DD238812C2

DD238812C2 - METHOD FOR PRODUCING LUBRICATION, SLIDE AND ANTISREAD LAYERS ON BEARINGS AND SLIDING ELEMENTS OF WATCHES

Info

Publication number: DD238812C2
Application number: DD27782985A
Authority: DD
Inventors: Armin Ferse; Klaus Lunkwitz; Dietmar Handte; Reimund Herrmann; Guenther Gruebel; Joachim Stauch
Original assignee: Ruhla Uhren Veb K
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1989-05-03
Also published as: DD238812B1; DD238812A1

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schmier-, Gleit- und Antispreadschichten auf Lager- und Gleitelementen von Uhren, insbesondere auf nichtmetallischen unc metallischen Lager- und Gleitelementen von UhrenThe invention relates to a method for producing lubricating, sliding and Antispreadschichten on bearing and sliding elements of watches, especially on non-metallic unc metallic bearing and sliding elements of watches

Characteristic of the known state of the art

Die DE-PS 31 06184. betrifft ei η Verfahren zur Schmierung vor Gleitsteilen, Lagern, hand-und Winkelstucken und Turbinen lagern mit hohen Drehzahlen Verwendet werden zwei Schmiermittel, wovon das eine ein Polymer und das andere ein Ol eventuell in Verbindung mit Additiven ist. Dabei wird auf die Schmierstelle das Polymer, insbesondere ein Fluorpolymer aus einer Losung mit 0,1 bis 10% des Polymers aufgebracht und anschließend mit einem polaren Ol geschmiert.The DE-PS 31 06184. concerns ei η method for lubrication against sliding parts, bearings, hand and Winkelstucken and turbines store at high speeds Two lubricants are used, one of which is a polymer and the other an oil possibly in conjunction with additives. In this case, the polymer, in particular a fluoropolymer from a solution with 0.1 to 10% of the polymer is applied to the lubrication point and then lubricated with a polar oil.

Im einzelnen werden die entfetteten Lager und Getnebeteile der Antriebe usw in eine Losung eines Kunststoffes, ζ. Β einer Fluorpolymerlosung mit einem Masseanteil von 0,1 bis 10°Ό getaucht Nach Abdunsten des leicht fluchtigen Losungsmittels verbleibt auf den Flachen der Lager und Getriebe ein Kunststoff-Film. Der Kunststoff-Film hat die Eigenschaft, nachtraglich eingebrachte Schmiermittel zu haltenIn detail, the degreased bearings and Benebeteile the drives etc in a solution of a plastic, ζ. Β of a fluoropolymer solution with a mass fraction of 0.1 to 10 ° Ό immersed After evaporation of the volatile solvent, a plastic film remains on the surfaces of the bearings and gears. The plastic film has the property of holding subsequently introduced lubricants

Fur die Herstellung des Kunststoff-Filmes können herkömmliche bekannte Epilamisierungsmittel verwendet werden Das Gemisch aus gelöstem Kunststoff und Losungsmitteln kann daruberhmaus durch Sprühen aufgebracht werden Das vorstehend genannte Fluorpolymer ist beispielsweise für die Uhrenindustrie nicht anwendbar, da z. B. Polymerfeinstpulver mit einer Korngroße unter 1 μηη mit einem Ultratouraxruhrer suspendiert werden kann, aber nach Verdunsten des Losungsmittels ein fleckiger Überzug entsteht. Weiterhin wird bei den in der feinmechanischen Industrie üblichen Reinigungsvorgangen das genannte Fluorpolymer sehr leicht von der Oberflache abgewaschen.For the production of the plastic film, conventionally known epilating agents can be used. The mixture of dissolved plastic and solvents can be applied over it by spraying. The above-mentioned fluoropolymer is not applicable to the watch industry, e.g. B. Polymer fine powder with a particle size of less than 1 μηη can be suspended with an Ultratouraxruhrer, but after evaporation of the solvent, a spotty coating is formed. Furthermore, in the cleaning processes customary in the precision engineering industry, said fluoropolymer is very easily washed off the surface.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Schmier-, Gleit und Antispreadschicht herzustellen, die gegen die Losungswirkung von Reimgungs- und Schmiermitteln bestandig istThe aim of the invention is to produce a lubricating, lubricating and antispreading layer which is resistant to the action of solvents and lubricants

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, en Verfahren zur Herstellung von Schmier-, Gleit- und Antispreadschichten zu entwickeln, welches bei Lager- und Gleitelementen metallischer und nichtmetallischer Art anwendbar ist. nach Anwendung bei Lagerelementen das Kriechen oder Spreiten von Schmiermitteln verhindert und bei Gleitelmenten den Reibungswiderstand verringert.The invention has for its object to develop en method for the production of lubricating, sliding and Antispreadschichten, which is applicable to bearing and sliding metallic and non-metallic nature. prevents the creeping or spreading of lubricants after use with bearing elements and reduces the frictional resistance in Gleitelmenten.

