<Desc/Clms Page number 1>
"Elément revêtu d'une couche de glissement et procédé pour sa fabrication".
La présente invention est relative à un élément revêtu d'une couche de glissement et à un procédé pour sa fabrication.
Les vis et les clous pour bois ou plaques de copeaux possèdent uno résistance de pénétration relativement élevée, ce qui exige une dépense de force et de temps importante pour établir des fixations avec des vis ou des clous dans du bois ou des plaques de copeaux.
Les vis et les clous doivent surtout être fabriquée beaucoup plus épais et avec une b@aucoup plus grande dépe@@@ de matière que ce qui
<Desc/Clms Page number 2>
serait nécessaire pour la solidité en tant qu'élément de liaison ' afin qu'ils résistent dans une certaine mesure à la sollicita- tion lors du vissage ou du clouage.
Les clous, à cause de la haute résistance à la pénétration, sont facilement tordus lors. de leur enfoncement et les vis s'arrachent à l'endroit de la tige filetée, ou se déchirent à l'endroit de la fente simple ou croisée dans la tête. ces inconvénients apparaissent surtout avec des métaux moins solides, tels que le laiton ou l'aluminium, de telle sorte que précisément les vis et clous en aluminium n'ont pas pu s'implanter malgré leur résistance avantageuse à la corrosion, leur légèreté et leur possibilité de production éco- nomique. Cependant, précisément pour des vis en aluminium, la solidité serait parfaitement suffisante en tant qu'élément de liaison s'il n'était pas surchargé lors du vissage par une solli- citation excessive.
Ainsi, les vis en aluminium ne peuvent être utilisées que dans les cas les plus légers et avec fréquemment des résultats défectueux, étant donné qu'elles s'arrachent nor- malement à l'endroit de la fente dans la tête de la vis ou sont arrachées à la tige. Pour des vis en fer normales, l'on est forcé de laisser à l'endroit du pas de vis, au prix de la pro- fondeur du filet et de la hauteur du pas, une très grande section transversale de noyau, à cause de la résistance à la torsion et non pas de celle à la traction . Ceci conduit à ce que, en parti- culier avec des plaques en carton comprimé et en masonite, la résistance à l'arrachement est tellement faible, à cause de la denture trop faible des vis à bois, que bien souvent les spires dans la matière s'arrachent sous l'effet de la sollicitation au cisaillement lors du vissage.
Tous ces inconvénients peuvent être éliminés lorsque l'on réduit très fortement la friction entre la vis ou le clou et le bois.
Des recherches dans ce but n'ont jusqu'à présent pas fait défaut. Les ouvriers utilisent dans ce but fréquemment du ,'
<Desc/Clms Page number 3>
savon , mais cependant ces vis rouillent alors et elles se déga- gent par suite d'un phénomène de dégonflement du bois. En outre, le procédé prend du temps et a un effet perturbateur lors de la peinture ultérieure. Dans le brevet Britannique N 706.332, l'on a recommandé, en tant que pellicule de graissage adhérente, de la
EMI3.1
cire d'abeille, mais cependant l'on n'arrive ainsi qu'a une réduc- tion de 20 % de la résistance à la pénétration. Dans un modèle d'utilité Allemand n 1.770.059, l'on a recommandé une coucha de glissement solide sur les vis mais cependant l'on n'a offert aucun moyen pour arriver à ce résultat .
Il est apparu éventuellement
EMI3.2
dans le commerce des vis avec d'épaisses couches de poly6thyltrna : coloré sur les têtes, qui sont obtenues par le procédé de frittage tourbillonnant et qui devait améliorer l'apparence des via. Si l'on applique des moyens de graissage connus excellents, tels que! la cire d'abeille, le graphite, le sulfura de molybdène, le polyéthylène, les silicones, les polyamides, le "Delrin", les stéarates métalliques , etc.. sur des vis.
l'on n'obtient dans pratiquement tous les cas aucune amélioration ou de très faibles améliorations seulement, Pour cette raison, il n'y avait jusqu'à présent aucune vis ou clou traité efficacement dans le commerce , bien qu'un besoin réel pour ceux-ci exista, Si l'on applique alors du "Teflon" sur des vis ou des clous, l'on peut obtenir en
EMI3.3
utilisant des dispersions de polymôrea partlcullèr.. Moine fittcilet à obtenir dans le commerce, un effet utilisable. Ainwi, l'on pout uniquement utllJ9cr les dispersions do pol1mûr.
