Bei Elastomeren wird über die Beschichtung vor allem der Reibungskoeffizient verringert, was auch zu einer stärkeren Vereinzelung der Dichtungen führt. 
Bild: Trelleborg

Bei Elastomeren wird über die Beschichtung vor allem der Reibungskoeffizient verringert, was auch zu einer stärkeren Vereinzelung der Dichtungen führt.
Bild: Trelleborg

Mit unserem Beschichtungsverfahren gelingt es, bei Elastomeren die sonst hohen Reibungskoeffizienten signifikant zu senken und die Gleitfähigkeit von Dichtungen erheblich zu steigern“, sagt Andreas Schmiedel, Technical Manager Healthcare and Medical Europe bei Trelleborg Sealing Solutions. „Dadurch können wir klassische O-Ringe und komplexe Formteile hauchdünn im nanoskaligen Bereich überziehen. Die ursprünglichen Eigenschaften der Elastomere werden dadurch nur unwesentlich verändert und die Dichtungssysteme haben eine höhere Lebensdauer, da sich der Abrieb bei Dynamik reduziert.“

Stabil gegenüber Sterilisation mit Heißdampf

Das neue Beschichtungsverfahren stellte der Dichtungsspezialist erstmals auf der Compamed 2017 vor, der Düsseldorfer Fachmesse für Medizintechnik. Das Verfahren eignet sich insbesondere für Dichtungslösungen, die in den Bereichen Healthcare, Medizintechnik, Pharmaindustrie oder Life Sciences zum Einsatz kommen. Denn die Beschichtung ist stabil gegenüber der Sterilisation mit Gammastrahlen, Ethylenoxid oder Heißdampf, die unter anderem bei Mehrfachverwendungen von medizinischen Gerätschaften, Fermenter oder Spritzen unabdingbar ist.

Zudem erfüllt Trelleborg mit dem Beschichtungsverfahren die strengen Vorgaben für medizinische, biotechnologische und pharmazeutische Anwendungen, wie sie von Behörden wie der US-amerikanischen FDA (Food and Drug Administration) oder europäischen Standards wie der DIN EN ISO 10993 für die mikrobiologische Beurteilung von Medizinprodukten vorgeschrieben sind.

Nanoskalige Beschichtung für einfache Montage

Bei Elastomeren wird über die Beschichtung vor allem der Reibungskoeffizient verringert, was auch zu einer stärkeren Vereinzelung der Dichtungen führt. In Reinform neigen Elastomere zum Anhaften, entweder aneinander während der automatischen Montage oder an Gegenlaufflächen im dynamischen Einsatz. Letzteres verursacht den bekannten Stick-Slip-Effekt, der in vielen Anwendungen zu Problemen führt. Beschichtet lassen sich O-Ringe oder komplexe Formteile aufgrund der besseren Vereinzelung einfacher und sicherer in vorgesehene Nuten verbauen. Dies minimiert Zuführungsprobleme während der automatischen Montage und senkt die Wahrscheinlichkeit von Produktionsausfällen. Nach dem Einbau des O-Rings in die Nut werden die abzudichtenden Teile zusammengebaut. Dabei wird der O-Ring in seinem Querschnitt verpresst und dadurch die Dichtfunktion herbeigeführt. Mittels der reibungsmindernden Beschichtung können die Bauteile leichtgängig und beschädigungsfrei zusammengebaut werden, sodass der gesamte Montageprozess einfach und sicher gestaltet ist.

Die Beschichtung wird über ein neu entwickeltes Dünnschichtverfahren von Trelleborg Sealing Solutions appliziert. Damit erzielt das Unternehmen eine nanoskalige Beschichtung, die nur wenige hundert Nanometer stark und gegenüber bisherigen Verfahren rund zehn bis 50 Mal dünner ist. Die stark ausgeprägte Anhaftung an das Grundsubstrat führt dazu, dass die elastischen Eigenschaften der Polymere besser erhalten bleiben. Mikrofeine Risse in der Beschichtung, die durch Spannen und Dehnen der Dichtung bei der Montage entstehen können, schließen sich wieder vollständig und beeinflussen die Funktionalität der Beschichtung nicht. Dadurch lässt sich eine deutlich längere Haltbarkeit für Dichtungssysteme erzielen und somit auch für das medizintechnische Gerät.

Gute Substrathaftung und hohe Transparenz

Dank der guten Substratanhaftung eignet sich die Beschichtung für viele Arten von Elastomeren und thermoplastischen Systemen, darunter auch Silikone wie LSR (Liquid Silicone Rubber), Elastomerwerkstoffe wie EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer Rubber) oder thermoplastisches Polyurethan (TPU). Zudem ist die nanoskalige Beschichtung so dünn, dass sie eine hohe Transparenz besitzt und die ursprüngliche Farbe des Elastomers nicht abgedeckt wird. Die Farbe von Dichtungen kann bei der Montage eine zentrale Rolle spielen: Elastomere von O-Ringen sind meist schwarz, werden aber oft eingefärbt, um Unterschiede in Zusammensetzung, Durchmesser oder Stärke der O-Ringe optisch anzuzeigen. Mit der neuartigen Beschichtung bleibt diese Farbkennung auch nach der Beschichtung erhalten.

„Unsere Kunden haben unterschiedliche Herausforderungen, wenn es um Dichtungslösungen für ihre medizinischen, biotechnologischen oder pharmazeutischen Anwendungen geht“, ergänzt Andreas Schmiedel. Die Compamed 2017 nutzte das Unternehmen, um den Messebesuchern tiefere Ein-blicke in die neue Beschichtungstechnologie zu geben. Zudem wurden mit Kunden konkrete Anwendungsszenarien durchgespielt.

Über den Autor

Andreas Schmiedel

Technical Manager Healthcare
Medical Europe
Trelleborg Sealing Solutions Germany