BR112019005009B1

BR112019005009B1 - Material de retenção de fecho de pó, fecho em sub-miniatura metálico, método para a formação de um remendo de material de retenção, uso de um material de retenção de fecho de pó, e, kit de partes

Info

Publication number: BR112019005009B1
Application number: BR112019005009-4A
Authority: BR
Inventors: Gregory Alaimo; Dominic J. Gradozzi
Original assignee: Akzo Nobel Coatings International B.V; Nylok Llc
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2023-02-14
Also published as: US11274693B2; EP3512909B1; KR20190053230A; BR112019005009A2; CA3036955C; EP3512909A1; MX2019003028A; CA3036955A1; US20190277326A1; CN109906244A; KR102207935B1

Abstract

A presente invenção refere-se a um material de retenção de fecho de pó para aplicação em fechos em miniatura de metal formulados a partir de um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 80 micrômetros, um fecho em sub- miniatura metálico dotado de um remendo do material de retenção do fecho reutilizável, um método para a formação de um remendo do material de retenção de fecho sobre um fecho em sub-miniatura metálico, um método de formação de um remendo de retenção de fecho reutilizável em uma região de um fecho em sub-miniatura metálico, e um kit de partes compreendendo (a) um fecho em sub-miniatura metálico, e (b) um pó de material de retenção de pó.

Description

FUNDAMENTOS

[001] A presente invenção refere-se a um material de retenção de fecho de pó para aplicação a fechos em miniatura metálico, um fecho em sub-miniatura metálico que compreende um remendo de material de retenção de fecho reutilizável, método para a formação de um remendo de material de retenção de fecho sobre um fecho em miniatura metálico, utilização de um material de retenção de fecho de pó para formar um remendo de retenção de fecho reutilizável em uma região de um fecho em sub-miniatura metálico, e um kit de partes compreendendo (a) um fecho em sub-miniatura metálico, e (b) um pó de material de retenção de pó.

[002] Por décadas, elementos de retenção de fecho reutilizáveis têm tomado a forma de fibra fenólica ou polímero "tampões" ou "tiras" que foram mecanicamente inseridas em furos ou fendas usinadas nos fechos. Embora tais processos funcionem bem para a provisão de elementos de retenção de fecho reutilizáveis, a remoção de metal dos fechos pode enfraquecer os fechos. Também é um processo caro e demorado e, assim, o custo do produto final é bastante elevado.

[003] Para superar as restrições de custo e de tempo destes processos conhecidos, os inventores desenvolveram um material termoplástico de retenção de fecho de pó compreendendo poliamida (nylon) que pode ser aplicado como um "remendo" sobre a rosca dos fechos. Uma vez que esse elemento aplicado topicamente utiliza PA11, também conhecido como náilon 11 e é comercialmente disponível de Nylok LLC de Macomb, MI. Descobriu-se que a introdução do emplastro aplicado topicamente foi um aperfeiçoamento em termos de eficiência de produção, velocidades de processamento e custos de produção.

[004] Este material foi selecionado por causa de suas características vantajosas. Tem um ponto de fusão relativamente baixo (cerca de 376F, 191°C) e tem características de escoamento em fusão muito boas. Boas características de escoamento em fusão significa que ele funde para formar um líquido de viscosidade relativamente baixa que produz uma deposição suave, brilhante e atraente. Além disso, o nylon 11 é único entre os polímeros termoplásticos pelo fato de que é extremamente elástico e não-relaxante. Quando hermeticamente comprimida na interface entre uma rosca macho e fêmea, o nylon 11 não irá fluir a frio, extrusão, ou realização de um conjunto de compressão. Quando comprimida desta maneira, continua a proporcionar uma contra-força semelhante a uma mola entre as roscas macho e fêmea que promove um contato metal-a-metal muito apertado dentro da junta aparafusada (em um lado da junta oposto àquele do "remendo"). Trata-se deste contato metal-a-metal que proporciona a ação de travamento.

[005] Tentativas têm sido feitas para usar outros materiais para elementos de retenção de fecho reutilizáveis, tais como PA12 (nylon 12) e náilon 6-6, entretanto, nenhum desses materiais tem as características benéficas do nylon 11 mencionado acima.

[006] Bem como o nylon 11 funcione bem para a provisão de um elemento de retenção reutilizável, existem muitas desvantagens quando aplicados a um fecho de sub-miniatura. Anteriormente, pensou-se que o nylon 1 de grau mais fino (isto é, tendo um tamanho médio de partícula médio menor) seria mais adequado para fechos em miniatura que têm roscas finas/mais finas. Os problemas, entretanto, surgem devido às propriedades químicas e mecânicas do material. Por exemplo, um material de grau mais fino fundirá mais rápido do que um material de grau mais grosso. Isto é devido à maior área superficial e maior proporção de área superficial para volume do material. Como tal, os materiais de grau mais fino podem fluir para um grau muito grande e não proporcionam de forma adequada o efeito de "remendo" desejado e configuração (por exemplo, tamanho, espessura e similares). Os fechos são, algumas vezes, reutilizados. E importante que o material de retenção do fecho adira ao fecho mesmo depois de um ou mais usos. A capacidade do material de retenção de fecho aderir ao fecho foi verificada ser inadequada se o tamanho de partícula do nylon for muito grande ou muito pequeno.

