DD238812B1

DD238812B1 - METHOD FOR PRODUCING LUBRICATION, SLIDE AND ANTISREAD LAYERS ON BEARINGS AND SLIDING ELEMENTS OF WATCHES

Info

Publication number: DD238812B1
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: 1988-02-10
Also published as: DD238812C2; DD238812A1

Description

Field 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 und metallischen Lager- und Gleitelementen von Uhren.The invention relates to a method for producing lubricating, sliding and Antispreadschichten on bearing and sliding elements of watches, especially on non-metallic and metallic bearing and sliding elements of watches.

Characteristic of the known state of the art

Die DE-PS 31 06184 betrifft ein Verfahren zur Schmierung von Gleitstellen, Lagern, Hand-und Winkelstucken und Turbinenlagern 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 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^:Όgetaucht. Nach Abdunsten des leicht fluchtigen Losungsmittels verbleibt auf den Flachen der Lager und Ge'nebe ein Kunststoff-Filrr. Der Kunststoff-Film hat die Eigenschaft, nachträglich eingebrachte Schmiermittel zu haltenDE-PS 31 06184 relates to a method for lubricating sliding, bearings, hand and Winkelstucken and turbine bearings with 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 in detail, the degreased bearings and Benebeteile the drives, etc. in a solution of a plastic, ζ Β. a fluoropolymer solution having a mass fraction of 0.1 to 10 ^: Όdipped. After evaporation of the easily volatile solvent remains on the surfaces of the bearing and Ge'nebe a plastic Filrr. The plastic film has the property to hold subsequently introduced lubricant

Fur die Herstellung des Kunststoff-Filmes können herkömmliche bekannte Epilamisierungsmittel verwendet werden Das Gemisch aus gelöstem Kunststoff und Losungsmitteln kann daruberhinaus durch Sprühen aufgebracht werden. Das vorstehend genannte Fluorpolymer ist beispielsweise f jr die Uhrenindustrie nicht anwendbar, da ζ B Polymerfeinstpulver mit einer Korngroße unter 1 μνη mit einem Ultratouraxmhrer suspendiert werden kann, aber nach Verdunsten des Losungsmittels ein fleckiger Überzug entsteht Weiterhin wird Oei den m der feinmechanischen Industrie üblichen Reimgungsvorgangen das genannte Fluorpolymer sehr leicht von der Oberflache abgewaschen.For the preparation of the plastic film, conventionally known epilating agents may be used. The mixture of dissolved plastic and solvents may also be applied by spraying. The above-mentioned fluoropolymer is not applicable to the watch industry, for example, since a polymer fine powder having a grain size of less than 1 μνη can be suspended with an Ultratourax®, but a spotty coating is formed after evaporation of the solvent. Further, in the fine mechanical industry, the usual cleaning operations are called fluoropolymer very easily washed off the surface.

Object of the invention

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

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung I egt die Aufgabe zugrunde, sin Ve^rfahren 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 Gieitelmenten den Reibungswiderstand verringertThe invention I egt the object sin Ve ^r drive for the production of lubricants, slip and anti-spread layers to develop, which is applicable to warehousing and sliding elements of metallic and non-metallic nature, prevents creeping or spreading of lubricants to use in bearing elements and in Gieitelmenten reduces the frictional resistance

Erfindungsgemaß wird dies dadurch erreicht daß ein Gemisch von hohermolekularen Perfluoralkanen und Perfluoralkenen, wie es bei der bekannten Bestrahlung von Polytetrafluorethylen entsteht, aufgedampft oder in einer Losung von Trifluortrichlorethan oderTrifluordibromethan mit einem Haftvermittler auf der Basis von Silanen aufgebracht wird. Das Gemisch wird vorteil hafterweise in einer Konzentration im Losungsmitte von 0,5 bis 10 g/1 verwendet Weiter ist von Vorteil, als Haftvermittler Aminopropyltriethoxysilan einzusetzenAccording to the invention, this is achieved by applying a mixture of high molecular weight perfluoroalkanes and perfluoroalkenes, as produced in the known irradiation of polytetrafluoroethylene, by vapor deposition or applying them in a solution of trifluorotrichloroethane or trifluorodibromoethane with a silane-based coupling agent. The mixture is advantageously used in a concentration in the middle of the solution of 0.5 to 10 g / 1 Next, it is advantageous to use as adhesion promoter aminopropyltriethoxysilane

embodiment

Das erfmdungsgemaße Verfahren zur Herstellung von Scnmier-, Gleit- und Antispreadschichten und dessen Anwendung soll nachstehend an Hand von Ausfuhrungsbeispielen naher erläutert werdenThe erfmdungsgemaße method for the preparation of Scnmier-, sliding and Antispreadschichten and its application will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments

