[发明专利]塑料构件和用于在塑料构件上产生表面结构的方法

说明书

本发明公开了一种塑料构件(10)，其使得与摩擦副(20)的初始摩擦减小。对此，塑料构件(10)的与摩擦副(20)的表面(22)共同作用的表面(12)的至少一部分设有多个结构(13)。该结构(13)由至少一种结构类型(14)构成。在两个相邻的结构类型(14)之间构造有处在10μm至1mm范围中的间距(a)。结构类型(14)的宽度(B)处于10μm至100μm的范围中。结构类型(14)的高度(H)或深度(T)处于1μm至100μm的范围中。

技术领域

本发明涉及塑料构件。塑料构件的表面结构尤其适用于减小在塑料构件和与塑料构件共同作用的摩擦副之间的摩擦(初始摩擦)。

本发明还涉及用于在塑料构件的表面的至少一部分上产生表面结构的方法。

背景技术

为了产生具有定义的表面结构的塑料构件，目前主要有两种解决方案对用于通过压铸法制造塑料构件印模的模具的嵌件进行微结构化。用于在嵌件中制造微观结构的一种方案是超精铣削。超精铣削类似于一般的铣削工艺。但是对于超精铣削使用非常高的转速和非常精细的铣刀。由此有铣刀断裂的风险。减振的费用是相当高昂的。一般的和非常好的商业机械不能覆盖该领域。在技术上的投资在百万范围中。

用于在压铸模具的嵌件中进行微结构化的另一方案是Liga工艺。在此进行电镀造型的光刻步骤。由此制造的用于压铸模具的嵌件虽然非常精确且也适用于批量生产(例如CD)，但是该嵌件的耐持久性被限制在大约100000次。生产件数高达几亿时则需要高昂的成本。

德国专利申请DE 10 2009 019 762公开了一种用于制造具有定义结构的表面的物体的方法。在载体上涂覆液态塑料层，其可通过能量导入而硬化。因此，通过在液态塑料层的预先规定的部位上导入限定的能量能够预设和设定待实现的结构高度。

德国专利申请DE 10 2010 017 357 A1公开了一种用于制造具有微观结构和/或纳米结构的表面的主体的方法。其设置为压印模具的由金刚石、硬金属、玻璃或陶瓷构成的端部。在此，该压印模具压到主体的表面的不同部位上。在压制部位上压出凹陷部和/或产生缺口。压印模具可装有任意形状的端部并且任意形状的主体可设有凹陷部。

国际专利申请WO 03/044383A1公开了一种轴承、至少局部纳米级粗糙的轴承面的使用和用于制造具有纳米级粗糙的轴承面的轴承的方法。对轴承特性的改进(使颗粒形成最小化且减小摩擦)通过以下方式实现，即，轴承面构造成至少局部为纳米级粗糙的。这尤其通过刻蚀轴承面来实现。“微观粗糙”在此理解为构造为如此粗糙(优选直至μm的范围)的表面，即，颗粒、优选直至1μm或甚至直至10μm的颗粒能够被表面的凹陷部至少部分地容纳且尤其能够置入其中。该凹陷部或隆起部优选在轴承面上至少在微观粗糙范围中不均匀地分布，其中相邻的凹陷部通过优选同样不均匀成型的隆起部彼此分离。

欧洲专利申请EP 1 063 071 A2公开了具有侧壁的车辆轮胎，侧壁的表面至少部分地设有微观结构。微观结构在此由微观隆起部组成，其具有10至20μm的高度并且布置成相对彼此有直至25μm的间距。引入有微观结构的材料是弹性体。构造在轮胎上的微观结构不适合与摩擦副共同作用。

德国专利DE 195 18 270 C1公开了一种具有高度抛光表面的尤其由矿物材料、例如石头或花岗岩构成的防滑地面铺层以及用于制造这种防滑地面铺层的方法。地面铺层的表面通过以下方式防滑，即，在其上按统计分布地、但是不均匀地布置有透镜状的、尖棱状的、尽可能平的凹陷部(具有吸盘作用的微观划痕)，其肉眼不可见。通过有针对性地且限定地作用的激光脉冲获得具有吸盘作用的微观划痕。该文献的理论与目前发明相反，因为在该文献公开的理论提高了静摩擦。由此通过在热塑性塑料构件上的微观结构降低与摩擦副的摩擦(静摩擦)。

迄今为止存在多种方案，其能够控制或限定地设定在两个摩擦副之间的摩擦。在两个摩擦副之间的摩擦的减小可通过选择合适的材料或通过加入降低摩擦的材料来实现。同样地，为了提高在两个摩擦副之间的摩擦可进行限定的微结构化。