[007] Esforços anteriores, como descrito em GB 1579355, descrevem a aplicação de remendos de bloqueio de resina resiliente a artigos (tais como porcas) tendo uma parte internamente roscada e aberturas em ambas as extremidades da parte roscada. A resina é uma mistura de resina de poliamida em pó (Nylon 11) e resina epóxi, onde a mistura tem uma distribuição de tamanho de partícula inferior a 2% retido em uma Peneira N° 70 (210 mícrons), cerca de 90% retida em uma Peneira N° 140 (105 microns), e cerca de 5% de passagem em um Peneira N° 325 (44 mícrons). A mistura de resina descrita nesta referência é aplicada utilizando grandes tubos de aplicação em um processo de aquecimento por indução com grandes volumes de ar comprimido. Este processo de aplicação liberaria completamente os fechos em sub-miniatura muito menores para fora da correia transportadora e não fundirá adequadamente, uma vez que a capacidade dos fechos de manter o calor durante o processo de indução é diretamente proporcional à massa do fecho.

[008] Adicionalmente, a mistura de resina descrita nesta referência não ofereceria uma viscosidade suficientemente baixa, adesão adequada, ponto de fusão rápido suficiente, espaçamento de partículas, e muitas outras características necessárias para aplicação bem-sucedida aos fechos em sub- miniatura, muito pequenos, conforme aqui descrito. Além disso, os tamanhos das partículas da mistura de resina são maiores do que os fechos em miniatura descritos aqui.

[009] Além disso, materiais de grau mais fino não fluem bem como materiais de grau mais grosso, quando na forma de um pó granular. Isto é, materiais mais finos tendem a se aglomerar quando transportados (novamente, quando em forma sólida), tornando assim o processo de aplicação mais difícil de controlar. Quando material de grau grosso é usado com fechos maiores e fechos com roscas mais largas, a fusão rápida e o fluxo sólido não são problemas. Entretanto, com fechos menores e fechos de rosca mais finos, estes problemas têm um impacto maior na produção e na qualidade e consistência do elemento de retenção.

[010] Os dispositivos eletrônicos atuais estão se tornando menores enquanto incorporando as funções que suportam um estilo de vida de um dia moderno. Por exemplo, as funções previamente realizadas por computadores portáteis e almofadas ou comprimidos estão agora disponíveis em telefones móveis menores, e funções anteriormente disponíveis em telefones móveis com tamanho de bolso e comprimidos estão agora disponíveis em relógios. A medida que os tamanhos dos dispositivos encolhem, eles também devem ser os componentes internos e os sistemas de suporte físico para estes componentes.

[011] Embora os dispositivos estejam sendo menores, a necessidade de manter os componentes no lugar e a necessidade de integridade estrutural e conjunta não foi alterada. De fato, muitos desses dispositivos menores requerem um nível ainda mais elevado de garantia de que estes componentes são bem suportados e fixados um ao outro e/ou um sistema de suporte, tal como uma montagem ou subconjunto. Isto é particularmente para pequenos dispositivos, tais como telefones móveis e relógios, que não são facilmente abertos e/ou reparados sem instalações especializadas.

[012] O tamanho do fecho pode ser identificado de acordo com o padrão internacional ISO 68-1. De acordo com este padrão, um fecho M0,5 tem um "diâmetro maior" (diâmetro dos pontos mais distantes na rosca) de 0,5 mm, um fecho M1,0 tem um diâmetro maior de 1,0 mm e um fecho M1,1 tem um diâmetro maior de 1,1 mm e assim por diante. Um fecho em sub- miniatura é um fecho rosqueado que tem um diâmetro maior inferior a cerca de 1,1 mm, tal como 1 mm (fecho M1,0), 0,8 mm (fecho M0,8) e 0,5 mm (fecho M0,5).

[013] Material de retenção de fecho de pó tradicionalmente usado em fechos maiores é muito grosseiro para uso em fechos em sub-miniatura porque não flui bem para dentro das roscas para formar um remendo. Quando são usados pós mais finos, os pós tendem a se aglomerar ou aglomerar durante o processo de aplicação e eram suscetíveis a mudanças na umidade, resultando em revestimento menos que aceitável e demandas e problemas de processamento aumentados, por exemplo, devido à aglomeração de pó.

[014] Consequentemente, existe a necessidade de um material que possa ser usado para fixar fechos em miniatura no lugar num conjunto. Desejavelmente, tal material é um material reutilizável. Por "reutilizável", é significado que o fecho pode ser instalado, removido e reinstalado sem reaplicar o material, enquanto o material retém suas características de retenção. Ainda mais desejavelmente, tal material mantém boas características de escoamento durante a aplicação/processamento, tem boas características de escoamento em fusão, de modo a proporcionar um "remendo" de elemento de retenção dentro dos parâmetros de processamento desejados e aceitáveis, e tem boa adesão ao fecho após ter sido usado pelo menos duas vezes, de preferência mais do que duas vezes, e mantém a instalação desejável e valores de torque predominantes em instalações e remoções de fechos repetidas.

