial abgestimmt sind, lassen sich Pulverbeschichtungs a- terialien und/oder Schmelzkleber mit gewünschten Eigenschaften herstellen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen angegebenen Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs¬ beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Verfahrensablauf zur Herstellung eines Pulverbeschichtungsmaterials und/oder eines Schmelzklebers in einem Flußdiagramm und

Figur 2 eine schematische Darstellung einer

Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

In der Figur 1 soll das Verfahren mit Hilfe eines Diagrammes verdeutlicht werden. In einem ersten

Schritt 10 werden die als Ausgangsmaterialien zur Verfügung stehenden Polyolefine vorbereitet. Die Polyolefine werden hier in eine Pulver- und/oder Granulatform gebracht, deren Körnungsgröße beispiels¬ weise kleiner als 1 mm ist, wobei gegebenenfalls erforderliche Zusätze, wie beispielsweise Stabilisa¬ toren, zugegeben werden. Als Ausgangsmaterialien kön¬ nen sowohl neuwertige Polyolefine als auch aus Recyclingmaterial gewonnene Polyolefine verwendet werden. Bei Polyolefinen aus Recyclingmaterial ist zu beachten, daß diese nicht zu stark geschädigt sind, das heißt, daß noch eine geeignete Molekularstruktur vorhanden ist. In einem nächsten Schritt 12 wird das vorbereitete Ausgangsmaterial in eine Prozeßkammer gegeben. Die Prozeßkammer kann dabei beispielsweise eine Drehtrommel eines an sich bekannten Plasmaofens zur Durchführung einer Niedertemperatur-Plasmabehand¬ lung sein.

In einem nächsten Schritt 14 werden die für die Be¬ handlung des Ausgangsmaterials gewünschten Proze߬ parameter und Prozeßgase eingestellt. Hierbei werden insbesondere die speziellen Kombinationen der Proze߬ gase, das heißt, eine erste Behandlung mit einem Inertgasplasma, vorzugsweise mit Helium und/oder Argon, und die nachfolgende Behandlung mit einem Reaktionsgasplasma, vorzugsweise mit Sauerstoff und/oder Stickstoff, oder auch die Behandlung mit einem Plasma, das aus einem Gemisch der vorgenannten Gase erzeugt wird, festgelegt. Weiterhin erfolgt die Einstellung der zur Plasmaerzeugung im Vakuum not¬ wendigen Hochfrequenzen und deren zeitliche Abfolge.

So sind Varianten denkbar, in der erst mit einer niederen Frequenz, beispielsweise 13,56 MHz, und anschließend mit einer höheren Frequenz, beispiels¬ weise 2,45 GHz, eine Plasmabehandlung durchgeführt wird. Darüber hinaus ist eine alternierende Zuschal¬ tung der Frequenzen denkbar. Selbstverständlich kön¬ nen auch andere Frequenzen in beliebiger, frei wählbarer Reihenfolge zur Durchführung der Plasmabe¬ handlung eingestellt werden. Im übrigen wird die gewünschte Drehzahl der Drehtrommel, beispielsweise im Bereich zwischen 4 und 20 Umdrehungen pro Minute, sowie der gewünschte Prozeßdruck, der beispielsweise im Bereich zwischen 0,3 mbar und 1 mbar liegt, eingestellt. Während der Plasmabehandlung kann der Prozeßdruck verfahrensbedingt Schwankungen unter¬ liegen. Weiterhin wird die Behandlungsdauer festge¬ legt, mit der die Behandlung des Ausgangsmaterials erfolgt. Diese beträgt beispielsweise zwischen 15 und 600 s. Die genannten Prozeßparameter bzw. Prozeßgase können untereinander in beliebiger Zusammenstellung variiert werden und sind insbesondere auf die Zu¬ sammensetzung des jeweiligen konkret vorliegenden Ausgangsmaterials abgestimmt.

In einem nächsten Schritt 16 erfolgt dann die Plasma¬ behandlung des Ausgangsmaterials mit den in dem Schritt 14 eingestellten Prozeßparametern bzw. Prozeßbedingungen. Hierbei ist es ebenfalls denkbar, daß während der Plasmabehandlung in dem Schritt 16 eine Veränderung und/oder Anpassung der Prozeßpara¬ meter, beispielsweise durch eine Regelung, erfolgen kann. Durch die beschriebene Kombination der Pro-

zeßgase und der Prozeßparameter der Niedertemperatur- Plasmabehandlung ist der zum Zweck einer Beschichtung und/oder Verklebung erforderliche Einbau reaktiver Gruppen in Abhängigkeit von dem eingesetzten Aus- gangsmaterial in die Polyolefine in ausreichendem Maße erreichbar.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pulverbeschichtungsmaterialien und/oder Schmelzkleber können aus allen zur Gruppe der Polyolefine gehören¬ den Verbindungen, beispielsweise aus allen Poly- ethylentypen (LDPE, LLDPE, HDPE) sowie Polypropylen hergestellt werden.

