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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren für die Verbindung eines flexiblen Schlauchs mit einer Konnektorbuchse, das eine relativ mühelose Verbindung und ein schnelles Erreichen der gewünschten Haltekraft ermöglicht. Offengelegt werden Schlauchbaugruppen, bei denen mittels Fügemittel-Zusammensetzung und verdampfbarem flüssigem Kohlenwasserstoff ein Schlauch mit einer Konnektorbuchse verbunden wird.
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STAND DER TECHNIK
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Im medizinischen Bereich werden Schläuche medizinischer Güte verwendet, um Flüssigkeiten zwischen einem Gerät und dem Patienten zu transportieren. Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, werden solche Schläuche auch in nicht-medizinischen Bereichen zum Übertragen von Flüssigkeiten verwendet. In einigen Ausführungsformen werden die Schläuche mit einer Konnektorbuchse verbunden, wobei der Außendurchmesser des Schlauchs mit dem Innendurchmesser der Konnektorbuchse verbunden wird.
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Bei den hauptsächlich mit nicht polaren Oberflächen und den relativ schwer verbindbaren (Co)Polymeren wie Polypropylen, Polyethylen, Styrolblock-Copolymeren und Gemischen davon hergestellten flexiblen Schläuchen kann die Verbindung in herkömmlichen Buchsen mittels Lösungsmittelverfahren, bei denen ein Schlauchende z. B. durch Eintauchen beschichtetet und dann in die Buchse gesteckt wird, schwierig sein.
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Für die Optimierung der Verbindung zwischen einem Schlauch und einem Konnektor wurden verschiedene Verfahren entwickelt. Siehe z. B.
US-Patente 8 871 864 B2 und 8 871 317 B2, bei denen Klebstoffe verwendet werden,
US 2012/0150150 A1 , bei dem ein Einsatz verwendet wird, oder
US-Patent 8 735 491 B2 , bei dem ein halogenfreier, weichmacherfreier thermoplastischer Elastomerverbund verwendet wird, der angeblich unter Verwendung von Cyclohexanon alleine oder zusammen mit Methylethylketon durch Lösungsmittelverbindung oder Verschweißung mit einem anderen thermischen Kunststoff verbunden werden kann.
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Wie sich in den verschiedenen Ansätzen zeigt, besteht ein Bedarf an praktischen und wirtschaftlichen Verfahren für die Verbesserung der Haltekraft zwischen Schläuchen und Konnektorbuchsen.
Aus der
WO 2014/153334 A1 ist ein Fügeverfahren für einen Schlauch und einen Konnektor bekannt, bei dem der Schlauch, welcher eine erste äußere Schicht und eine zweite innere Schicht aufweist, wobei die äußere Schicht ein funktionalisiertes Ethylen-Copolymer enthält, während die innere Schicht aus einem TPE-Material besteht. Als erfindungswesentlich wurde erkannt, dass Material der äußeren Schicht die Bindungsstärke zu der Buchse gegenüber einem TPE-Rohr signifikant zu erhöhen vermag.
Die Schrift
US 2 971 876 A befasst sich mit dem Verkleben von Polystyrol-Oberflächen mittels einer flüssigen Klebstoffverbindung, welche Lösungsmittel für Polystyrol und darin gelöstes Polystyrol und ferner einen Verdünner wie beispielsweise Cyclohexan enthält.