RESUMO

[015] A presente invenção proporciona um material de retenção de fecho de pó para aplicação a fechos em miniatura metálico, um fecho em sub-miniatura metálico que compreende um remendo de material de retenção de fecho reutilizável, método para a formação de um remendo de material de retenção de fecho sobre um fecho em miniatura metálico, utilização de um material de retenção de fecho de pó para formar um remendo de retenção de fecho reutilizável em uma região de um fecho em sub-miniatura metálico, e um kit de partes compreendendo (a) um fecho em sub-miniatura metálico, e (b) um pó de material de retenção de pó.

[016] Em uma primeira modalidade, é provido um material de retenção de fecho de pó para aplicação a fechos em miniatura metálico, em que tais fechos em sub-miniatura são fechos rosqueados tendo um diâmetro dos pontos mais distantes na rosca inferior a cerca de 1, 1 mm, compreendendo um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais de 67 e até 80 micrômetros, e ainda compreendendo até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, até 40% em peso de um promotor de adesão, e até 2% em peso de um promotor de fluxo, em que % em peso é baseado no peso total do pó.

[017] O tamanho médio de partícula em volume pode ser medido por Malvern Instruments Mastersizer 2000 versão 5.60.

[018] "Micrômetros" pode, de outra forma, ser referido como "mícrons"

[019] Para evitar dúvidas, um material de retenção de fecho de pó para aplicação a fechos em miniatura metálico deve ser entendido como um material de retenção de fecho de pó “adequado para” aplicação em fechos em miniatura metálico.

[020] Idealmente, pelo menos 60% em volume das partículas de nylon 11 têm um tamanho de partícula entre 30 e 100 micrômetros. Além disso, de preferência, pelo menos 80% em volume das partículas têm um tamanho de partícula entre 20 e 130 micrômetros. A distribuição de tamanho de partícula pode ser medida por Malvern Instruments Mastersizer 2000 versão 5.60.

[021] O pó de nylon 11 pode ter um tamanho médio mediano de partícula em volume entre cerca de 67 e cerca de 73 micrometros.

[022] O material de retenção de fecho de pó compreende até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, em que % em peso é baseado no peso total do pó. O aditivo de controle de densidade controla a densidade do material de retenção de pó. Em um exemplo, o aditivo de controle de densidade é o calcário. Por exemplo, o material de retenção de fecho de pó pode compreender cerca de 10% em peso a cerca de 20% em peso de calcário.

[023] O material de retenção de fecho de pó compreende até 50% em peso de um promotor de adesão em que % em peso é baseado no peso total do pó. O material de retenção de fecho de pó pode, alternativamente, compreender até 30% em peso de um promotor de adesão, ou até 20% em peso ou até 10% em peso de promotor de adesão, em que % em peso é baseado no peso total do pó.

[024] Em um exemplo, o promotor de adesão é um composto fenol- funcional e/ou um composto de funcionalidade epóxi.

[025] O promotor de adesão pode compreender pelo menos um dos seguintes: fenol; 4,4'-(1-metiletilideno) bis-fenol, 2,2'-[(1-metiletilideno) bis (4,1-fenilenooximetileno)] bis[oxirano].

[026] O material de retenção de fecho de pó compreende até 5% em peso de um promotor de fluxo em que % em peso é baseado no peso total do pó. Alternativamente, o material de retenção de fecho de pó pode compreender até 3% em peso ou até 2% em peso ou até 2% em peso até 1% em peso de um promotor de fluxo em que % em peso é baseado no peso total do pó.

[027] Exemplos do promotor de fluxo são sílica cristalina e sílica amorfa.

[028] Material de retenção de fecho de pó pode compreender pelo menos um pigmento de tingimento. Em um exemplo, o pigmento é não reativo. Opcionalmente, a cor do pigmento é azul.

[029] Outra modalidade refere-se a um fecho em sub-miniatura metálico que compreende um remendo preparado a partir de um material de retenção de fecho compreendendo um pó de nylon 11 dotado de um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 80 micrômetros (o material de retenção do fecho como ainda definido aqui). O fecho em miniatura metálico é um fecho rosqueado dotado de um T um diâmetro dos pontos mais distantes na rosca inferior a cerca de 1,1 mm, isto é, o fecho em sub-miniatura metálico tem um diâmetro maior inferior a cerca de 1,1 mm por ISO 68-1. Idealmente, menos 60% em volume das partículas têm um tamanho de partícula entre cerca de 30 e 100 micrômetros.

[030] Em outra modalidade, é apresentado um método para a formação de um remendo de material de retenção de fecho em um fecho em sub-miniatura metálico, compreendendo:

[031] (a) aplicação a pelo menos uma região do fecho em sub- miniatura metálico, em que tais fechos em sub-miniatura são fechos rosqueados tendo um diâmetro dos pontos mais distantes na rosca inferior a cerca de 1, 1 mm, material de retenção de pó em corrente gasosa, e

[032] (b) fusão do material de retenção de pó sobre o fecho em miniatura metálico, em que o material de retenção de pó compreende um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 80 micrômetros, e ainda compreendendo até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, até 40% em peso de um promotor de adesão, e até 2% em peso de um promotor de fluxo, em que % em peso é baseado no peso total do pó.

