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Verfahren zur Herstellung von elastischen Verbindungen zwischen Knnstharzteilen.
Die Herstellung von Verbindungen zwischen Stücken oder Teilen von gehärtetem, praktisch unlöslichem und unquellbarem Kunstharz, insbesondere von Phenol-Formaldehydkondensationsprodukten, war bisher mit grossen technischen Schwierigkeiten verbunden, und die hergestellten Produkte genügten den Ansprüchen bei der weiteren mechanischen Bearbeitung nur in unvollkommener Weise.
Die allgemein bekannte Methode, die einzelnen aus Phenol-Formaldehydkondensationsprodukten bestehenden Teile z. B. von Zigarren-und Zigarettenspitzen durch Schrauben, Gewinde und Zapfen zu einem Stück zu vereinigen, hat den Nachteil, dass die aus dem gleichen Material (Kunstharz) hergestellten Gewinde und Schrauben infolge ihrer Sprödigkeit leicht ausbrechen. Auch war es nicht möglich, die Lage der aufeinanderfolgenden Schichtteile dauernd zu fixieren und die Einheitlichkeit des ganzen StÜckes wurde durch unvermeidliche Verschiebungen gestört.
Ein weiterer Fehler, der das gute Aussehen besonders von Galanteriewaren, die durch Verschrauben aus mehreren Stücken zusammengesetzt waren, auffällig beeinträchtigte, ist das Sichtbarwerden oder Durchscheinen des Metall-oder Kunstharzgewindes bei Verwendung von klaren, durchsichtigen oder halbtrüben Kunstharzteilen. Auch ist dieses Verfahren nur für kleinere Gegenstände verwendbar und als Handarbeit sehr kostspielig.
Man hat ferner versucht, unter Anwendung der üblichen Klebstoffe (Leim usw.) mehrschichtige Kunstharzplatten herzustellen. Der Erfolg war aber nicht befriedigend, da die erzielte Bindung mangelhaft war, überdies wirkte es störend, dass die Klebstoffschicht andere physikalische Eigenschaften hatte, als die Kunstharzschichten und dass der Klebstoff löslich oder quellfähig blieb.
Man ging dann dazu über, flüssiges, zumeist in flüchtigen Lösungsmitteln gelöstes Kunstharz als Bindemittel zu benutzen, indem man dieses auf die zu vereinigenden Kunstharzplatten auftrug und die, nach Verdampfen des zugesetzten Lösungsmittels zwischen den Platten verbleibende Kunstharzschicht wie üblich härtete. Aber auch diese Methode erwies sich als technisch unbrauchbar, weil'zu umständlich und verlustreich.
Denn die Entfernung des Lösungsmittels erforderte einen langwierigen Trocknungsproztss und dessen Rückgewinnung ist praktisch unmöglich. Eine Temperaturerhöhung, die das Abtreiben des Lösungsmittels beschleunigen würde, bewirkt ein Dünnflüssigwerden der aufgebrachten Harzschicht, die bei der geringsten Neigung des Formstückes abrinnt. Das oft notwendige wiederholte Aufbringen der Kunstharzlösung führt zu einem grossen Verbrauch an dieser und macht das Verfahren unökonomisch, überdies ist das Zusammensetzen der zu vereinigenden Formstücke eine komplizierte Arbeit, die geübte Arbeitskräfte erfordert.
Die durch dieses Verfahren erzielten Erfolge sind ferner wegen der Verschiedenheit der physikalischen Eigenschaften, u. zw. insbesondere der Härte der Klebschicht gegenüber den bereits in gehärtetem Zustand in Verwendung kommenden Kunstharzplatten, nicht zufriedenstellend. Die Anwendung von Hitze, welche zur Erhärtung der lufttrockenen Klebstoffschicht notwendig ist, führt erfahrungsgemäss noch zu einem weiteren Erhärten der zu verbindenden Kunstharzteile. Bei der Bearbeitung kommt dieser Härteunterschied dadurch zum Ausdruck, dass die Schleif-und Poliermittel die weichere Kittschicht leichter angreifen und an der Verbindungsstelle Vertiefungen und Rillen erzeugen.
Ferner ist der Nach- härtungsprozess mit einer Volumverminderung verbunden, wodurch Spannungsuntersehiede zwischen den doppelt gehärteten Schichtteilen und der nur einmal gehärteten Klebstoffsellieht sich ergeben. Ausserdem wird eine gewisse Menge des Lösungsmittels im Innern der von aussen nach innen fortschreitenden erhärtenden Kunstharzkittschichte zurückgehalten. Da das unlöslich gewordene Kunstharz das Lösung-
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mittel nicht mehr hindurchtreten lässt, ist die Härte der Kittsubstanz selbst innerhalb ein und desselben Formstückes sehr verschieden.
Bekanntlich zeigen härtbare Kunstharze die Eigenschaft, in dem Stadium der unvollkommenen Härtung zwar weich aber nicht elastisch, sondern gerade sehr spröde zu sein und durch Stoss oder Schlag sehr leicht zu zerbrechen. Dies bewirkt aber eine wesentlich verminderte Bruchfestigkeit der verkitteten Kunstharzartikel, weil die Verbindung durch eine spröde unelastische Kittsubstanz hergestellt ist. Die Kunstharzkittschichte benötigt aber zur vollständigen Erhärtung entweder eine sehr lange Härtungdauer oder die Anwendung hoher Temperaturen ; beides wirkt gleich ungünstig auf die weitere Bearbeitbarkeit des Artikels.