In der
DE 10 65 965 A geht es ebenfalls um ein Verfahren zum Binden von Polystyrol-Erzeugnissen aneinander mithilfe eines Klebstoffes, der eine Lösung von Polystyrol in einem Lösungsmittel und einen Verdünnungsmittel enthält, wobei das Verdünnungsmittel flüchtiger als das Lösungsmittel ist.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In Anbetracht der obigen Darlegungen wäre ein Verfahren, das ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wünschenswert, bei dem die Verbindung eines flexiblen Schlauchs mit einer Konnektorbuchse mittels Fügemittel-Zusammensetzung so durchgeführt wird, dass a) der Schlauch und/oder der Konnektor mit Gleitmittel geschmiert wird/werden, um das Einführen des Schlauchs bis zur gewünschten Stelle im Konnektor zu ermöglichen, und b) eine hohe Haltekraft erreicht wird, die in einigen Ausführungsformen bereits innerhalb weniger Minuten eintritt.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens für die Verbindung von flexiblen Schläuchen mittels einer Fügemittel-Zusammensetzung, wobei die Schläuche vorzugsweise thermoplastische Elastomerschläuche sind, deren maximaler Außendurchmesser größer als der maximale Innendurchmesser der Konnektorbuchse ist und mindestens eine Fläche aufweist, die beim Formen der Schlauchbaugruppe als Kontaktfläche dienen kann.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens für die Verbindung eines flexiblen Schlauchs mit einer Konnektorbuchse unter Verwendung eines verdampfbaren flüssigen Kohlenwasserstoffs, der in der Fügemittel-Zusammensetzung enthalten ist.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Bonding-Verfahren, mit denen nach der Verbindung eines Schlauchs mit dem gewünschten Konnektor rasch eine hohe Haltekraft erzielt wird, niedrigere Montagekosten realisiert werden können und die Bereitstellung von Schlauchbaugruppen, die relativ einfach herzustellen und in Massenfertigung produziert werden können.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Fügemittel-Zusammensetzung, die einen Kohlenwasserstoff enthält, wie z. B. eines oder mehrere Hexane, Heptane, Xylole (eines oder mehrere o-Xylole, m-Xylole und p-Xylole) und Toluol. In weiteren Ausführungsformen enthält die Fügemittel-Zusammensetzung zudem ein thermoplastisches Elastomer, vorzugsweise, wie in einer Ausführungsform, ein Styrolblock-Copolymer.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die Formung einer Schlauchbaugruppe offen gelegt, das Folgendes umfasst: einen Schritt zum Erhalt eines Schlauchs mit einem Außendurchmesser, Erhalt eines Konnektors mit Buchse, deren Innendurchmesser kleiner als der Schlauchaußendurchmesser ist, Auftragen einer flüssigen, kohlenwasserstoffhaltigen Fügemittel-Zusammensetzung auf eine oder mehrere Flächen i) des Außendurchmessers eines Schlauchendes und ii) mindestens einen Teil des Innendurchmessers der Buchse, Verbindung des Schlauchs mit dem Konnektor zum Herstellen der Schlauchbaugruppe durch Einführen des Schlauchendes in die Buchse.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schlauchbaugruppe bereitgestellt, die einen Schlauch umfasst, der ein Ende mit Außendurchmesser aufweist und das Ende in eine Konnektorbuchse eingeführt und dort befestigt wird, wobei der Schlauchaußendurchmesser vor dem Einführen größer ist als der Innendurchmesser der Buchse, in der Schlauch und Konnektor durch eine kohlenwasserstoffhaltige Fügemittel-Zusammensetzung befestigt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung ist verständlicher und andere Merkmale und Vorteile werden besser ersichtlich, wenn die detaillierte Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen gelesen und betrachtet wird:
- 1 zeigt einen Teil eines Querschnitts einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schlauchbaugruppe, wobei ein Schlauch mit einem anfänglich größeren Außendurchmesser an einem Ende in einer Konnektorbuchse platziert wurde, wobei der Innendurchmesser der Buchse kleiner ist als der anfängliche Außendurchmesser des Schlauchendes.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In dieser technischen Beschreibung stellen alle angegebenen Zahlen einen individuellen gesetzten Wert in einer Ausführungsform dar, unabhängig davon, ob das Wort „etwa“ oder „ungefähr“ oder ein ähnliches Wort in Verbindung mit dem Wert verwendet wird. Wenn Begriffe wie „etwa“ oder „ungefähr“ in Verbindung mit einem Wert verwendet werden, kann der Zahlenbereich in verschiedenen anderen Ausführungsformen ebenfalls variieren, z. B. um 1 %, 2 %, 5 % oder mehr.