[033] O método pode ainda compreender uma etapa de pré- aquecimento do fecho em sub-miniatura metálico antes da aplicação do material de retenção de pó ao fecho em sub-miniatura metálico e/ou uma etapa de pós-aquecimento do fecho em sub-miniatura metálico após a aplicação do material de retenção de pó ao fecho em sub-miniatura metálico.

[034] Um fecho em sub-miniatura tem um diâmetro maior de 1,1 mm ou menos como determinado por ISO 68-1. Idealmente, pelo menos 60% em volume das partículas têm um tamanho de partícula entre 30 e 100 micrômetros.

[035] Outra modalidade, é o uso de um material de retenção de fecho de pó para a formação de remendo de retenção de fecho reutilizável em uma região de um fecho em sub-miniatura metálico, em que tais fechos em sub- miniatura são fechos rosqueados tendo um diâmetro dos pontos mais distantes sobre a rosca inferior a cerca de 1,1 mm, em que o material de retenção de pó compreende um pó de nylon 11 que tem um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 80 micrômetros, e ainda compreendendo até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, até 40% em peso de um promotor de adesão, e até 2% em peso de um promotor de fluxo, em que % em peso é baseado no peso total do pó tipicamente, o material de retenção de fecho em pó é usado de acordo com o método a seguir.

[036] O método de formação de um remendo de retenção de fecho reutilizável em uma região de um fecho em sub-miniatura metálico compreende:

[037] (a) aplicação a pelo menos uma região do fecho em sub- miniatura metálico, um material de retenção de pó em uma corrente gasosa, em que tais fechos em sub-miniatura são fechos rosqueados que têm um diâmetro dos pontos mais distantes na rosca inferior a cerca de 1,1 mm, e

[038] (b) fusão do material de retenção de pó sobre o fecho em miniatura metálico, em que o material de retenção de pó compreende um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 80 micrômetros, e ainda compreendendo até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, até 40% em peso de um promotor de adesão, e até 2% em peso de um promotor de fluxo, em que % em peso é baseado no peso total do pó.

[039] O método pode ainda compreender uma etapa de pré- aquecimento do fecho em sub-miniatura metálico antes da aplicação do material de retenção de pó ao fecho em sub-miniatura metálico e/ou uma etapa de pós-aquecimento do fecho em sub-miniatura metálico após a aplicação do material de retenção de pó ao fecho em sub-miniatura metálico.

[040] Um fecho em sub-miniatura tem um diâmetro maior menor do que cerca de 1,1 mm, conforme determinado por ISO 68-1. Idealmente, pelo menos 60% em volume das partículas têm um tamanho de partícula entre 30 e 100 micrômetros.

[041] Em outra modalidade, é fornecido um kit de partes compreendendo:

[042] (a) um fecho em sub-miniatura metálico, em que tais fechos em sub-miniatura são fechos rosqueados tendo um diâmetro dos pontos mais distantes sobre a rosca inferior a cerca de 1,1 mm e

[043] (b) um pó de material de retenção de pó compreendendo um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 80 micrômetros, e ainda compreendendo até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, até 40% em peso de um promotor de adesão, e até 2% em peso de um promotor de fluxo, em que % em peso é baseado no peso total do pó. Assim, o fecho em sub-miniatura metálico tem um diâmetro maior menor do que cerca de1,1 mm conforme determinado por ISO 68-1. Idealmente, pelo menos 60% em volume das partículas têm um tamanho de partícula entre 30 e 100 micrômetros.

[044] Estes e outros aspectos e vantagens da presente descrição serão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada, em conjunto com as reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[045] Enquanto a presente descrição é suscetível de modalidades em várias formas, é descrita uma modalidade presentemente preferida com a compreensão de que a presente descrição deve ser considerada uma exemplificação e não se destina a limitar a exposição à modalidade específica ilustrada.

[046] Material de retenção de fecho de pó compreendendo nylon 11 (PA1) é fornecido na forma de um pó. Durante o processamento (isto é, aplicação a um fecho) uma opção é pré-aquecer o fecho a uma temperatura de cerca de 525° F a 550° F (273,8 a 287,7 °C) utilizando, por exemplo, um aquecedor por indução. Uma pulverização de material de retenção de fecho de pó e gás, tal como ar seria então direcionado contra o fecho na área onde o elemento de retenção é desejado. Material de retenção de fecho de pó funde-se em contato com o fecho pré-aquecido de modo a formar um elemento de retenção aplicado topicamente que assume a forma de um remendo. A baixa viscosidade em fusão do nylon permite que o material de retenção do fecho em pó se espalhe e flua. Logo após a aplicação, usualmente dentro de segundos após a aplicação e a fusão, o material de retenção do fecho de pó liquefeito resfria e solidifica formando o elemento de retenção.

[047] Materiais de retenção de fecho de pó são providos em diversos graus diferentes, dependendo do tamanho das partículas. O grau particular de pó que é aplicado depende do tamanho físico do fecho e da aspereza de sua rosca. Geralmente, é vantajoso aplicar um pó grosso a tamanhos maiores de fechos. Inversamente, é geralmente vantajoso aplicar pós mais finos a fechos menores.