Mit den hergestellten Pulverbeschichtungsmaterialien und/oder Schmelzklebern können sämtliche Werkstoffe, deren Schmelztemperatur oberhalb der Verarbeitungs¬ temperatur der erfindungsgemäßen Stoffe liegt, bei¬ spielsweise ca. 120 °C bis 180 °C, beschichtet und/oder verklebt werden. Dies können beispielsweise so unterschiedliche Werkstoffe wie Glas, Keramik, Stahl, Aluminium, Holz, Papier und Polymere sein. Diese Werkstoffe können vorbeschichtet oder ander¬ weitig vorbehandelt sein. Mit den erfindungsgemäßen Stoffen sind Beschichtungen und/oder Verklebungen erreichbar, die gegen äußere mechanische und/oder chemische Beeinflussungen weitgehend resistent sind und eine dauerhafte und gute Haftfestigkeit auf¬ weisen. Durch diese vorteilhaften Eigenschaften ist ein Einsatz der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Beschichtungsmatertialien vorzugsweise in solchen Bereichen möglich, die sehr hohe Anfor-

derungen an eine Beschichtung stellen. Dies sind insbesondere eine Unterbodenbeschichtung im Auto¬ mobilbau oder eine Beschichtung von Schiffsrümpfen. Darüber hinaus ist selbstverständlich jede weitere Einsatzmöglichkeit denkbar.

In der Figur 2 ist schematisch der Aufbau einer für das Verfahren einsetzbaren Vorrichtung gezeigt. Eine allgemein mit 22 bezeichnete Niedertemperaturplasma¬ anlage weist eine Drehtrommel 24 auf. Die Drehtrommel 24 dient als Prozeßkammer und kann beispielsweise aus einem beständigen Material wie Aluminium oder Edelstahl bestehen. Die Prozeßkammer ist zur Erzeu¬ gung eines Vakuums hermetisch abschließbar, wobei hier auf Einzelheiten nicht weiter eingegangen werden soll. Der Drehtrommel 24 ist eine als Reaktor dienende Einrichtung 26 zugeordnet, die mit einem Generator 28 zur Mikrowellenplasmaanregung und einer Hochfrequenzeinspeisung 32 gekoppelt ist. Weiterhin sind Zuleitungen 30 zum Heranführen von Prozeßgasen vorgesehen.

Die hier dargestellte Anordnung ist nur beispielhaft, und die Erfindung bezieht sich im einzelnen nicht auf den konkreten Aufbau der Anlage. Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich auch mit einer analogen, die einzelnen Verfahrensschritte voll¬ ziehenden Vorrichtung durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft nunmehr auf fol¬ gende Weise ab. Das ausgewählte und vorbereitete Ausgangsmaterial wird in die Drehtrommel 24 gegeben

und dort entsprechend der gewählten Drehgeschwindig¬ keit und Drehrichtung, die auch abwechselnd gewählt werden kann, vermischt. Über die Zuleitungen 30 wird das gewählte Prozeßgas bzw. Prozeßgasgemisch zuge¬ führt und über den Generator 28 in dem Reaktor 26 ein Plasma erzeugt. Die Plasmaerzeugung kann hierbei vorzugsweise mit einer Mikrowelleneinstrahlung bei Leistungen zwischen 200 und 1500 W (2,45 GHz) er¬ folgen. Das Prozeßgas oder Prozeßgasgemisch weist hierbei vorzugsweise einen Prozeßdruck zwischen 0,3 und 1 mbar auf. Über die Hochfrequenzeinspeisung 32 wird eine Frequenz von beispielsweise 13,56 MHz angelegt und ein Plasma erzeugt. Aus dem erzeugten Plasma treffen aktivierte Teilchen auf das in die Drehtrommel 24 eingefüllte Ausgangsmaterial auf. Dies bewirkt eine Strukturveränderung innerhalb des Aus¬ gangsmaterials, also des eingefüllten Polyolefins, in Form des Einbaus von polaren Gruppen (sauerstoff- und/oder stickstoffhaltig) . Diese polaren Gruppen sind sowohl reaktive Gruppen (Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, primäre und sekundäre Aminogruppen) als auch nicht reaktive Gruppen (Kabonylgruppen, ter¬ tiäre Aminogruppen) . Eine Vernetzung findet nicht statt. Durch entsprechende wechselnde Zuführung von unterschiedlichen Prozeßgasen über die Zuleitungen 30 und unterschiedliches Anlegen von Frequenzen über den Generator 28 bzw. die Hochfrequenzeinspeisung 32, kann auf unterschiedliche Zusammensetzungen der Ausgangsmaterialien Einfluß genommen werden.

In einem konkreten Beispiel wird in die Drehtrommel 24 als Ausgangsstoff LDPE (AL 22 FA) mit einer Korn-

große kleiner 1 mm eingefüllt. Als Prozeßparameter wird ein Prozeßdruck von 0,75 mbar bei einer Um¬ drehungsgeschwindigkeit von 8 Umdrehungen pro Minute der Drehtrommel 24 eingestellt. Die Leistung des Generators 28 beträgt 600 W und die der Hoch¬ frequenzeinspeisung 32 ebenfalls 600 W. Als Proze߬ gase wird ein Gemisch von Argon, Sauerstoff und Stickstoff zugeführt und der eingebrachte Aus¬ gangsstoff für die Dauer von 270 s plasmabehandelt. Der Generator 28 erzeugt dabei eine Frequenz von 2,45 GHz und die Hochfrequenzeinspeisung 32 eine Frequenz von 13,56 MHz. Mit dem nach Beendigung des Her¬ stellungsverfahrens gewonnenen Stoff kann auf Glas bei einer Verarbeitungstemperatur von 160 °C eine transparente, gut haftende Beschichtung aufgebracht werden.