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Die Erfindung stellt eine Schlauchbaugruppe bereit, die eine wünschenswerte Haltekraft zwischen dem weichen, flexiblen Schlauch und einer Konnektorbuchse aufweist, wobei die Haltekraft nach dem Zusammenfügen oder Verbinden des Schlauchs mit dem Konnektor rasch erzielt wird. Schlauch und Konnektor werden unter Verwendung einer kohlenwasserstoffhaltigen Fügemittel-Zusammensetzung befestigt, wobei die Fügemittel-Zusammensetzung nicht nur als Verbindungsmittel, sondern auch als Gleitmittel dient, das die Verbindung des Schlauchs, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Konnektorbuchse, ermöglicht.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 1 eine Ausführungsform einer Schlauchbaugruppe 10 der vorliegenden Erfindung, die einen flexiblen Schlauch 20 enthält, dessen erstes Ende 22 mit einem Konnektor 30 verbunden ist.
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Der Schlauch 20 wird aus einer relativ weichen Zusammensetzung geformt, so dass er flexibel ist. Im Sinne dieser Schrift beziehen sich die Begriffe „Schlauch“ und „Schläuche“ auf jede Konstruktion oder Struktur, die in einem im Wesentlichen radialen Abstand um eine Längsachse angeordnet ist. Der Verwendungszweck des Schlauchs ist die Leitung und Übertragung von Fluiden, wie Gas oder Flüssigkeit, oder auch von fließfähigen Feststoffen, wie z. B. in einer Flüssigkeit enthaltene Feststoffe, oder Kombinationen davon.
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Der Schlauch kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen: einen Hohlzylinder mit einer Innen- und Außenfläche, unabhängig davon mit einem runden oder unrunden Querschnitt, beispielsweise einem ovalen oder elliptischen Querschnitt, einer Längsachse, die linear oder nicht linear sein kann, beispielsweise gebogen oder kurvig entlang der gesamten Schlauchlänge oder eines Abschnitts der Schlauchlänge verlaufend, mit einer oder mehreren Innen- oder Außenflächen, beispielsweise bei mehrlumigen Schläuchen mit unterschiedlichen Formen entlang der Schlauchlänge. Der Schlauch kann eine odermehrere bzw. zwei oder mehrere Lagen haben, wobei eine einzelne Lage bevorzugt wird.
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Je nach Anwendung kann der Schlauch in jeder beliebigen Länge und mit jedem beliebigen Innendurchmesser, Außendurchmesser und jeder beliebigen Wandstärke geformt werden. Die Wandstärke wird generell definiert als Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser eines Schlauchs an einer gegebenen Querschnittsfläche.
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Auch die Zusammensetzung des Schlauchs kann je nach Anforderungen des letztendlichen Verwendungszwecks der Baugruppe unterschiedlich sein. Beispiele für Zusammensetzungen, die genutzt werden können, sind u. a. ohne Eingrenzung verschiedene Polymere, Copolymere, thermoplastische Elastomere und thermoplastische Vulkanisate. Geeignete Polymere sind u. a. ohne Eingrenzung Polyolefine, Acrylnitril-Butadiene-Styrolharze, Silikon-Homopolymere oder Blockcopolymere und auf Polyolefinstyrolblock-Copolymer basierende thermoplastische Elastomere.
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Thermoplastische Elastomerschläuche sind in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bevorzugt und können genutzt werden, um unter Verwendung der Fügemittel-Zusammensetzung eine wünschenswerte Haltekraft zwischen Schlauch und Konnektor zu erzielen. Überraschenderweise wurde erkannt, dass bei schwierig zu verbindenden flexiblen Schläuchen der Außendurchmesser des Schlauchs generell um ca.1 % bis ca. 10 %, vorzugsweise um ca. 2 % bis ca. 8 % und besonders bevorzugt um ca. 3 % bis ca. 5 % größer sein muss als der Innendurchmesser der Konnektorbuchse.
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Der mit einem Konnektor verbundene flexible Schlauch ist relativ weich und flexibel und lässt sich in der tatsächlichen Anwendung leicht biegen und manipulieren. In verschiedenen Ausführungsformen liegt der Härtegrad des Schlauchs generell bei ca. 50 Shore A bis ca. 40 Shore D, vorzugsweise bei ca. 65 Shore A bis ca. 92 Shore A und besonders bevorzugt bei ca. 73 Shore A bis ca. 88 Shore A, gemessen gemäß ASTM D 2240. In einigen bevorzugten Ausführungsformen hat der Konnektor einen höheren Härtegrad als der Schlauch.