[048] Diferentes graus de nylon 11 têm diferentes tamanhos de partículas. Uma vez que os graus diferentes são quimicamente o mesmo material, a temperatura do ponto de fusão dos materiais é a mesma. Não obstante, pós mais finos fundirão mais rapidamente do que pós mais grossos. Além disso, uma vez que o elemento de retenção deve ser proporcionado como uma deposição ou grumos ou remendo de náilon sobre a superfície do fecho, uma quantidade muito maior de um pó fino é necessária para se obter o mesmo tamanho final de deposição, isto é, remendo. Como tal, existe um equilíbrio entre o tamanho de partícula e a taxa na qual o material se funde de modo a criar o remendo. Assim, pós mais grossos são usados em roscas mais grossas, de modo a controlar a massa fundida e a configuração (por exemplo, tamanho, forma, espessura e similares) do remendo.

[049] Um pó grosso típico (Nylok LLC número de parte 76-5008) é um pó mais amplamente usado para formar elementos de retenção reutilizáveis para fechos de tamanhos M3 ou M4 até e maior do que M19. O tamanho das partículas de pó é referido como um pó de 250 mícrons, que é uma indicação do tamanho médio mediano de partícula em volume que é de 250 micrômetros. A distribuição de tamanho de partícula real segue uma curva de sino típica e pode se estender a partir de apenas uns poucos micrômetros até cerca de 600 micrômetros.

[050] Um pó fino (Nylok LLC número de parte 76-5010) é tipicamente usado ao se processar fechos menores a partir de diâmetros M1,2 ou M1, 4 até cerca de M3. Este pó, que é referido como pó de 75 mícrons, tem um tamanho médio mediano de partícula em volume de cerca de 75 a 80 micrômetros. Novamente, a distribuição real pode incluir partículas que variam de alguns micrômetros até cerca de 250 micrômetros ou assim. Esta distribuição particular e "espalhamento" de tamanhos de partículas funciona bem para tais fechos.

[051] Como a necessidade de fechos ainda menores que são retidos de uma maneira a ser reutilizável, assim também a necessidade de pós mais finos. Devido ao tamanho destes dispositivos, é desejável, se não necessário, para utilização de fechos tão pequenos como M0,8 e M1,0 para produtos finais pessoais tais como monitores de cuidados com a saúde útil, dispositivos "inteligentes" tais como telefones móveis, relógios de pulso e semelhantes. Entretanto, descobriu-se também que para ser eficaz, tais materiais de retenção desejavelmente eram mais macios, ofereceria melhor adesão aos fechos, e fundirá mais rapidamente de modo a reduzir o dano ao chapeamento decorativo quando do aquecimento de fechos. Entretanto, descobriu-se que os pós de nylon comercialmente disponíveis eram inaceitáveis para uso com tais pós finos (pequenos) fechos. A distribuição de partículas maior (por exemplo, as partículas maiores dentro da distribuição normal resultaram na deposição de partículas mais grossas sobre as roscas muito finas. Assim, os "emplastros" de elemento de retenção aceitáveis não foram formados.

[052] A medida que os pós foram moídos mais finos, outros problemas de superfície. Os elementos de retenção resultantes não proporcionaram torque prevalente suficiente. Além disso, conforme observado acima, os pós muito finos não fluíram bem; em vez disso, elas tendem a embalar e aglomerar juntas ou aglomerar. Assim, aditivos foram às vezes usados para melhorar as características de fluxo do pó e a adesão a substratos metálicos.

[053] Surpreendentemente, descobriu-se que um material de retenção de fecho de pó para aplicação em fechos em miniatura metálico compreendendo um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 80 micrômetros. O pó de nylon 11 pode ter um tamanho médio mediano de partícula em volume entre cerca de 67 e cerca de 73 micrometros.

[054] A fim de melhorar as características necessárias para processamento, por exemplo, aplicação a fechos num ambiente de produção, vários aditivos podem ser adicionados ao material de retenção de fecho de pó, por exemplo, um ou mais de um promotor de adesão, promotor de fluxo e aditivos de controle de densidade.

[055] Aditivos de controle de densidade que controlam a densidade e a viscosidade do material. Por exemplo, o aditivo de controle de densidade pode ser um ou mais dos seguintes: carbonato de cálcio (giz), sulfato de bário, silicatos de alumínio (argila), silicato de potássio alumínio (mica), minerais de silicato de magnésio e calcário. Calcário, pode ser usado, por exemplo, em uma quantidade de cerca de 10% em peso a 20% em peso do material em pó (em que % em peso é com base no peso total do pó).

[056] Um outro tal aditivo é um promotor de adesão. Promotores de adesão são adicionados para auxiliar a aderência do material de retenção do fecho ao fecho em sub-miniatura metálico. O uso de promotores de adesão aumenta a capacidade de reutilização repetida do fecho sem reaplicação do material do elemento de retenção. Por exemplo, um ou mais dos promotores de adesão a seguir podem ser usados: fenol, 4, 4'- (1-metiletilideno) bis- fenol, polímero com 2,2'-[(1-Metiletilideno) bis (4, 1-fenilenooximetileno))] bis [oxirano] (também referido como Poli (Bisfenol A-co-epicloroidrina) terminado com glicidila). Além disso, compostos epóxi-funcionais (resinas) podem ser adicionados como promotor de adesão.