Erfindungsgemaß wird dies dadurch erreicht, daß ein Gemisch von ho her molekularen Perfluoraikanen und Perfluoralkenen, wie es bei der bekannten Bestrahlung von Polytetrafluorethylen entsteht, aufgedampft oder in einer Losung von Trifluortpchlorethan oder Trifluordibromethan mit einem Haftvermittler auf der Basis von Silanen aufgebracht wird Das Gemisch wird vorteilhafterweise in einer Konzentration im Losungsmittel von 0,5 bis 10g/l verwendet. Weiter ist von Vorteil, als Haftvermittler Aminopropyltriethoxysilan einzusetzen.This is achieved according to the invention by applying a mixture of high molecular perfluoro-cancans and perfluoroalkenes, as formed in the known irradiation of polytetrafluoroethylene, or by applying it in a solution of trifluoropurane or trifluorodibromoethane with a silane-based coupling agent used in a concentration in the solvent of 0.5 to 10g / l. It is also advantageous to use aminopropyltriethoxysilane as adhesion promoter.

exemplary

Das erfindungsgemaße Verfahren zur Herstellung von Schmer-, Gleit- und Antispreadschichten und dessen Anwendung soli nachstehend an Hand von Ausfuhrungsbeispielen nahet erläutert werden.The process according to the invention for the production of analgesic, lubricating and antispread layers and the use thereof will be explained below with reference to exemplary embodiments.

Das Losen von Fluorkunststoffen in geeigneten Lösungsmitteln und das anschließende Aufbringen auf Lagerteiien und ähnlichem zur Verbesserung der Schmierwirkung ist iaut Stand der Technik bekannt Dabei war Disher die Löslichkeit von Fluoralkanen und Fluoralkenen nur bis zu einer Kettenlange von 10C-Atomen bekannt Mit dem Verfanren wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Schmier-, Gleit-und Antispreadschichten fur die Uhrenindustrie geschaffen, bei demein Gemisch von hohermolekularen Perfluoralkanen und Perfluoralkenen, wie es bei der bekannten Bestrahlung von Polytetraf'uorethylen entsteht, verwendet wird Im einzelnen lauft das Verfahren :n folgenden Schritten ab.The dissolution of fluoroplastics in suitable solvents and subsequent application to storage and the like to improve the lubricating effect is well known in the art. Disher was aware of the solubility of fluoroalkanes and fluoroalkenes only up to a chain length of 10C atoms A process for the preparation of lubricating, lubricating and Antispreadschichten created for the watch industry, in which a mixture of high molecular weight perfluoroalkanes and perfluoroalkenes, as it is formed in the known irradiation of Polytetraf'uorethylen is used In particular, the process proceeds in the following n steps.

Als erstes erfolgt die Herstellung des Perfluoralkan/Perfluoralken-Gemisches nach bekannten Verfahren durch Bestrahlung von Polytetrafluorethylen Dieses Gemisch von hohermolekularen Perfluoralkanen und Perfluoralkenen wird in einer Losung von Trifluortrichlorethan mit einer Konzentration von 0.5 bis 10g/I gelost. Es können dabei chemisch einheitliche Substanzen oder Gemische homologer Reihen eingesetzt werden Dieser Losung wird ein Haftvermittler auf der Basis von Silanen zugesetzt. Dabei kann es sich beispielsweise um Aminopropyltriethoxysilan handeln.First, the preparation of the perfluoroalkane / perfluoroalkene mixture by known methods by irradiation of polytetrafluoroethylene This mixture of high molecular weight perfluoroalkanes and perfluoroalkenes is dissolved in a solution of trifluorotrichloroethane at a concentration of 0.5 to 10g / I. In this case, it is possible to use chemically uniform substances or mixtures of homologous series. To this solution is added an adhesion promoter based on silanes. This may be, for example, aminopropyltriethoxysilane.