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Die Wandstärke des Schlauchs kann je nach Art der Anwendung unterschiedlich sein. Demgemäß hat der Schlauch vorzugsweise eine Wandstärke von generell ca. 5 % bis 40 % des Schlauchaußendurchmessers, vorzugsweise ca. 10 % bis 35 % des Schlauchaußendurchmessers und besonders bevorzugt ca. 15 % bis ca. 25 % des Schlauchau ßendurchmessers.
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Der Konnektor 30 kann jede geeignete Konstruktion aufweisen und wird vorzugsweise für die Verbindung des Schlauchs 20 mit einer anderen Komponente verwendet. Viele verschiedene Arten von Konnektoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Im medizinischen Bereich wird häufig ein Luer-Lock-Konnektor verwendet und eine entsprechende Ausführungsform ist in 1 gezeigt. Im erfindungsgemäßen Verfahren hat der Konnektor einen Körper 31, an dessen einem Ende eine Buchse 32 mit einer Innenfläche 33 und einem Innendurchmesser vorgesehen ist. Der Außendurchmesser des flexiblen Schlauchs 20 wird, wie hier beschrieben, mit der Innenfläche 33 des Innendurchmessers des Konnektors 30 verbunden. Die Buchse ist mit einem Sitz 34 versehen, der eine Öffnung oder einen Durchlass 37 mit einem Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser der Innenfläche 33, vorzugsweise einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Schlauchs 20 ist, so dass Flüssigkeit zwischen beiden durchfließen kann. Das Ende 22 des Schlauchs 20 berührt vorzugsweise den Sitz 34, nachdem es vollständig in die Buchse 32 eingeführt wurde. An einem zweiten Ende 35 weist der Konnektor eine zweite Buchse auf, die der ersten Buchse 32 gegenüber liegt und den Schlauch aufnimmt. Die zweite Buchse kann wahlweise einen Kegel aufweisen. In einer Ausführungsform weist das zweite Ende 35 eine Gewindeaußenfläche 36 auf.
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Der Konnektor wird vorzugsweise aus beständigem Polymermaterial hergestellt, kann aber alternativ auch aus Metall oder anderen Materialien hergestellt werden. Geeignete Polymere sind u. a. ohne Eingrenzung Polyolefine, Polycarbonatharze (PC-Harze), Polyurethan, Acrylharze, Polyvinylchlorid, Acrylnitril-Butadien-Styrolharze (ABS-Harze), PC/ABS-Legierung, Polyester, Olefin-haltige Legierungen, Polyacetyle, zyklisches Olefin-Copolymer, Polyetheretherketon, Polyamid, wie Nylon, oder ein Fluorkohlenstoffpolymer, wie Polytetrafluoroethylen.
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Der Schlauch wird mit dem Konnektor verbunden, nachdem eine Fügemittel-Zusammensetzung, die einen Kohlenwasserstoff umfasst, auf einen oder mehrere Außendurchmesser des Schlauchendes und auf einen Teil des Innendurchmessers der Buchse aufgetragen wurde. In verschiedenen Ausführungsformen enthält bzw. umfasst das Fügemittel einen oder mehrere Kohlenwasserstoffe, die bei Raumtemperatur eine flüssige Form annehmen. Der Kohlenwasserstoff umfasst einen oder mehrere der folgenden Stoffe: Hexan, Heptan, Toluol, a-Xylen, m-Xylen und p-Xylen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Kohlenwasserstoff-Zusammensetzung einen Siedepunkt zwischen 50 °C und 200 °C und vorzugsweise einen Siedepunkt zwischen ca. 60 °C und 150 °C.