GAZ 1 de la firme Impérial Ctiexn.Indxatr3ea (IC1) et 10 produit ana loque do la fit1\'lO Du Pont, le' T 30. il s'agit alors de d1¯IJcralon. ammoniAcale. aqueuses <1<; tttrailuorsx.131cte pur tamatc3mcnt polymère, qui doivent être cal('1n<:lt"a À 4PO.C, étant donné que le point da frittage ** sItue A cclt", température pour los 7ctyrnrax, Il a à pr6aent été découvrît, d'une façon surpronanto qu'un mélange df cette au.pension avoc une .\J.pen.1on aqueu<t<t
<Desc/Clms Page number 4>
d'une matière thermoplastique à bas point de fusion, procure un effet équivalent et fréquemment meilleur que celui du GP 1 pur.
Si l'on ajoute donc à une dispersion de polyéthylène aqueuse des , quantités variables de GP 1, l'on peut produire avec ce mélange de suspension stable, par immersion, des revêtements sur des vis et des clous qui peuvent être cuits dans les atmosphères courantes ; entre 140 et 220 C, d'une façon totalement non critique, et qui,- ' ont pour effet une réduction de 60 à 75 % de la résistance au vissage. Une amélioration aussi importante de la résistance au vissage est surprenante et est totalement inconnue avec les procédés antérieurs. La chose surprenante est alors que le polyéthylène, sans addition de GP 1, apporte une amélioration maximum de 20 %, étant donné que cette matière, malgré son bon - pouvoir glissant, est arrachée lors de la pénétration des vis ou des clous.
Le GP 1 pur ne peut être cuit que dans une gamme de températures étroite voisine de 390 C, ce qui rend absolument nécessaire pour les matières à base de fer et de laiton, un gaz protecteur onéreux, qui ne contient de l'oxygène qu'avec une te- - neur de quelques parties par million (azote pur ou azote de lampe,- éventuellement l'hydrogène offrant un danger d'explosion). Le polytétrafluoroéthylène pur doit être appliqué en une quantité suffisante sur les vis, qui exige l'immersion dans une dispersion avec une teneur en matière solide de 20 %. La consommation en matière de ce polymère onéreux est par conséquent relativement élevée.
Si l'on utilise des concentrations plus réduites, l'on obtient cïes valeurs plus mauvaises. Au contraire, des mélanges d'une suspension de polyéthylène et d'une suspension de "Teflon" avec une teneur de 4 % seulement en polytétrafluoroéthylène et de 2,5 @ en polyéthylène peuvent tire utilisés sans réduction de leur effet, ce qui apporte un gan très important et qui est décisif pour une mine en valeur industrielle. Cet effet synergé- tique du thermoplastique sur l'efficacité de la proportion do
<Desc/Clms Page number 5>
polytétrafluoroéthylène était totalement inattendu et ne peut être expliqué par aucune théorie.
Une telle suspension de ma- tière thermoplastique et de polytétrafluoroéthylène fond à 140 C en une pellicule mince pratiquement invisible, de telle sorte qu'aucun gaz protecteur n'est nécessaire pour la mise en oeuvre du procédé et que le procédé n'exige aucun appareillage de chauffage et de réglage de température complexe à cause du large intervalle de température admissible, compris entre 140 et 220 C.
Etant donné que le temps de séjour n'est également pas critique, l'on peut utiliser tous les dispositifs de chauffage, qui peuvent être envisagés, tandis qu'au contraire avec la mine en oeuvre d'une suspension de polytétrafluoroéthylène pur, en plus de la quantité d'alimentation élevée requise, un chauffage à une température assez précise de 370 à 400 C est nécessaire.
De ce fait, l'on épargne d'onéreux procédés de sas, une consomma- tion coûteuse de gaz protecteur et des dépensée importantes pour le réglage de température et pour éviter des suréchauffements, Avec le procédé suivant l'invention, à cause des températures réduites lors de la cuisson, l'on ne libère aucun des gaz nocifs qui apparaissent sans cela lors du frittage du polytétrafluoro- éthylène. Comme constituant thermoplastique, conviennent de pré- férence des polyoléfines, en particulier des copolymères de polyéthylène avec des monomères polaires, comme l'acide acryli- que.