[057] Os promotores de adesão são tipicamente usados em uma quantidade de cerca de 2,5% em peso a 10% em peso, em que % em peso é baseado no peso total do pó. Alternativamente, o promotor de adesão é usado em uma quantidade de até 50% em peso, até 30% em peso, até 20% em peso ou até 10% em peso, em que % em peso é baseado no peso total do pó.

[058] Um outro tal aditivo é um pigmento de tingimento para fornecer cor ao material de retenção de fecho de pó. Pigmentos corantes podem ser usados em uma quantidade de cerca de 0% em peso a cerca de 1% em peso (em que % em peso é baseado no peso total do pó). Usualmente, o pigmento para fornecer cor, tal como azul, é não reativo.

[059] Um outro tal aditivo é um agente de fluxo ou promotor de fluxo. Agentes de fluidez/promotores podem ser usados em uma quantidade de cerca de 0% em peso a cerca de 5% em peso (em que % em peso é baseado no peso total do pó). Por exemplo, os promotores/agentes de escoamento podem ser um ou mais de óxido de alumínio e/ou sílica (por exemplo, sílica cristalina ou sílica amorfa).

[060] Descobriu-se que tal material de acordo com as modalidades da presente invenção não somente tem o fluxo e a adesão desejados ao fecho metálico, mas também tem uma dureza Shore D de cerca de 70-80, o que provê a maciez que é desejada para o remendo, conforme formado de acordo com a norma ASTM D para conformar-se aos espaços entre roscas quando o fecho é inserido em uma abertura correspondente (por exemplo, sem quebra ou quebra), enquanto que ao mesmo tempo proporciona a integridade física desejada, de modo que o remendo retém substancialmente seu formato, tamanho e posição sobre o fecho. O alongamento do material, como um remendo, é também tipicamente de cerca de 15%, e como tal, o material é resiliente e durável, permitindo uma reutilização repetida, mas limitando o fluxo frio do material. O alongamento é medido como uma percentagem de mudança no tamanho do inicial, como o comprimento aplicado ao comprimento após a união do fecho com a abertura na qual ela é casada.

[061] Um método de preparação de um material de retenção de fecho de pó que tem o tamanho médio de partícula médio desejado é a mistura em fusão dos componentes do material, extrudar o material, resfriar o material e então moer criogenicamente o material até o tamanho de partícula desejado. Este processo garante que cada partícula do pó acabado tenha exatamente o mesmo teor e consistência, e permite que o pó seja recuperado e reciclado durante o processamento da fábrica, enquanto impedindo que o pó se separe em seus componentes individuais. Essencialmente, os componentes que compõem o material são misturados entre si, fundidos e extrudados em grânulos. As pelotas são então resfriadas e criogenicamente moídas. Este processo garante consistência muito maior no tamanho e distribuição de partículas do que uma mistura simples misturada a seco de vários pós.

[062] Na presente descrição, as palavras "a" ou "um" " destinam-se a incluir tanto o singular como o plural. Inversamente, qualquer referência a múltiplos itens, onde apropriado, inclui o singular. Todas as patentes e pedidos publicados referidos aqui são incorporados por referência em sua totalidade, se ou não especificamente feito de acordo com o texto desta descrição.

[063] Será também apreciado por aqueles versados na técnica que os termos direcionais relativos, tais como lados, superior, inferior, superior, fundo, traseiro, dianteiro e semelhantes são para finalidades explicativas apenas e não se destinam a limitar o escopo da descrição. A partir do precedente, observa-se que numerosas modificações e variações podem ser efetuadas sem se afastar do verdadeiro espírito e escopo dos novos conceitos da presente invenção.

[064] Deve ser entendido que nenhuma limitação com relação às modalidades específicas ilustradas é pretendida ou deve ser inferida. Pretende-se que a descrição cubra pelas reivindicações anexas todas essas modificações que caiam dentro do escopo das reivindicações.

[065] EXEMPLOS

[066] A descrição será elucidada com referência aos seguintes exemplos. Destinam-se a ilustrar o material, mas não devem ser interpretados como limitativos de qualquer maneira o escopo da mesma.

[067] Teste de fluxo. O fluxo do material em pó a ser aplicado ao fecho em sub-miniatura foi determinado colocando-se aproximadamente uma amostra de 0,5 kg dentro de um alimentador de vaso vibratório. As amostras são avaliadas para aparência semelhante a fluido e movimento de partículas. Quanto mais perto as características de escoamento de um líquido, maior a classificação de desempenho. Quando o material se comporta como um sólido ou se torna entupido, o produto não se alimentará através do alimentador de vaso vibratório. O volume de produto que flui através do sistema é então pesado e comparado com a quantidade inicial apresentada para a entrega. Uma pontuação de 1 a 5 foi dada A cada amostra com base no volume de transferência.