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Die Fügemittel-Zusammensetzung umfasst ein oder mehrere Polymere und thermoplastische Elastomere, beispielsweise ein oder mehrere Polystyrole Styrol-Butadien-Blockcopolymere, hydriertes Styrol-Butadien-Copolymer und Polyurethan; vorzugsweise durch den Kohlenwasserstoff aufgelöst oder im Wesentlichen aufgelöst. Die Konzentration des einen oder der mehreren Polymere und thermoplastischen Elastomere im Kohlenwasserstoff liegt zwischen 1 Gew.-% und ca. 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 1 Gew.-% und ca. 15 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen 1 Gew.-% und ca. 10 Gew.-% der Fügemittel-Zusammensetzung.
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In einer Ausführungsform umfasst die Fügemittel-Zusammensetzung ein hydriertes oder gesättigtes Stryrolblock-Copolymer, das mindestens drei Blöcke mit Styrol oder Monoalkenylaren in jedem Block umfasst, vorzugsweise mit einem Großteil des Monomers in den Endblöcken und eine Minderheit der Monomere in dem einen oder in den mittleren Blöcken. Das Styrolblock-Copolymer hat einen relativ hohen Styrol- oder Monoalkenylarengehalt, wobei das in einem oder mehreren mittleren Blöcken enthaltene Styrol oder Monoalkenylaren nach dem Zufallsprinzip oder mittels einer kontrollierten Verteilung angeordnet sein kann.
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In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, ist das Styrol oder Monoalkenylaren in einer Gesamtmasse von mehr als 38 % und vorzugsweise von mehr als 45 %, basierend auf der Gesamtmasse des Styrolblock-Copolymers mit zufälliger oder kontrollierter Verteilung, vorhanden. In verschiedenen Ausführungsformen hat der mittlere Block des Copolymerblocks mit zufälliger oder kontrollierter Verteilung einen Monoalkenylarengehalt von weniger als 30 Gew.-%, bevorzugt werden weniger als 29 Gew.-%.
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Das Blockcopolymer mit kontrollierter Verteilung der vorliegenden Erfindung kann Copolymere umfassen, die unter dem Handelsnamen Kraton A® Polymers vertrieben werden, wobei Kraton A1536 und A1535 als Beispiele dienen.
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Die Fügemittel-Zusammensetzung kann auf einen oder mehrere a) Außendurchmesser eines Schlauchendes und b) auf mindestens einen Teil des Innendurchmessers der Buchse aufgetragen werden. In einer Ausführungsform wird das Schlauchende für einen wünschenswerten Zeitraum in die Fügemittel-Zusammensetzung eingetaucht, beispielsweise ca. 0,5 bis ca. 2 Sekunden lang, bevor das Schlauchende in die Konnektorbuchse eingeführt wird. In weiteren Ausführungsformen wird die Fügemittel-Zusammensetzung unter Verwendung eines Flüssigkeitsspenders auf eine oder mehrere der zu verbindenden Schlauch- und Buchsenflächen aufgepinselt oder aufgesprüht.
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In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hat eine Schlauchbaugruppe, die ein mit einer Konnektorbuchse verbundenes Schlauchende aufweist, eine Haftfestigkeit von mindestens 35,6 N (8 Lbf), wobei der Außendurchmesser des Schlauchs um ca. 1 % bis ca. 10 % größer ist als der Innendurchmesser der Buchse und wobei der Schlauch eine Härte von ca. 65 Shore A bis ca. 92 Shore A hat. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Schlauchbaugruppe, die ein mit einer Konnektorbuchse verbundenes Schlauchende aufweist, eine Haftfestigkeit von mindestens 42,7 N (9,6 Lbf), wobei der Schlauch eine Härte von mindestens 78 Shore A hat, wobei ein Polycarbonat-Konnektor verwendet wird und wobei der Außendurchmesser des Schlauchs um ca. 1 % bis ca. 10 % größer ist als der Innendurchmesser der Buchse, beispielsweise ein Außendurchmesser von 4,27 mm und ein Innendurchmesser von 4,01 bis 4,17 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform wird Toluol als Fügemittel-Zusammensetzung verwendet.
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Beispiele
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Die unten aufgeführten Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung der Verfahren für die Verbindung eines flexiblen Schlauchs mit einer Konnektorbuchse und für die Formung von Schlauchbaugruppen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren.
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Die Beispiele sollen nicht den Umfang der Erfindung einschränken.