A la place des polymères, l'on peut aussi utiliser des sus- pension)ou solutions de cire à point de fusion élevé, but dans lequel l'on peut envisager des émulsions aqueuses de cire synthétique ou des solutions d'oxyde de polyéthylène à poids moléculaire élevé. Cependant, les suspensions de polyéthylène qui contiennent avantageusement des groupes carboxyles, ont fait particulièrement leurs preuves. Moins économique est la mise en oeuvre de suspensions de silicones hautement polymères qui apportent par eux-même une amélioration de 20 % seulement et
<Desc/Clms Page number 6>
cependant de 70 % avec le polytétrafluoroéthylène. Le rapport de mélange des deux constituants peut être modif i é dans un large domaine.
Sans sortir du cadre de l'invention, l'on peut mettre en oeuvre des mélanges avec des rapports compris entre une partie de polyéthylène et 20 parties de polytétrafluoroéthylène et 10 parties de polyéthylène pour une partie de polytétrafluoroéthylène.
Cependant. des rapports de mélange compris entre 1:1 à 1:4 du polyéthylène vis-à-vis du polytétrafluoroéthyléne sont les plus avantageux, un mélange d'une partie de polyéthylène contenant des groupes carboxyles pour 2 parties de polytétrafluoroéthylène, avec une teneur de 4,4 % en polytétrafluoroéthylène avec un émulsionnant non ionogène en tant que suspension aqueuse apporte les meilleurs résultats.
L'on y plonge les vis ou les clous, on verse ou pulvérise le mélange sur les vis ou les cloua, on sépare ensuite par centrifugation ou on laisse éqouttor, l'on sèche et l'on chauffe pendant environ 5 minutes à une température comprise entre 180 et 220 C, dans l'air. Comme matiére première conviennent le fer, brut ou avec des revêtements galvaniques, du laiton ou de l'aluminium. Normalement, la rugosité naturelle de la surface métallique suffit pour le traitement, cependant il peut être avantageux dans quelques cas de décaper légèrement les ', 1' vis ou les clous. En particulier, les via en laiton peuvent être convenablement préparées par un décapage dans des acides.
Dans le cas de l'aluminium, l'on peut encore obtenir d'autres amélio- rations par un décapage avec de l'acide chromique, des chromates, de la soude caustique ou par une formation de rugosité par trai- tement anodique, mais cependant l'on obtient déjà des améliora- tions de 75 % avec des vis en aluminium non traitées préalable- ment. Dans tous les cas, le couple de vissage requis pour les vis ou la résistance de pénétration pour les clous était déjà réduite de 65 à 75 % sans préparation de la surface du métal.
<Desc/Clms Page number 7>
Ce n'est que grâce à ce traitement suivant l'invention que l'on peut utiliser sans déboires des vis en aluminium pour le bois. La force nécessaire est réduite tellement fortement que les vis ne se brisent plus ni à la fente. ni à la tige, ce qui n'était pas possible en utilisant de la cire d'abeille ou d'autres matières glissantes.
Grâce à la température réduite mise en oeuvra, les vis en aluminium trempé ne subissent aucune modification perturbatrice de leur structure, comme c'est la cas' la tempéra- ture de frittage du tétrafluoroéthylêne. Une r6duction de 20 %, , telle qu'on peut l'obtenir suivant le brevet Britannique
N 706.332, ne suffit pas pour visser des vis en aluminium sans rupture fréquente dans du bois, Dans le cas de vis à bois, l'on peut réduire le diamètre du noyau du pas de vie, tout en conser- vant la même résistance à la torsion, de 35 à 43 %, de telle sorte qu'avec un poids réduit l'on peut plus que doubler la profondeur du pas de vis pour des vis commerciales courantes.
Une telle vis conçue de façon à mettre & profit les avantages du revêtement, possède pour un poids r6duit, une résistance à l'ar- rachement supérieure de plus de deux fois, avec une réduction simultanée du couple de vissage nécessaire d'environ 80 % par rapport à une vis commerciale cour.,ante. L'on peut en outre se dispenser, avec les dimensions courantes, de percer des troua préalables.