Anstelle der verwendeten Losung von Trifluortrichlorethan kann als weiteres Losungsmittel Trifluordibromethan eingesetzt werden. In diese hergestellte Losung werden im Anschluß die Teile, beispielsweise Lagerelemente von Uhren, getaucht. Ebenso können die Teile mit dieser Losung besprüht werden. Eine weitere Möglichkeit ist es. das Perfluoralkan/Perfluoralken-Gemisch auf die Teile aufzudampfen. Nach Verdampfen des Lösungsmittels bzw. nach Trocknen der Teile ergeben sich ausgezeichnete Effekte bei derEpilamisierung von Uhrenteilen. Beispielsweise haben die aus dieser Losung abgeschiedenen Schichten eine Dicke, die im nm-Bereich liegt. Damit werden keine Toleranzen der feinwerktechnischen Bauteile gefährdet. Ein besonderes Verfahren zur Fixierung der Überzüge auf den verschiedenen Teilen von Uhren ist nicht erforderlich. Die Überzüge aus demInstead of the solution of trifluorotrichloroethane used can be used as another solvent trifluorodibromoethane. In this solution prepared are subsequently the parts, such as bearing elements of watches dipped. Likewise, the parts can be sprayed with this solution. Another possibility is it. To evaporate the perfluoroalkane / perfluoroalkene mixture on the parts. After evaporation of the solvent or after drying of the parts, there are excellent effects in the epilamization of watch parts. For example, the layers deposited from this solution have a thickness which is in the nm range. Thus, no tolerances of the precision engineering components are compromised. A special method for fixing the coatings on the different parts of watches is not required. The coatings from the

auf glatten Oberflächen dauerhaft und verleihen ihnen sehr gute oleophobe Eigenschaften.Durable on smooth surfaces, giving them very good oleophobic properties.

Bei Gleitelementen wird nach Aufbringen der Schicht eine merkliche Verringerung des Reibungswiderstandes erreicht. Ein weiterer überraschender Effekt ist die mögliche Anwendung sowohl bei nichtmetallischen als auch bei metallischen Teilen. An verschiedenen Beispielen soll die Anwendung der nach dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellten Schmier-, Gleit- und Antispreadschichten im einzelnen erläutert werden.For sliding elements, a noticeable reduction of the frictional resistance is achieved after application of the layer. Another surprising effect is the potential application in both non-metallic and metallic parts. The application of the lubricating, lubricating and antispreading layers produced by the process according to the invention will be explained in detail by way of various examples.

example 1

In eine 0,23%ige Losung eines Gemisches von Perfluoralkanen und Perfluoralkenen des Siedebereiches 295³C bis 352"C (== C₂₀ bis C₂₅) in Trifluortrichlorethan und einem Haftvermittler, ζ. B. Aminopropyltriethoxysilan, werden die zu beschichtenden Einzelteile getaucht. Nach Abtropfen und Verdunsten des Lösungsmittels ist die Oleophobschicht auf den glatten Metall·, Glas-, Kristall-oder Plastoberflachen fixiert. Die Oberflächenspannung der so behandelten Teile liegt unter 1,8 χ 10~⁵N/cm. In Langzeitversuchen bis zu 2 Jahren wurde kein Trockenlaufen von Lagern festgestellt. Auch nach 6maligem Waschen mit Trichlorethylen und Ultraschallbehandlung bleibt die Oleophobierungswirkung und bei den Gleitelementen die Verringerung des Reibungswiderstandes erhalten.In a 0.23% solution of a mixture of perfluoroalkanes and perfluoroalkenes in the boiling range 295 ³ C to 352 "C (== C ₂₀ to C ₂₅ ) in trifluorotrichloroethane and an adhesion promoter, ζ B. Aminopropyltriethoxysilan, the items to be coated are immersed . After draining and evaporation of the solvent, the Oleophobschicht on the smooth metal ·, glass, crystal or plastic surfaces is fixed. the surface tension of thus treated parts is below 1.8 χ 10 ^-5 N / cm. In long-term tests up to 2 years no running dry of bearings was observed, and even after washing 6 times with trichlorethylene and ultrasonication, the oleophobizing effect was maintained and the sliding elements retained the reduction in frictional resistance.

Example 2

Eine 0,32%ige Losung eines Gemisches von Perfluoralkanen und Perfluoralkenen des Siedebereiches 225'C bis 300³C (=Ci₅ bis C₂o) in Trifluordibromethan unter Zusatz des Haftvermittlers wurde auf zu beschichtende Teile aus Metall, Glas, Kristall oder Plast gesprüht. Nach Verdunsten des Losungsmittels betragt die Oberflachenspannung der so behandelten Teile weniger als 1,85 x 10~⁵N/cm. In Langzeitversuchen ergaben sich die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1.A 0.32% solution of a mixture of perfluoroalkanes and perfluoroalkenes in the boiling range 225'C to 300 ³ C (= Ci ₅ to C ₂ o) in trifluorodibromoethane with the addition of the adhesion promoter was applied to parts of metal, glass, crystal or plastic sprayed. After evaporation of the solvent, the surface tension of the treated parts amounts to less than 1.85 × 10 ^-5 N / cm. Long-term tests gave the same good results as in Example 1.