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Bei Schlauchbaugruppen, die einen mit einem Konnektor verbundenen Schlauch enthalten, wurde vorbereitend ein Schlauchende in Lösungsmittel (Vergleichsbeispiele) oder in eine Fügemittel-Zusammensetzung getaucht, auf einem Papiertuch kurz abgeklopft, um etwas oder im Wesentlichen das gesamte Lösungsmittel oder die Fügemittel-Zusammensetzung aus dem Schlauchinneren zu entfernen, und dann wurde das Schlauchende in den Konnektor eingeführt.
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In den Vergleichsbeispielen mit einem kleinen Schlauchaußendurchmesser konnte der Schlauch leicht in den Konnektor eingeführt werden. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Befeuchtung der Innenfläche des Konnektors wurde der Schlauch herausgezogen und sofort wieder in den Konnektor hineingeschoben.
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In den Vergleichsbeispielen mit großem Schlauch mit übergroßem Außendurchmesser konnte der Schlauch nicht vollständig in den Konnektor geschoben werden. Der Schlauch wurde herausgezogen und sofort wieder in den Konnektor hineingeschoben. Oft musste der Schlauch vor dem erneuten Einführen in den Konnektor erneut in Lösungsmittel eingetaucht werden. Oft war es erforderlich, das erneute Eintauchen in das Vergleichslösungsmittel und das Wiedereinführen mehr als 2-mal zu wiederholen, um eine vollständige Einführung des übergroßen Schlauchs in den Konnektor zu ermöglichen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde der Schlauch in den Konnektor eingeführt. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Befeuchtung der Innenfläche des Konnektors wurde der Schlauch herausgezogen und sofort wieder in den Konnektor hineingeschoben. Es war kein weiteres Eintauchen/erneutes Einführen erforderlich.
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In den Vergleichsbeispielen wurde als Lösungsmittel Cyclohexanon verwendet. In den Beispielen wurde reiner Kohlenwasserstoff, wie Heptan, Toluol, Xylole oder im erfindungsgemäßen Verfahren Polymerlösung als Fügemittel verwendet. Die Polymerlösung wurde durch Auflösen des Polymers in der Kohlenwasserstofflösung zubereitet. So wurden beispielsweise 10 Gew.-% Kraton A1536 in Toluol aufgelöst.
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Die Haltekraft der Baugruppe zwischen Schlauch und Konnektor wurde mit einem Zugkraft-Prüfinstrument der Firma Instron bei einer Geschwindigkeit von 20 Zoll/Minute an einem Schlauchprobestück mit einer Länge von einem Zoll zwischen der Instron-Klemme und der Schlauch-/Konnektorlinie gemessen. Zur Sicherstellung der korrekten Ausrichtung der Schlauch-/Konnektorbaugruppe und Vermeidung oder Minimalhaltung von Neigungen mit Folge von fälschlicherweise hoher Haltekraft wurde ein Adapter verwendet, der den Konnektor in seiner geraden Position hielt. Der Haltekrafttest wurde typischerweise 7 Tage nach Herstellung der Verbindung durchgeführt. In einer Zeitstudie, die in Tabelle 3 aufgeführt ist, wurde die Haltekraft nach verschiedenen Verbindungszeiten geprüft. Die Ergebnisse zur durchschnittlichen Haltekraft bei 5 bis 10 verbundenen Prüfteilen sind in den Tabellen aufgeführt. Die in den Beispielen verwendeten Schläuche wurden aus der Medalist® MD-50200 Serie von Teknor Apex mit unterschiedlichen Härtegraden extrudiert. Die Konnektoren wurden von Qosina bezogen. Der ABS-Konnektor mit Artikelnummer 65248 hatte einen Buchseninnendurchmesser von 4,04 bis 4,19 mm. Der PC-Konnektor hatte die Artikelnummer 71636 und einen Buchseninnendurchmesser von 4,01 bis 4,17 mm.
