November 22, 2017
Beschichtung
Dünn und dauerhaft – Trelleborg Beschichtungsverfahren für medizintechnische Dichtungen
Auf der Fachmesse Compamed 2017 in Düsseldorf zeigte der Dichtungshersteller Trelleborg Sealing Solutions ein neuartiges Beschichtungsverfahren. Mit ihm lassen sich Elastomere bis auf wenige hundert Nanometer dünn beschichten. Dadurch wird der sonst hohe Reibungskoeffizient von Elastomeren deutlich gesenkt und deren Gleiteigenschaften stark verbessert. Dies vereinfacht die Montage von Dichtungssystemen und steigert die Qualität und Lebensdauer medizintechnischer Geräte. Über die nanoskalige Beschichtung senkt Trelleborg die bisherige Schichtdicke um den Faktor zehn bis 50 gegenüber herkömmlichen Beschichtungssystemen. Da das neue Verfahren eine sehr hohe Stabilität aufweist, ist es resistent gegen die Sterilisation mit Gammastrahlen, Ethylenoxid oder Heißdampf. Dies prädestiniert die Beschichtung für den Einsatz in medizinischen und pharmazeutischen Anwendungen.
„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 stellt der Dichtungsspezialist Trelleborg Sealing Solutions 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 in keinster Weise. 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. „Wir wollen die diesjährige Compamed nutzen, um auf dem Trelleborg Messestand unseren Besuchern tiefere Einblicke in unsere neue Beschichtungstechnologie zu geben. Zudem wollen wir mit Kunden konkrete Anwendungsszenarien durchspielen.“
Source: Trelleborg Sealing Solutions II Note: Content may be edited for length and style.