Example 3

Ein Gemisch von Perfluoralkanen und Perfluoralkenen im Siedebereich über 350°C(= großer als C₂S) wird auf die zu beschichtenden Einzelteile aufgedampft. Die Uberzugsschicht haftet fest auf den Substraten. Die so beschichteten Einzelteile haben eine Oberflächenspannung von weniger als 1,8 χ 10~⁵N/cm. In Langzeitversuchen ergaben sich die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1.A mixture of perfluoroalkanes and perfluoroalkenes in the boiling range above 350 ° C (= greater than C ₂ S) is evaporated on the individual parts to be coated. The coating layer adheres firmly to the substrates. The thus-coated items have a surface tension of less than 1.8 χ 10 ^-5 N / cm. Long-term tests gave the same good results as in Example 1.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, daß die zur Schmierung aufgebrachten Öle nicht völlig abgestoßen werden, sondern in den Lagern fixiert bleiben und dort ihre Schmierwirkung entfalten. Weiterhin sind die nach Verdunsten des Losungsmittels erzeugten Schichten des Gemisches aus Perfluoralkanen und Perfluoralkenen gegen die Losungswirkung von Reinigungsmitteln, wie z. B. Trichlorethylen, auch unter Einwirkung von Ultraschall beständig und werden von den zur Schmierung eingesetzten Ölen nicht gelost.By the method according to the invention it is achieved that the oils applied for lubrication are not repelled completely, but remain fixed in the bearings and unfold their lubricating effect there. Furthermore, the generated after evaporation of the solvent layers of the mixture of perfluoroalkanes and perfluoroalkenes against the solvent effect of cleaning agents such. As trichlorethylene, even under the action of ultrasound and are not solved by the oils used for lubrication.

Aufeinander gleitenden Elementen verleihen die aufgebrachten Schichten sehr gute antiadhesive und Gleiteigenschaften. Die Gleitelemente erhalten dadurch eine Gleitreibungszahl zwischen 0,01 und 0,2. Es besteht kein Unterschied zwischen dem dynamischen und dem statischen Reibungskoeffizienten. Diese ausgezeichneten Effekte macht man sich z. B. bei der Anwendung in der Schaltmechanik bei der Datumsanzeige von Uhren zunutze. Durch die erzeugten mikroskopisch feinen Schichten erfolgt ohne Anwendung von Schmiermitteln eine hemmungsfreie Schaltung. Beispielsweise verringert sich beider Datumsschaltung von Uhren die aufgewendete Kraft zur Weiterschaltung der Datumsscheibe um 60%.On overlapping elements, the applied layers impart very good anti-adhesive and anti-friction properties. The sliding elements thereby receive a sliding friction coefficient between 0.01 and 0.2. There is no difference between the dynamic and the static coefficient of friction. These excellent effects are made for. B. when used in the switching mechanism in the date display of clocks advantage. Due to the microscopically fine layers produced without the use of lubricants an inhibition-free circuit. For example, reduces the power used to advance the date disc by 60% on date switching of clocks.

Zusammenfassend ist mit dem vorgeschlagenen Verfahren und den dadurch im Endeffekt erzeugbaren Schichten bei metallischen und nichtmetallischen Teilen einmal eine Fixierung von Schmiermitteln in Lagern möglich und zum anderen wird der Reibungswiderstand von Elementen, die ohne Schmierung aufeinander gleiten, herabgesetzt.In summary, with the proposed method and thus ultimately producible layers in metallic and non-metallic parts once a fixation of lubricants in bearings possible and on the other hand, the frictional resistance of elements that slide on each other without lubrication, reduced.

Das Verfahren ist besonders in der Uhrenindustrie, aber auch bei anderen feinwerktechnischen Ausrüstungen einsetzbar. Ein besonderer Vorteil der Anwendung besteht dann, daß beide vorstehend erläuterten Effekte gleichzeitig in einem Gerat an den entsprechenden Stellen erzielt werden. Die Erzeugung der Schichten kann somit für beide Effekte in einem technologischen Schritt erfolgen.The method can be used especially in the watch industry, but also in other precision engineering equipment. A particular advantage of the application is that both effects described above are achieved simultaneously in a device at the appropriate locations. The generation of the layers can thus take place for both effects in a technological step.

Claims

1. A process for the preparation of lubricating, sliding and Antispreadschichten on bearing and sliding elements of watches, in which a fluorocarbon compound is used, characterized in that a mixture of higher molecular weight perfluoroalkanes and perfluoroalkenes, as in the known irradiation of polytetrafluoroethylene is formed, vapor-deposited or applied in a solution of trifluorotrichloroethane or trifluorodibromoethane with a coupling agent based on silanes.

2. The method according to claim 1, characterized in that a concentration of the mixture in the solvent of 0.5 to 10 g / l is used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that is used as an adhesion promoter aminopropyltriethoxysilane.