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Die folgenden Prüfprotokolle wurden für die Tests verwendet:
| Test | Einheiten | Verfahren |
| Schlauch, TPE, Härte (15 s) | Shore A | ASTM D-2240 |
| Mittlere Haltekraft | N (Lbf) | oben angegeben |
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In den Tabellen bedeutet der Eintrag „Ja“ in der Spalte „Leicht zu montieren“, dass der Schlauch in den Konnektor geschoben wurde, ohne dass der Eintauchschritt vor dem Versuch eines erneuten Hineinschiebens des Schlauchendes in den Konnektor wiederholt werden musste. Ein „Nein“ bedeutet, dass mindestens ein zusätzliches Eintauchen mit Neueinführung notwendig war, und dass der Schlauch oft auch nach mehrfachen Versuchen nicht vollständig hineingeschoben werden konnte. Tabelle 1
| Experiment-Nummer | Kontroll-Lösungsmittel oder Fügemittel-Zusammensetzung | Leicht zu montieren | TPE Härte um 15 s verzögert Shore A | Schlauch Außen-0 (mm) | ABS-Buchse Innen-0 (mm) | Schlauch-Wandstärke (mm) | Mittlere Haltekraft, N (Lbf) |
| Kontrolle 1 | Toluol | Ja | 73 A | 4,06 | 4,04 - 4,19 | 0,76 | 26,7 (6,0) |
| Kontrolle 2 | Cyclohexanon | Nein | 73 A | 4,27 | 4,04 - 4,19 | 0,86 | 35,6 (8,0) |
| Vergleichsbeispiel 1 | Toluol | Ja | 73 A | 4,27 | 4,04 - 4,19 | 0,86 | 36,0 (8,1) |
| Vergleichsbeispiel 2 | Heptan | Ja | 73 A | 4,27 | 4,04 - 4,19 | 0,86 | 35,6 (8,0) |
| Beispiel 3 | A1 536/Toluol (10 %) | Ja | 73 A | 4,27 | 4,04 - 4,19 | 0,86 | 36,9 (8,3) |
| Kontrolle 3 | Cyclohexanon | Nein | 73 A | 4,36 | 4,04 - 4,19 | 0,91 | 38,7 (8,7) |
| Vergleichsbeispiel 4 | Toluol | Ja | 73 A | 4,36 | 4,04 - 4,19 | 0,91 | 38,3 (8,6) |
Tabelle 1A
| Experiment-Nummer | Kontroll-Lösungsmittel oder Fügemittel-Zusammensetzung | Leicht zu montieren | TPE Härte um 15 s verzögert Shore A | Schlauch Außen-0 (mm) | ABS-Buchse Innen-∅ (mm) | Schlauch-Wandstärke (mm) | Mittlere Haltekraft, N (Lbf) |
| Kontrolle 4 | Toluol | Ja | 83 A | 4,06 | 4,04 - 4,19 | 0,76 | 31,6(7,1) |
| Kontrolle 5 | Cyclohexanon | Nein | 83 A | 4,27 | 4,04 - 4,19 | 0,86 | 50,3 (11,3) |
| Vergleichsbeispiel 5 | Toluol | Ja | 83 A | 4,27 | 4,04 - 4,19 | 0,86 | 49,8 (11,2) |
| Vergleichsbeispiel 6 | Xylen | Ja | 83 A | 4,27 | 4,04 - 4,19 | 0,86 | 49,4 (11,1) |
| Vergleichsbeispiel 7 | Heptan | Ja | 83 A | 4,27 | 4,04 - 4,19 | 0,86 | 52,0 (11,7) |
| Beispiel 8 | A1536/Toluol 10% | Ja | 83 A | 4,27 | 4,04 - 4,19 | 0,86 | 51,6 (11,6) |
| Kontrolle 6 | Cyclohexanon | Nein | 83 A | 4,43 | 4,04 - 4,19 | 0,84 | 50,3 (11,3) |
| Vergleichsbeispiel 9 | Toluol | Ja | 83 A | 4,43 | 4,04 - 4,19 | 0,84 | 52,5 (11,8) |
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In Tabelle 1, Kontrolle 1 wird dargestellt, dass Schläuche, deren Außendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Buchse ist, relativ leicht zu montieren sind, aber eine Haltekraft unter dem Durchschnitt im Vergleich zur Kontrolle 2 und den Vergleichsbeispielen 1, 2 und Beispiel 3 haben. In Kontrolle 2 wird ein Schlauch mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der Buchseninnendurchmesser, mit Cyclohexanon als Lösungsmittel verwendet. Diese Kombination liefert eine akzeptable Haltekraft, aber das Montieren des Schlauchs im Konnektor ist schwierig. Um den Schlauch vollständig in den Konnektor einführen zu können, muss der teilweise eingeführte Schlauch aus dem Konnektor herausgezogen, in Lösungsmittel getaucht und dann erneut in den Konnektor eingeführt werden. Manchmal müssen die obigen Schritte mehr als zwei Mal wiederholt werden, was für die Massenproduktion sehr unpraktisch ist. In den Vergleichseispielen 1, 2 und Beispiel 3 wird ein Schlauch mit einem Außendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser der Buchse ist, verwendet. Bei diesen Beispielen war die Montage einfach und aufgrund der Verwendung der vorgegebenen Fügemittel wurde eine wünschenswerte Haltekraft erzielt.