[068] Teste de Torque. O torque prevalente do fecho é medido utilizando-se a chave de fenda de torque digital (Método Padrão IFI-524). Na condução do teste de torque, um fecho de sub-miniatura com um remendo aplicado ao mesmo é instalado e removido a partir de um elemento de acoplamento seguro, tal como uma porca presa em uma placa, em uma série de 5 instalações e remoções. O torque necessário para remover o fecho (o torque predominante) é registrado. Como será reconhecido por aqueles versados na técnica, a primeira instalação e os valores de torque predominantes serão mais altos e os valores irão cair com cada instalação e remoção sucessivas. Uma amostra foi considerada para passar os testes de torque quando os valores de torque na faixa de 0,08 ± 0,04 kgf-cm a 0,14 ± 0,07 kgf-cm são exibidos.

[069] Teste de adesão. A adesão do emplastro aplicado à subcamada T o fecho em sub-miniatura foi determinado nos fechos seguindo o teste de torque observado acima. Este teste é realizado manualmente utilizando-se um instrumento de pegar ou afiar para colher manualmente ou remover o material das roscas do fecho. Quando o material resiste ou é difícil de remover, por exemplo, se o material se rasgar ou sair em pequenos pedaços, enquanto permanece substancialmente aderido ao fecho, então, a adesão é considerada alta. Inversamente, quando o material é prontamente removido das roscas de fecho, por exemplo, quando o material sai das roscas do fecho em uma espiral longa, então a adesão é considerada baixa. Assim, se o revestimento permanecer completamente ou substancialmente completamente nas roscas do fecho após a 5a remoção a adesão é classificada no nível mais alto. Uma pontuação de 1 a 5 foi dada a cada amostra testada. A pontuação mais alta (5) foi dada à melhor adesão. A pontuação mais baixa foi dada à pior adesão.

[070] Medição de tamanho de partículas. O tamanho médio mediano de partícula do nylon 1 é o tamanho médio de partícula em micrômetros medido por Malvern Instruments Mastersizer 2000 versão 5,60.

[071] Exemplo 1: Preparação de material de retenção de fecho:

[072] Uma composição intermediária foi primeiramente preparada por mistura da resina de nylon 11 (83% em peso), calcário, sílica e outros pigmentos (total de 17% em peso). A fim de se obter a distribuição de tamanho de partícula desejada, a mistura foi então misturada em fusão a 400° F (204,4 °C) com os filamentos extrudados estirados através de um banho de água e em um pelotizador. As pelotas foram então moídas criogenicamente e peneiradas para produzir pó com partículas tendo um tamanho médio de partícula médio desejado de 67-73 micrômetros. Mais de 60% em volume das partículas tinham um tamanho de partícula entre 30 e 100 micrômetros. Mais de 80% em volume das partículas tinham um tamanho de partícula entre 20 e 130 micrômetros. O pó intermediário (90% em peso) foi então misturado com um promotor de adesão com funcionalidade epóxi, promotor de fluxo adicional, e um pigmento adicional (total de 10% em peso) em um misturador Henschell, então peneirado para remover quaisquer partículas de um tamanho indesejado. A adesão, o controle de fluxo e o torque do material mais rápido foram então determinados de acordo com os testes acima descritos. Os resultados dos testes são fornecidos na Tabela 1.

[073] Exemplos 2 a 6: Preparação de material de retenção de fecho:

[074] EXEMPLOS 2 a 6 os exemplos 2 a 6 foram preparados de acordo com o mesmo processo descrito para o Exemplo 1, exceto que a resina de nylon 11 foi triturada criogenicamente e peneirada para produzir pó com partículas tendo um tamanho de partícula médio diferente e distribuições de tamanhos de partículas como mostrado na Tabela I a quantidade de promotor de fluidez e promotor de adesão funcional de epóxi adicionado ao nylon foi variada conforme mostrado na tabela 1. Para cada uma das amostras, a adesão, o controle de fluxo e o torque do material fecho foram determinados de acordo com os testes acima descritos.

[075] Os resultados dos testes são fornecidos na Tabela 1 Resultados de Teste - Tabela 1

[076] Os resultados mostram o Exemplo 1 que contém pó de náilon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e até 73 micrômetros tem as melhores propriedades de adesão e escoamento e também passam no teste de torque.

[077] A despeito do fato de que o Exemplo 2 contém mais promotor de fluxo do que o exemplo 1, o controle de fluxo do Exemplo 1 é superior àquele do Exemplo 2. Isto mostra que a adição de mais promotor de fluxo não é necessariamente a força motriz primária para atingir as características de fluxo. Os inventores concluíram que a distribuição de tamanho de partícula do Exemplo 1 é a mais preferida.

[078] Exemplos 3 a 6 são exemplos comparativos. Todos estes exemplos têm um tamanho médio mediano de partícula em volume de menos do que 67 micrômetros ou mais do que 80 micrômetros. Além disso, menos de 60% em volume das partículas têm um tamanho de partícula fora da faixa de 30 a 100 micrômetros. Todos os exemplos mostram pior adesão e controle de fluxo do que os exemplos 1 e 2. Também todos falham no teste de torque. Mesmo que o Exemplo 4 contenha mais material promotor de adesão do que o Exemplo 1, ainda exibia adesão pior. Isto mostra que a adição de mais promotor de adesão não é necessariamente a força motriz primária na obtenção de adesão melhorada.