Das Losen von Fluorkunststoffen η geeigreten Losungsmitteln und das anschließende Aufbringen auf Lagerteilen und ahnlichem zur Verbesserung der Schmierwirkung ist laut Stand der Technik bekannt. Dabei war bisher die Löslichkeit von Fluoralkanen und Fluoralkenen nur bis zu einer Kettenlange von IOC-Atomen bekannt. Mit dem Verfahren wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Schmier-, Gleit- und Antispreadschichten fur die Uhren Industrie geschaffen, bei dem ein Gemisch von hohermolekularen Perfluoralkanen und Perfluoralkenen, wie es bei der bekannten Bestrahlung von Polytetrafluorethylen entsteht, verwendet wird Im einzelnen lauft das Verfahren in folgenden Schritten abThe dissolution of fluoroplastics, and the subsequent application to bearing parts and the like for improving the lubricating effect is known in the prior art. The solubility of fluoroalkanes and fluoroalkenes has been known only up to a chain length of IOC atoms. The process provides a further process for the production of lubricating, lubricating and antispread coatings for the watch industry, in which a mixture of high molecular weight perfluoroalkanes and perfluoroalkenes, as produced in the known irradiation of polytetrafluoroethylene, is used in the following 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 Lösung von Trifluortrichlorethan mit einer Konzentration von 0,5 bis 10g/l gelost. Es können dabei chemisch einheitliche Substanzen oder Gemische homologer Reihen eingesetzt werden. Dieser Lösung wird ein Haftvermittler auf der Basis von Silanen zugesetzt. Dabei kann es sich beispielsweise um Aminopropyltriethoxysilan handeln.First, the preparation of 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 10 g / l. It can be used chemically uniform substances or mixtures of homologous series. To this solution is added a coupling agent based on silanes. This may be, for example, aminopropyltriethoxysilane.

Anstelle der verwendeten Lösung von Trifluortrichlorethan kann als weiteres Lösungsmittel Trifluordibromethan eingesetzt werden. In diese hergestellte Lösung werden im Anschluß die Teile, beispielsweise Lagerelemente von Uhren, getaucht. Ebenso können die Teile mit dieser Lösung 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 der Epilamisierung von Uhrenteilen. Beispielsweise haben die aus dieser Losung abgeschiedenen Schichten eine Dicke, die im nm-Bereich liegt. Damit werden keine Toleranzen derfeinwerktechnischen 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 a further 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 to evaporate the perfluoroalkane / perfluoroalkene mixture onto 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 Oberflachen dauerhaft und verleihen ihnen sehr gute oleophobe Eigenschaften.durable on smooth surfaces and give 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 erfindungsgemäßen 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 295'C bis 352 ⁰C(A C₂o 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 Plastoberflächen fixiert. Die Oberflächenspannung der so behandelten Teile liegt unter 1,8 x 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'C to 352 ⁰ C (AC ₂ o to C ₂₅ ) in trifluorotrichloroethane and an adhesion promoter, ζ. As aminopropyltriethoxysilane, the items to be coated are immersed. After dripping and evaporation of the solvent, the oleophobic layer is fixed on the smooth metal, glass, crystal or plastic surfaces. The surface tension of thus treated parts is less than 1.8 x 10 ^-5 N / cm. In long term trials up to 2 years, no dry running of storage was detected. Even after washing 6 times with trichlorethylene and ultrasound treatment, the oleophobizing effect and in the sliding elements the reduction of the frictional resistance is maintained.

Example 2

Eine 0,32%ige Lösung eines Gemisches von Perfluoralkanen und Perfluoralkenen des Siedebereiches 225°C bis 300⁰C (=C,₅ bis C₂₀) in Trifluordibromethan unter Zusatz des Haftvermittlers wurde auf zu beschichtende Teile aus Metall, Glas, Kristall oder Plast gesprüht. Nach Verdunsten des Lösungsmittels beträgt die Oberflächenspannung der so behandelten Teile weniger als 1,85 χ 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 ⁰ C (= C, ₅ to C ₂₀ ) in trifluorodibromoethane with the addition of the adhesion promoter was applied to parts to be coated metal, glass, crystal or plastic sprayed. After evaporation of the solvent, the surface tension of the treated parts less than 1.85 χ 10 is ~ 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 35O⁰C (= größer als C₂₅) wird auf die zu beschichtenden Einzelteile aufgedampft. Die Uberzugsschicht haftet fest auf den Substraten. Die so beschichteten Einzelteile haben eine Oberflachenspannung 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 35O ⁰ C (= greater than C ₂₅ ) is evaporated on the individual parts to be coated. The coating layer adheres firmly to the substrates. The thus-coated items have surface tension of less than 1.8 χ 10 ^"5 N / cm. In long-term experiments, the same good results as in Example 1 revealed.

Durch das erfindungsgemaße 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 Lösungswirkung von Reinigungsmitteln, wie z.B. Trichlorethylen, auch unter Einwirkung von Ultraschall bestandig und werden von den zur Schmierung eingesetzten Ölen nicht gelost.The inventive method ensures that the oils applied for lubrication are not completely repelled, but remain fixed in the camps and unfold their lubricating effect there. Furthermore, the layers of the mixture of perfluoroalkanes and perfluoroalkenes produced after evaporation of the solvent are resistant to the dissolving action of cleaning agents, such as e.g. Trichlorethylene, even under the influence of ultrasound and are not dissolved by the oils used for lubrication.

Aufeinander gleitenden Elementen verleihen die aufgebrachten Schichten sehr gute antiadhäsiveund Gleiteigenschatten. 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 bei der 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-slip 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, in the date switching of clocks, the force used to advance the date disc is reduced by 60%.

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 darin, daß beide vorstehend erläuterten Effekte gleichzeitig in einem Gerat an den entsprechenden Stellen erzielt werden. Die Erzeugung der Schichten kann somit fur 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

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 high molecular weight perfluoroalkanes, as formed in the known irradiation of polytetrafluoroethylene, vapor-deposited or applied in a solution of trifluorotrichloroethane or trifluorodibromoethane with a silane-based coupling agent.

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.