DE102009005239A1 - Method for treating a component made of silicon, comprises fluorinating the component for reducing the stickiness and the frictional resistance of the surface of the component - Google Patents
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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.The invention is based on the object to provide components consisting of silicone, which have no sticky surface.
The invention therefore provides a method for treating components made of silicone, in which the component is fluorinated to reduce the stickiness and the frictional resistance of its surface.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung eines aus Silikon bestehenden Bauteils sowie auf ein solches nach diesem Verfahren behandeltes Bauteil.The The invention relates to a method of treating a Silicone existing component as well as such treated by this method Component.
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.components made of silicone, so-called silicone moldings, are now widely used. This may be z. For example, simple seal materials in the home and trade in technology, but also in medical devices like housing and buttons for special high quality devices.
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.silicones show a wealth excellent properties. They have a high temperature resistance from -50 ° C to 200 ° C. They have a good mechanical durability and are resistant to Light, against UV and X-rays, against oxidizing and reducing agents and against steam. silicones are well tolerated by the skin and for approved for use in drinking water. They are easy to color. By this abundance With positive properties, silicone articles have a high market potential especially in demanding applications.
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.Unfortunately faces these positive characteristics a surface that has a high frictional resistance has and therefore very dull and even slightly depending on the type of silicone is sticky. In this context, one speaks of the so-called "stick-slip effect" or "rattling" when sticky silicone parts over a contact surface to be pulled.
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.These surface properties can To aggravate assembly conditions, as a result of the high friction Components are often not automatically separated and difficult or impossible not at all in the desired Position can be brought. The stickiness of the surface can lead to, that stick valves and seals in the closed position and stiff are. The surface therefore limits the number of possible Applications of silicone existing components. Come in addition, that the handle of an untreated silicone surface because of their slightly sticky Feature often is perceived as unpleasant.
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.silicone is a good electrical insulator and therefore easily electrostatically charges on. This leads to, that dust from the silicone surface which is difficult to remove from the surface leaves, because the material is slightly sticky. The dusty surface works also unsightly.
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.Around such sticky surfaces To avoid it will be the surface of the component after its completion sprinkled with talc, whereby they are more lubricious and the feel feels more comfortable. Unfortunately, that's talcum not firmly attached to the silicone, so it gradually detached from the silicone and contaminated the environment. Therefore, the use of talc not for all applications possible.
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.The The invention is therefore based on the object, consisting of silicone components to disposal to put a surface own, which permanently has a low frictional resistance and not is sticky, with the agents used not becoming a contaminant lead the environment.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass das Bauteil zur Verringerung der Klebrigkeit und des Reibwiderstandes seiner Oberfläche fluoriert wird.to solution The object of the invention provides that the component for reducing the stickiness and frictional resistance of its surface is fluorinated.
Dazu werden die Bauteile aus Silikon einer fluorhaltigen Atmosphäre ausgesetzt, also mit einem Fluorgemisch behandelt.To silicone components are exposed to a fluorine-containing atmosphere, So treated with a fluorine mixture.
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.During the Change treatment itself the surface properties of the component. The surface energy rises sharply immediately after treatment, but decreases after a few a few hours back to the initial value. Due to the fluorination is the material in the surface the components are lubricious, loses its possibly existing stickiness and receives one pleasant grip. The generated surface is chemically fixed to the Silicone bonded, so that from this surface no contamination the environment goes out. The material is right after the fluorination for the ready for further applications.
Obwohl die Oberflächenenergie nach der Behandlung nach einigen wenigen Stunden wieder auf den Anfangswert zurückfällt, bleiben überraschenderweise die positiven Gleiteigenschaften jedoch erhalten.Even though the surface energy after the treatment after a few hours back to the Initial value drops, surprisingly remain However, the positive sliding properties received.
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.As mentioned above may be dust, attracted by a sticky silicone surface was difficult to remove. By the fluorination becomes Although the electrostatic charge of the surface hardly influenced, so that dust is still attracted. This is not liable more on the surface so that a fluorinated surface is much more effective and easier to clean. The cleaning is down in the Micro-scale effective. Fluorinated silicone surfaces show self-cleaning properties.
In diesem Zusammenhang ist es interessant zu untersuchen, inwieweit die Sterilisation von Medizinprodukten durch eine Fluorierung ermöglicht oder zumindest effektiver gestaltet werden kann.In In this context, it is interesting to examine to what extent the sterilization of medical devices by fluorination allows or at least can be made more effective.
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.Preferably the component becomes fluorination in a closed reactor a fluorine-containing atmosphere exposed to 2% to 10%, preferably 4% to 8% gaseous fluorine contains.
Die Stärke der Fluorierung wird durch die Aufenthaltsdauer des Bauteils in der fluorhaltigen Atmosphäre bestimmt. Diese beträgt zwischen 10 Sekunden und 30 Minuten.The Strength The fluorination is determined by the residence time of the component in the fluorine-containing atmosphere certainly. This is between 10 seconds and 30 minutes.
Die Temperatur der fluorhaltigen Atmosphäre liegt vorzugsweise zwischen 0°C bis 60°C.The Temperature of the fluorine-containing atmosphere is preferably between 0 ° C to 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.Around a uniform concentration of the fluorine in the surface subsequent atmosphere region It is suggested that the silicone parts in the fluorine-containing atmosphere are moved and / or the fluorine-containing atmosphere is circulated.
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