[079] Também será entendido por aqueles versados na técnica que a configuração do remendo de material de retenção de fecho no fecho em miniatura pode assumir muitas formas. Por exemplo, um único remendo pode ser formado sobre o fecho que se estende por t cerca de 90 a cerca de 180 graus circunferencialmente em torno da haste do fecho ao longo das roscas, mas que mais ou menos extensão circunferencial do remendo pode estar presente. O remendo pode se estender completa ou substancialmente ao longo do comprimento das roscas ou apenas parcialmente ao longo do comprimento das roscas, conforme desejado. Além disso, mais de um emplastro pode estar presente no qual os múltiplos emplastros são posicionados igualmente ou substancialmente igualmente, longitudinalmente ao longo da haste do fecho ou longitudinalmente escalonada uma da outra. Todas tais configurações e aplicações do emplastro ou emplastro de material de retenção de fecho estão dentro do escopo e espírito da presente invenção.

Claims

1. Material de retenção de fecho de pó para aplicação a fechos em sub-miniatura de metal, caracterizado por tais fechos em sub-miniatura serem fechos rosqueados tendo um diâmetro dos pontos mais distantes na rosca inferior a 1,1 mm, compreendendo um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais de 67 e até 73 micrômetros, e ainda compreendendo até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, até 40% em peso de um promotor de adesão, e até 2% em peso de um promotor de fluxo, em que % em peso é com base no peso total do pó.

2. Material de retenção de fecho de pó, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos 60% em volume das partículas de nylon 11 terem um tamanho de partícula entre 30 e 100 micrômetros.

3. Material de retenção de fecho de pó, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o aditivo de controle de densidade compreender calcário.

4. Material de retenção de fecho de pó, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o promotor de adesão compreender um composto fenol-funcional e/ou um composto epóxi funcional.

5. Material de retenção de fecho de pó, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o promotor de fluxo compreender sílica.

6. Fecho em sub-miniatura metálico, formado do material de retenção de fecho de pó conforme definido na reivindicação 1, caracterizado por compreender um remendo preparado a partir de um material de retenção de fecho compreendendo um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 73 micrômetros, em que tal fecho em sub-miniatura é um fecho rosqueado que tem um diâmetro dos pontos mais distantes na rosca inferior a 1,1 mm

7. Fecho em sub-miniatura metálico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por pelo menos 60% em volume das partículas de nylon 11 terem um tamanho de partícula entre 30 e 100 micrômetros.

8. Método para a formação de um remendo de material de retenção de fecho em um fecho em sub-miniatura metálico, conforme definido na reivindicação 1, o método sendo caracterizado por compreender: (a) aplicação a pelo menos uma região do fecho em sub- miniatura metálico de um material de retenção de pó em uma corrente gasosa, em que tais fechos em sub-miniatura são fechos rosqueados que têm um diâmetro dos pontos mais distantes na rosca inferior a 1,1 mm, e (b) fusão do material de retenção de pó sobre o fecho em sub- miniatura metálico, em que o material de retenção de pó compreende um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 73 micrômetros, e ainda compreendendo até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, até 40% em peso de um promotor de adesão, e até 2% em peso de um promotor de fluxo, em que % em peso é com base no peso total do pó.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda uma etapa de pré-aquecimento do fecho em sub- miniatura metálico antes da aplicação do material de retenção de pó ao fecho em sub-miniatura metálico, e/ou uma etapa de pós-aquecimento do fecho em sub-miniatura metálico após a aplicação do material de retenção de pó ao fecho em sub-miniatura metálico.

10. Método de acordo com a reivindicação 8 ou reivindicação 9, caracterizado por pelo menos 60% em volume das partículas de nylon 11 terem um tamanho de partícula entre 30 e 100 micrômetros.

11. Uso de um material de retenção de fecho de pó caracterizado por ser para formar um remendo de retenção de fecho reutilizável em uma região de um fecho em sub-miniatura metálico, conforme definido na reivindicação 1, em que tais fechos em sub-miniatura são fechos rosqueados tendo um diâmetro dos pontos mais distantes sobre a rosca inferior a 1,1 mm, em que o material de retenção de pó compreende um pó de nylon 11 que tem um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 73 micrômetros, e ainda compreendendo até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, até 40% em peso de um promotor de adesão, e até 2% em peso de um promotor de fluxo, em que % em peso é com base no peso total do pó.

12. Kit de partes caracterizado por compreender: (a) um fecho em sub-miniatura metálico, em que tais fechos em sub-miniatura são fechos rosqueados que têm um diâmetro dos pontos mais distantes sobre a rosca inferior a 1,1 mm de espessura e (b) um pó de material de retenção de pó conforme definido na reivindicação 1, compreendendo um pó de nylon 11 tendo um tamanho médio mediano de partícula em volume de mais do que 67 e menor do que 73 micrômetros, e ainda compreendendo até 20% em peso de um aditivo de controle de densidade, até 40% em peso de um promotor de adesão, e até 2% em peso de um promotor de fluxo, em que % em peso é com base no peso total do pó.