Ces vis conviennent en particulier pour des plaques en carton pressé et en maaonite, qui tendent 1 offrir un arra- chement des filets de via. En fonction do la plus grande réels- tance à l'arrachement, l'on peut. alors utiliser de plus petites vis que les vis non traitée* utillsécs à titre de comparaison, pour un môme effet utile, ce qui permet une réduction supplé- mentaire de la dépens de force et de leps.
L'industrie de la transformation du bois jouit ainsi, en plus de l'économie de matière, d'une économie importante de force ou de temps de travail. L'utilisation de plus gros@cs vis ne rencontrs plus aucune difficulté à cause de la dépense do force trop *levée,
<Desc/Clms Page number 8>
ce qui offre de nouvelles possibilités d'utilisation.
Exemple 1
Une vis à bois à tête plate conforme à la'norme DIN 97, de 4,0 x 30 est plongée dans une solution de 0,5 g d'une suspension de polytétrafluoroéthylène à 55 %, GP 1 de la firme ICI, 0,5 g d'une suspension à 30 % de polyéthylène portant un grand nombre de groupes carboxyles libres, et 5,25 g d'eau, elle est essorée deux fois à la main et elle est posée pendant 5 minutes dans une armoire de séchage qui est échauffée à 200 C.
Après le refroidissement, aucun revêtement visible n'apparaissait sur la vis. Dans une planche de hêtre et dans une autre de sapin, l'on a percé préalablement des trous d'un diamètre de 1,5 mm et de 3 mm de profondeur. Dans chacune d'elles, l'on a vissé à une même profondeur d'environ 14 mm une vis traitée de la façon dé- crite et une vis de même dimension non traitée à titre de compa- raison, puis l'on a mesuré le couple pour poursuivre le vissage, Dans le bois de sapin, la vis traitée a pu encore être vissée - avec un couple de 2,1 cmkg, tandis qu'au contraire la via non traitée exigeait de 7 à 8 cmkg. Ce rapport des couples a pu être observé pendant toute l'opération de vissage, jusque ce que la taie ait été noyée.
Dans le bois de hêtre, des couples de vissage , de 3,3 cmkg pour la vis traitée et de 12 cmkg pour la vis non traitée étaient nécessaires, avec des conditions à part cela identiques.
EXEMPLE 2
L'on traita une vis de 4,0 x 30 comme pour l'exemple
1, mais on la chauffe seulement à 140 C, Le couple de vissage atteint 2,6 cmkg.
EXEMPLE 3
L'on traite une vis de 4,0 x 30 comme pour l'exemple 1 et on la chauffe à 230*C. Le couple de vissage atteint 2,5 cmkg.
<Desc/Clms Page number 9>
Exemple 4,
L'on traite une vis galvanisée de 4,0 x 30 comme pour l'exemple 1 et on la chauffe à 200 C. Le couple de vissage a été mesuré à 2,6 cmkg.
Exemple 5
Une vis en aluminium de 4,0 x 30 a été traitée comme dans l'exemple 1 et cuite à 200 C. Le couple d'introduction atteignait 1,8 cmkg. Une vis de comparaison en aluminium exigeait pour la même profondeur de pénétration 7 cmkg, mais cependant la moitié de la tête a alors été arrachée.
Exemple 6
Des vis en fer suivant l'exemple 1 et traitées comme dans cet exemple, mais cuites à 180 C ou à 220 C, ont un couple de vissage de 2,2 cmkg.
Exemple 7
L'on élimine, à titre de comparaison, dans le procédé suivant l'exemple 1, le constituant à base de polyéthylène et l'on obtient alors un couple de vissage de 4,5 cmkg.
Exemple 8
L'on abandonne, à titre de comparaison, dans le procédé de l'exemple 1, le constituant à base de polytétrafluoro- éthylène, et l'on obtient ainsi des couples de vissage de 5,5 cmkg.
Exemple 9
Si l'on traite des vis conformément à l'exemple 1, mais cependant avec une suspension qui ne contient que le consti-
<Desc/Clms Page number 10>
tuant à base de polyéthylène avec une tenau de 10 % en matière solide, l'on mesure alors des couples de vissage de 5,0 cmkg, valeur qui ne peut pas être améliorée par variation de la teneur en matière solide.
