DE102009005239A1

DE102009005239A1 - Verfahren zur Behandlung eines aus Silikon bestehenden Bauteiles sowie ein solches nach diesem Verfahren behandeltes Bauteil

Info

Publication number: DE102009005239A1
Application number: DE200910005239
Authority: DE
Inventors: Bernd Möller
Original assignee: FLUOR TECH SYS GmbH; FLUOR TECHNIK SYSTEM GmbH
Current assignee: FLUOR TECH SYS GmbH; FLUOR TECHNIK SYSTEM GmbH
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2010-07-22

Abstract

Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, aus Silikon bestehende Bauteile bereitzustellen, die keine klebrige Oberfläche aufweisen.
Die Erfindung sieht daher ein Verfahren zur Behandlung von aus Silikon bestehenden Bauteilen vor, bei dem das Bauteil zur Verringerung der Klebrigkeit und des Reibwiderstandes seiner Oberfläche fluoriert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung eines aus Silikon bestehenden Bauteils sowie auf ein solches nach diesem Verfahren behandeltes Bauteil.
Bauteile aus Silikon, sogenannte Silikon-Formteile, werden heutzutage vielfältig eingesetzt. Hierbei kann es sich z. B. um einfache Dichtungsmaterialien im Haushalt und in der Technik handeln, aber auch um medizintechnische Produkte wie Gehäuse und Tasten für spezielle hochwertige Geräte.
Silikone zeigen eine Fülle hervorragender Eigenschaften. Sie besitzen eine hohe Temperaturbeständigkeit von –50°C bis 200°C. Sie haben eine gute mechanische Dauerbelastbarkeit und sind beständig gegen Licht, gegen UV- und Röntgenstrahlen, gegen Oxidations- und Reduktionsmittel und gegen Dampf. Silikone sind gut hautverträglich und für den Einsatz im Trinkwasser zugelassen. Sie lassen sich gut einfärben. Durch diese Fülle positiver Eigenschaften haben sich Silikonartikel ein hohes Marktpotential gerade in anspruchsvollen Anwendungen erschlossen.
Leider steht diesen positiven Eigenschaften eine Oberfläche gegenüber, die einen hohen Reibwiderstand hat und somit sehr stumpf und je nach Art des Silikons sogar leicht klebrig ist. Man spricht in diesem Zusammenhang von dem so genannten ”Stick-Slip-Effekt” oder dem ”Rattern”, wenn klebrige Silikonteile über eine Kontaktfläche gezogen werden.
Diese Oberflächeneigenschaften können zu erschwerten Montagebedingungen führen, da durch die hohe Reibung Bauteile oftmals nicht automatisch vereinzelt und nur schwer oder gar nicht in die gewünschte Position gebracht werden können. Die Klebrigkeit der Oberfläche kann dazu führen, dass Ventile und Dichtungen in der geschlossenen Position verkleben und schwergängig sind. Die Oberfläche schränkt daher die Anzahl der möglichen Anwendungen von aus Silikon bestehenden Bauteilen ein. Hinzu kommt, dass der Griff einer unbehandelten Silikonoberfläche wegen ihrer leicht klebrigen Eigenschaft häufig als unangenehm empfunden wird.
Silikon ist ein guter elektrischer Isolator und lädt sich daher leicht elektrostatisch auf. Dies führt dazu, dass Staub von der Silikonoberfläche angezogen wird, der sich von der Oberfläche nur schwer wieder entfernen lässt, weil das Material leicht klebrig ist. Die staubige Oberfläche wirkt zudem unansehnlich.
Um solche klebrige Oberflächen zu vermeiden, wird die Oberfläche des Bauteils nach seiner Fertigstellung mit Talkum bestreut, wodurch sie gleitfähiger wird und die Haptik angenehmer erscheint. Leider ist das Talkum nicht fest mit dem Silikon verbunden, so dass es sich nach und nach vom Silikon ablöst und die Umgebung verunreinigt. Daher ist der Einsatz von Talkum nicht für alle Anwendungen möglich.
Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, aus Silikon bestehende Bauteile zur Verfügung zu stellen, die eine Oberfläche besitzen, die dauerhaft einen geringen Reibwiderstand hat und nicht klebrig ist, wobei die eingesetzten Mittel nicht zu einer Verunreinigung der Umgebung führen.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass das Bauteil zur Verringerung der Klebrigkeit und des Reibwiderstandes seiner Oberfläche fluoriert wird.
Dazu werden die Bauteile aus Silikon einer fluorhaltigen Atmosphäre ausgesetzt, also mit einem Fluorgemisch behandelt.
Während der Behandlung ändern sich die Oberflächeneigenschaften des Bauteils. Die Oberflächenenergie steigt direkt nach der Behandlung stark an, sinkt jedoch nach einigen wenigen Stunden wieder auf den Anfangswert zurück. Durch die Fluorierung wird das Material in der Oberfläche der Bauteile gleitfähig, verliert seine gegebenenfalls vorhandene Klebrigkeit und erhält einen angenehmen Griff. Die erzeugte Oberfläche ist chemisch fest mit dem Silikon verbunden, so dass von dieser Oberfläche keine Verunreinigung an die Umgebung ausgeht. Das Material ist direkt nach der Fluorierung für die weiteren Anwendungen einsatzbereit.
Obwohl die Oberflächenenergie nach der Behandlung nach einigen wenigen Stunden wieder auf den Anfangswert zurückfällt, bleiben überraschenderweise die positiven Gleiteigenschaften jedoch erhalten.
Wie oben erwähnt kann Staub, der von einer klebrigen Silikonoberfläche angezogen wurde, nur schwer wieder entfernt werden. Durch das Fluorieren wird die elektrostatische Aufladung der Oberfläche zwar kaum beeinflusst, so dass weiterhin Staub angezogen wird. Dieser haftet jedoch nicht mehr an der Oberfläche an, so dass eine fluorierte Oberfläche deutlich effektiver und leichter gereinigt werden kann. Die Reinigung ist bis hinab in den Mikromaß stab wirksam. Fluorierte Silikonoberflächen zeigen selbstreinigende Eigenschaften.
In diesem Zusammenhang ist es interessant zu untersuchen, inwieweit die Sterilisation von Medizinprodukten durch eine Fluorierung ermöglicht oder zumindest effektiver gestaltet werden kann.
Vorzugsweise wird das Bauteil zur Fluorierung in einem geschlossenen Reaktor einer fluorhaltigen Atmosphäre ausgesetzt, die 2% bis 10%, vorzugsweise 4% bis 8% gasförmiges Fluor enthält.
Die Stärke der Fluorierung wird durch die Aufenthaltsdauer des Bauteils in der fluorhaltigen Atmosphäre bestimmt. Diese beträgt zwischen 10 Sekunden und 30 Minuten.
Die Temperatur der fluorhaltigen Atmosphäre liegt vorzugsweise zwischen 0°C bis 60°C.
Um eine gleichmäßige Konzentration des Fluors in dem an die Oberfläche anschließenden Atmosphärenbereich sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dass die Silikonteile in der fluorhaltigen Atmosphäre bewegt werden und/oder die fluorhaltige Atmosphäre umgewälzt wird.

Claims

Verfahren zur Behandlung eines aus Silikon bestehenden Bauteils, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil zur Verringerung der Klebrigkeit und des Reibwiderstandes seiner Oberfläche fluoriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil in einem geschlossenen Reaktor einer fluorhaltigen Atmosphäre ausgesetzt wird, die 2% bis 10% gasförmiges Fluor enthält, vorzugsweise 4% bis 8% Fluor.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil der fluorhaltigen Atmosphäre zwischen 10 Sekunden und 30 Minuten ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der fluorhaltigen Atmosphäre zwischen 0°C bis 60°C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile in der fluorhaltigen Atmosphäre bewegt werden und/oder die fluorhaltige Atmosphäre in dem Reaktor umgewälzt wird.
Aus einem Silikon bestehendes Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die fluorierte Oberfläche selbstreinigende Eigenschaften aufzeigt.
Aus einem Silikon bestehendes Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 unterzogen wurde.