Es zeigt sich somit, dass die Methode der Verkittung mit reinem Kunstharz zwar zu einer, in physikalisch und chemischen Sinne homogenen Verbindung führt, dass jedoch dieses primitive nebverfahren mit seinen technischen Mängeln und unkontrollierbaren Qualitätsdifferenzen keine brauchbare Lösung des Problems darstellt.
Ausgehend von der Tatsache, dass sieh härtbares Kunstharz durch Wärme in einen zäh-plastischen Zustand überführen lässt und erst bei höherer Temperatur wieder schmelzflüssig wird, wurde nunmehr
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Das Verfahren kann mittels eines Klebstoffträgers ausgeführt werden, der einfach mit flüssigem Kunstharz getränkt und hierauf zwischen die zu verbindenden Kunstharzstücke eingelegt wird. Es hat sich aber als besonders vorteilhaft erwiesen, den mit härtbarem Kunstharz imprägnierten Faserstoff (Papier) zunächst zwecks einer teilweisen Härtung des Kunstharzes kurze Zeit einer Temperatur von etwa 60-80 C auszusetzen. Dadurch wird zunächst eine vollständige Durchtränkung und Aufhellung der Papierfaser erreicht und das Kunstharz in einen zähen Zustand übergeführt, in welchem es nur in der Hitze erweichbar ist.
Die imprägnierten und vorgehärteten Klebstoff träger sind nach dem Erkalten biegsam, lassen sich leicht in kleinere Abschnitte zerlegen, die Oberfläche ist glatt und fast nicht klebend.
Ein derart behandeltes Papier lässt sich leicht in grösseren Mengen herstellen und in Vorrat halten.
Der Vorgang der Verkittung von Gegenständen oder Platten aus gehärteten Kunstharzen ist nun sehr einfach und leicht durchführbar.
Die zu vereinigenden Kunstharzflächen werden zunächst sorgfältig von Unreinigkeiten und Staub gereinigt, aus dem in der oben erwähnten Art präparierten Klebstoffträger werden Stücke von der Grösse
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dung von Druck ist nicht für die Gesamtdauer des Härtungsprozesses notwendig, es genügt vielmehr die zusammengesetzten Sehichtformen nur so lange unter Druck zu halten, bis die Kittsubstanz wieder fest geworden ist und die Flächen zusammenhält. Hat die Klebstoffschicht erst eine gewisse Zähigkeit erlangt, so kann die vollständige Erhärtung auch ohne Druck zu Ende geführt werden. Auf diese Weise lassen sich vielschichtige Kunstharzblöeke oder Formlinge in stets gleichmässiger Härte erzeugen, was natürlich die Bruchfestigkeit günstig beeinflusst.
Diese wird noch durch den in der Kittschicht einge- lagerten Klebstoffträger erhöht, da das als Kittsubstanz benutzte Kunstharz durch den Gehalt an Faserstoffen zähe und elastisch wird.
Durch die Verwendung von unverdünntem teilweise gehärtetem Kunstharz als Bindemittel zusammen mit einem faserigen Träger werden die wichtigsten Forderungen, die man an eine homogene und elastische Bindung von Kunstharzteilen stellen kann, erfüllt. Die Bindung ist gleichartig, weil die Lücke zwischen den Kunstharzteilen mit demselben Stoff von gleicher chemischer Beschaffenheit und
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dies durch den Faserstoff zäh und elastisch wird, was durch Verwendung von reinem, eingefüllten Kunstharz allein nicht erreicht werden kann. Die Zähigkeit der Bindung lässt sieh durch folgendes Beispiel demonstrieren. Erwärmt man einen Abschnitt eines derartig verkitteten mehrschichtigen Materials in heissem Wasser, so lässt sich dieser prismatische Stab zusammenbiegen und formen, ohne dass sich an der Kittstelle Ablösung und Sprünge zeigen.
Auch gegen Stoss und Schlag ist dieses Material unempfindlich und beim Auffallen auf einen harten Boden zerbricht das Stück eher im Material selbst, als an der Kittstelle, wobei die Bruchlinien nicht entlang der Kittstellen, sondern unter verschiedenen Winkeln durch diese hindurchgehen.
Mittels des Klebstoffträgers lassen sich auch Verbindungen zwischen nicht ebenen Flächen herstellen, was bei Verwendung von Kunstharzlösungen nicht möglich ist. So lassen sieh gewellte oder abgestufte Körper, Verzahnungen und Verzapfungen, Hohlkugel, Segmente u. dgl. unter Verwendung des imprägnierten Klebstoffträgers verbinden.
Auch gewisse äusserliche Effekte lassen sich erzielen, wenn ein farbiger Klebstoffträger verwendet wird, der gegen die benachbarten Schichten kontrastiert. Im ungefärbten Zustand und bei Verwendung von gebleichtem Zellstoffpapier ist der Klebstoffträger transparent wie Ölpapier und ist daher in zusammengesetzten Stücken aus klarem durchsichtigen Kunstharz nicht sichtbar. Ist jedoch der als Klebstoffträger dienende Faserstoff selbst gefärbt oder wird er mit einem Kunstharz imprägniert, das mit gelösten oder suspendierten Farbstoffen z. B. Russ gefärbt ist, so erhält man zwischen den Schichten einen zarten schwarzen bzw. andersfärbigen Strich als Trennungslinie. Diese Trennungslinie lässt sich durch Einlegen
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zur Herstellung von elastischen Verbindungen zwischen Kunstharzteilen unter Verwendung einer Zwischenschicht als Träger für das Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit
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zwischen die zu vereinigenden Flächen eingeführt wird und dort durch Erwärmen vorzugsweise auf etwa 80-90 C in den gehärteten unlöslichen Zustand übergeführt wird.