Exemple 10
Si l'on traite une vis conformément à l'exemple è, et qu'on la chauffe cependant sous de l'azote de lampa à 390 C pendant 5 minutes, l'on obtient des valeurs de couple comparables lors du vissage de la vis, de 3,7 cmkg.
Exemple 11
Si l'on plonge des vis à tête plate conformes à la norme DIN 97 en fer et de dimension 4,0 x 30 dans une suspension de 1,0 g de polytétrafluoroéthylène, GP 1 de la firme ICI ou T 30 de la firme Du Pont, avec une teneur en matière solide de 55 %, en mélange avec 1 g d'une émulsion à 20 % d'une cire synthétique avec un point de fusion de 87 C et 6 g d'eau, que l'on essore à la main l'agent d'imprégnation excédentaire et que l'on chauffe pendant 10 minutes à 180 C, les vis ont une résistance au vissage comparable de 2,3 cmkg, Exemple 12
L'on procède comme pour l'exemple 11, mais l'on rem- ce,) place cependant l'émulsion de cire par une émulsion de silicone à 20 % dans une huile avec une viscosité de 30.000 centistokes.
Le couple de vissage atteint 2,7 cmkg.
Exemple 13
L'on traite des clous en fer conformément à l'exemple
1 et on les enfonce à coups de marteau dans un bois dur. Les clous traités peuvent être enfoncés approximativement deux fois plus rapidement et avec une moindre dépense de force que les échantillons de comparaison non traités.
<Desc/Clms Page number 11>
Exemple 14
L'on procède comme pour l'exemple 11, mais l'on rem- place cependant l'émulsion de cire par une émulsion de chlorure de polyvinyle à 20 % et on cuit à 150 C. Le couple de vissage comparable atteint 2,8 cmkg.
Exemple 15
L'on procède comme pour l'exemple 11, mais l'on remplace cependant l'émulsion de cire par 0,2 g de polyéthylèneglycole 6000. Le couple de vissage atteignait 2,8 cmkg.
L'invention a été décrite ci-avant en se référant à des éléments de fixation qui divisent la matière lorsqu'ils sont enfoncés dans celle-ci et ils sont dans cette mesure des éléments de division. L'invention n'est cependant pas limitée à des élé- ments de fixation, mais peut aussi être utilisée avantageusement pour d'autres éléments de division et un général pour des élé- ments avec lesquels on désire, au moins temporairement au coure de leur utilisation, l'apparition d'une faible friction.
REVENDICATIONS
1, Elémont revêtu d'une couche de glissement, caracté-
EMI11.1
risé en ce qu'il est revêtu d'une suspension do polytetraluurcr éthylène et d'une matière thermoplastique à ba., point de fusion, une cire, une huile de silicone ou un polyéther à poids molécu- laire élevé, ce revêtement étant cuit à des températures entra 14Q6t 330 C.
<Desc / Clms Page number 1>
"Element coated with a slip layer and method for its manufacture".
The present invention relates to an element coated with a sliding layer and to a process for its manufacture.
Screws and nails for wood or chipboard have a relatively high penetration resistance, which requires a significant expenditure of force and time to establish fasteners with screws or nails in wood or chipboard.
The screws and the nails must especially be made much thicker and with a b @ aucoup greater out of material than what
<Desc / Clms Page number 2>
would be necessary for strength as a connecting element so that they resist to some extent the stress during screwing or nailing.
The nails, because of the high resistance to penetration, are easily twisted. of their depression and the screws tear off at the location of the threaded rod, or tear at the location of the single or cross slot in the head. these drawbacks appear especially with less solid metals, such as brass or aluminum, so that precisely the aluminum screws and nails could not be implanted despite their advantageous resistance to corrosion, their lightness and their possibility of economic production. However, precisely for aluminum screws, the strength would be perfectly sufficient as a connecting element if it were not overloaded during screwing by excessive stress.
Thus, aluminum screws can only be used in the lightest cases and with frequent defective results, as they normally tear off at the location of the slot in the screw head or are torn from the stem. For normal iron screws, one is forced to leave at the place of the screw thread, at the cost of the depth of the thread and the height of the pitch, a very large cross section of the core, because of resistance to torsion and not that to traction. This leads to the fact that, in particular with sheets of compressed cardboard and masonite, the resistance to tearing is so low, because of the too weak toothing of the wood screws, that very often the turns in the material tear off under the effect of shear stress during screwing.
All of these drawbacks can be eliminated by greatly reducing the friction between the screw or nail and the wood.
Research for this purpose has so far not been lacking. Workers frequently use, '
<Desc / Clms Page number 3>
soap, but nevertheless these screws then rust and they are released as a result of a phenomenon of deflation of the wood. In addition, the process is time consuming and has a disruptive effect on subsequent painting. In British Patent No. 706,332, it was recommended as an adherent lubricating film,
EMI3.1
beeswax, however this only achieves a 20% reduction in resistance to penetration. In a German utility model no. 1,770,059, a solid slip coating on the screws was recommended but no means were offered to achieve this result.
He eventually appeared
EMI3.2
commercially available screws with thick layers of colored polyethylene: colored on the heads, which were obtained by the swirl sintering process and which was supposed to improve the appearance of the via. If one applies known excellent lubricating means, such as! beeswax, graphite, molybdenum sulfide, polyethylene, silicones, polyamides, "Delrin", metal stearates, etc. on screws.
in almost all cases no improvement or only very small improvements are obtained.For this reason, there was heretofore no effectively treated screws or nails in the trade, although there was a real need for these existed, If we then apply "Teflon" on screws or nails, we can obtain in
EMI3.3
using dispersions of partlcullèr polymôrea .. Monk fittcilet to obtain commercially, a usable effect. Ainwi, we can only use the pol1mûr dispersions.
GAZ 1 from the Imperial firm Ctiexn.Indxatr3ea (IC1) and 10 produced similarly to the fit1 \ 'lO Du Pont, the' T 30. it is then d1¯IJcralon. ammoniAcale. aqueous <1 <; tttrailuorsx.131cte pure polymer tamatc3mcnt, which must be cal ('1n <: lt "at 4PO.C, given that the sintering point ** sItue At cclt", temperature for the 7ctyrnrax, It has previously been discovered, surprisingly that a mixture of this au.pension avoc a. \ J.pen.1on aqueu <t <t
<Desc / Clms Page number 4>
of a thermoplastic material with a low melting point, provides an equivalent and frequently better effect than that of pure GP 1.
If, therefore, variable amounts of GP 1 are added to an aqueous polyethylene dispersion, it is possible to produce with this stable suspension mixture, by immersion, coatings on screws and nails which can be fired in atmospheres. current; between 140 and 220 C, in a completely non-critical way, and which, - 'have the effect of a reduction of 60 to 75% of the screw resistance. Such a significant improvement in screw strength is surprising and is completely unknown with prior methods. The surprising thing then is that polyethylene, without the addition of GP 1, provides a maximum improvement of 20%, since this material, despite its good sliding power, is torn off during the penetration of screws or nails.
Pure GP 1 can only be fired in a narrow temperature range of around 390 C, which makes it absolutely necessary for materials based on iron and brass to have an expensive protective gas, which contains only oxygen. with a content of - a few parts per million (pure nitrogen or lamp nitrogen, - possibly hydrogen with a risk of explosion). Pure polytetrafluoroethylene should be applied in a sufficient amount to the screws, which requires immersion in a dispersion with a solid content of 20%. The consumption of this expensive polymer is therefore relatively high.
If lower concentrations are used, these poorer values are obtained. On the contrary, mixtures of a suspension of polyethylene and of a suspension of "Teflon" with a content of only 4% of polytetrafluoroethylene and 2.5% of polyethylene can be used without reducing their effect, which provides a gan very important and which is decisive for a mine in industrial value. This synergetic effect of the thermoplastic on the efficiency of the proportion do
<Desc / Clms Page number 5>
polytetrafluoroethylene was totally unexpected and cannot be explained by any theory.
Such a suspension of thermoplastic material and of polytetrafluoroethylene melts at 140 ° C. to a practically invisible thin film, so that no protective gas is necessary for carrying out the process and the process does not require any equipment. heating and temperature control complex because of the wide allowable temperature range, between 140 and 220 C.
Since the residence time is also not critical, one can use all the heating devices, which can be envisaged, while on the contrary with the mine implemented of a suspension of pure polytetrafluoroethylene, in addition of the required high feed amount, heating to a fairly precise temperature of 370-400 C is required.
As a result, expensive airlock processes, costly consumption of protective gas and significant expenditure for temperature control and for avoiding overheating are saved, with the process according to the invention, because of the temperatures. When these are reduced during firing, none of the harmful gases which otherwise appear during the sintering of polytetrafluoroethylene are released. Polyolefins, in particular copolymers of polyethylene with polar monomers, such as acrylic acid, are preferably suitable as the thermoplastic component.
Instead of polymers, high melting point wax suspensions or solutions can also be used, for which purpose aqueous synthetic wax emulsions or high melting polyethylene oxide solutions can be considered. high molecular weight. However, polyethylene suspensions which advantageously contain carboxyl groups have particularly proved their worth. Less economical is the use of suspensions of highly polymeric silicones which in themselves provide an improvement of only 20% and
<Desc / Clms Page number 6>
however by 70% with polytetrafluoroethylene. The mixing ratio of the two components can be varied over a wide range.
Without departing from the scope of the invention, it is possible to use mixtures with ratios of between one part of polyethylene and 20 parts of polytetrafluoroethylene and 10 parts of polyethylene to one part of polytetrafluoroethylene.
However. mixing ratios between 1: 1 to 1: 4 of polyethylene to polytetrafluoroethylene are the most advantageous, a mixture of one part of polyethylene containing carboxyl groups to 2 parts of polytetrafluoroethylene, with a content of 4 , 4% polytetrafluoroethylene with a nonionogenic emulsifier as an aqueous suspension provides the best results.
The screws or nails are immersed in them, the mixture is poured or sprayed on the screws or nailed, then separated by centrifugation or left eqouttor, dried and heated for about 5 minutes at a temperature between 180 and 220 C, in air. Suitable raw material is iron, raw or with galvanic coatings, brass or aluminum. Normally the natural roughness of the metal surface is sufficient for processing, however it may be advantageous in some cases to lightly etch the screws or nails. In particular, the brass via can be suitably prepared by pickling in acids.
In the case of aluminum, further improvements can be obtained by pickling with chromic acid, chromates, caustic soda or by roughness by anodic treatment, but however, improvements of 75% are already achieved with untreated aluminum screws. In all cases, the required tightening torque for screws or the penetration resistance for nails was already reduced by 65-75% without preparation of the metal surface.
<Desc / Clms Page number 7>
It is only by virtue of this treatment according to the invention that aluminum screws for wood can be used without disappointments. The force required is reduced so much that the screws no longer break or at the slot. nor to the stem, which was not possible using beeswax or other slippery materials.
Thanks to the reduced temperature used, the hardened aluminum screws do not undergo any disturbing structural modification, as is the case with the sintering temperature of tetrafluoroethylene. A reduction of 20%, as can be obtained according to the British patent
N 706.332, not sufficient for screwing aluminum screws without frequent breakage in wood, In the case of wood screws, the diameter of the core can be reduced by the life pitch, while retaining the same resistance to torsion, from 35 to 43%, so that with reduced weight the depth of the thread can be more than doubled for common commercial screws.
Such a screw designed to take advantage of the advantages of the coating, has, at a reduced weight, a pull-out strength more than twice as high, with a simultaneous reduction in the tightening torque required of about 80%. compared to a commercial screw yard., ante. One can also dispense, with the current dimensions, to drill preliminary holes.
These screws are particularly suitable for pressed cardboard and maaonite plates, which tend to provide a tear-off of the via threads. Depending on the greater resistance to tearing, one can. then use smaller screws than the untreated screws * used for comparison, for the same useful effect, allowing further reduction in the cost of force and time.
The wood processing industry thus benefits, in addition to the economy of material, from a significant saving in labor or labor time. The use of larger screws no longer meets any difficulty because of the expenditure of too much force,
<Desc / Clms Page number 8>
which offers new possibilities of use.
Example 1
A flat head wood screw conforming to DIN 97, 4.0 x 30 is immersed in a solution of 0.5 g of a suspension of 55% polytetrafluoroethylene, GP 1 from the firm ICI, 0, 5 g of a 30% polyethylene suspension bearing a large number of free carboxyl groups, and 5.25 g of water, it is wrung out twice by hand and it is placed for 5 minutes in a drying cabinet which is heated to 200 C.
After cooling, no visible coating appeared on the screw. In a plank of beech and another of fir, holes were previously drilled with a diameter of 1.5 mm and a depth of 3 mm. In each of them, a screw treated as described and a screw of the same dimension not treated as a comparison were screwed to the same depth of about 14 mm, then measured. the torque to continue screwing, In the fir wood, the treated screw could still be screwed - with a torque of 2.1 cmkg, while on the contrary the untreated via required 7 to 8 cmkg. This torque ratio could be observed throughout the screwing operation, until the pillowcase was flooded.
In beech wood, tightening torques of 3.3 cmkg for the treated screw and 12 cmkg for the untreated screw were necessary, with otherwise identical conditions.
EXAMPLE 2
We treated a screw of 4.0 x 30 as in the example
1, but it is only heated to 140 C, The screwing torque reaches 2.6 cmkg.
EXAMPLE 3
A 4.0 x 30 screw was treated as in Example 1 and heated to 230 ° C. The tightening torque reaches 2.5 cmkg.
<Desc / Clms Page number 9>
Example 4,
A 4.0 x 30 galvanized screw is treated as in Example 1 and heated to 200 C. The tightening torque was measured at 2.6 cmkg.
Example 5
A 4.0 x 30 aluminum screw was processed as in Example 1 and fired at 200 C. The input torque reached 1.8 cmkg. An aluminum comparison screw required for the same penetration depth 7 cmkg, but still half of the head was then torn off.
Example 6
Iron screws according to Example 1 and treated as in this example, but fired at 180 ° C. or at 220 ° C., have a screwing torque of 2.2 cmkg.
Example 7
By way of comparison, in the process according to Example 1, the polyethylene-based component is eliminated and a screwing torque of 4.5 cmkg is then obtained.
Example 8
By way of comparison, in the process of Example 1, the constituent based on polytetrafluoroethylene is abandoned, and screwing torques of 5.5 cmkg are thus obtained.
Example 9
If screws are treated according to Example 1, but however with a suspension which contains only the constituent
<Desc / Clms Page number 10>
Killer based on polyethylene with a tenau of 10% in solid matter, one then measures screwing torques of 5.0 cmkg, value which cannot be improved by variation of the solid matter content.
Example 10
If a screw is treated in accordance with example è, and however heated under lampa nitrogen at 390 C for 5 minutes, comparable torque values are obtained when screwing the screw. , 3.7 cmkg.
Example 11
If you immerse flat head screws in accordance with DIN 97 in iron and dimension 4.0 x 30 in a suspension of 1.0 g of polytetrafluoroethylene, GP 1 from the firm ICI or T 30 from the firm Du Pont, with a solids content of 55%, mixed with 1 g of a 20% emulsion of a synthetic wax with a melting point of 87 C and 6 g of water, which is filtered off at by hand with the excess impregnating agent and heated for 10 minutes at 180 C, the screws have a comparable screw strength of 2.3 cmkg, Example 12
The procedure is as for Example 11, but the wax emulsion is however replaced with a 20% silicone emulsion in an oil with a viscosity of 30,000 centistokes.
The tightening torque reaches 2.7 cmkg.
Example 13
Iron nails are processed according to the example
1 and hammer them into hard wood. Treated nails can be driven approximately twice as fast and with less expenditure of force than untreated comparison samples.
<Desc / Clms Page number 11>
Example 14
The procedure is as for Example 11, but the wax emulsion is however replaced by a 20% polyvinyl chloride emulsion and the mixture is baked at 150 C. The comparable tightening torque is 2.8. cmkg.
Example 15
The procedure is as for Example 11, but the wax emulsion is however replaced by 0.2 g of polyethylene glycol 6000. The screwing torque reached 2.8 cmkg.
The invention has been described above with reference to fasteners which divide the material when pressed therein and are to that extent dividing elements. The invention is not, however, limited to fastening elements, but can also be used advantageously for other dividing elements and generally for elements with which it is desired, at least temporarily during their lifetime. use, the appearance of low friction.
CLAIMS
1, Elémont coated with a sliding layer, character-
EMI11.1
ized in that it is coated with a suspension of polytetraluurcr ethylene and a thermoplastic material having a low melting point, a wax, a silicone oil or a high molecular weight polyether, this coating being cured. at temperatures entered 14Q6t 330 C.