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In Kontrolle 3 wurde ein noch größerer Schlauchaußendurchmesser verwendet und eine noch größere mittlere Haltekraft erzielt als in Kontrolle 2, doch die Montage war nicht leicht. Beispiel 4 zeigt, dass bei dem Schlauch mit einem noch größeren Außendurchmesser als der in Beispiel 1 unter Verwendung von Toluol als Fügemittel eine noch größere Haltekraft erzielt wurde, während die Leichtigkeit der Montage weiterhin gegeben war.
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In Tabelle 1A werden die Kontrollen und Beispiele mit demselben Vergleich wie in Tabelle 1 dargestellt, jedoch für Schläuche, die aus TPE mit einer Shore-Härte von 83 A anstatt 73 A hergestellt wurden. Die Haltekräfte sind alle höher als in Tabelle 1, was auf die höhere Härte des TPE zurückzuführen ist. Tabelle 2
| Experiment-Nummer | Kontroll-Lösungsmittel oder Fügemittel-Zusammensetzung | Leicht zu montieren | TPE Härte (15 s) verzögert Shore A | Schlauch Außen-0 (mm) | ABS-Buchse Innen-∅ (mm) | Schlauch-Wandstärke (mm) | Mittlere Haltekraft, N (Lbf) |
| Kontrolle 7 | Toluol | Ja | 73 A | 4,06 | 4,04 - 4,17 | 0,76 | 26,7 (6,0) |
| Kontrolle 8 | Cyclohexanon | Nein | 73 A | 4,27 | 4,04 - 4,17 | 0,86 | 38,7 (8,7) |
| Vergleichsbeispiel 10 | Toluol | Ja | 73 A | 4,27 | 4,04 - 4,17 | 0,86 | 40,5 (9,1) |
| Vergleichsbeispiel 11 | Heptan | Ja | 73 A | 4,27 | 4,04 - 4,17 | 0,86 | 36,9 (8,3) |
| Vergleichsbeispiel 12 | Xylen | Ja | 73 A | 4,27 | 4,04 - 4,17 | 0,86 | 37,8 (8,5) |
| Kontrolle 9 | Cyclohexanon | Nein | 73 A | 4,36 | 4,04 - 4,17 | 0,91 | 45,4 (10,2) |
| Vergleichsbeispiel 13 | Toluol | Ja | 73 A | 4,36 | 4,04 - 4,17 | 0,91 | 40,5 (9,1) |
Tabelle 2A
| Experiment-Nummer | Kontroll-Lösungsmittel oder Fügemittel-Zusammensetzung | Leicht zu montieren | TPE Härte um 15 s verzögert Shore A | Schlauch Außen-∅ (mm) | ABS-Buchse Innen-∅ (mm) | Schlauch-Wandstärke (mm) | Mittlere Haltekraft, N (Lbf) |
| Kontrolle 10 | Toluol | Ja | 83 A | 4,06 | 4,04 - 4,17 | 0,76 | 37,4 (8,4) |
| Kontrolle 11 | Cyclohexanon | Nein | 83 A | 4,27 | 4,04 - 4,17 | 0,86 | 51,2 (11,5) |
| Vergleichsbeispiel 14 | Toluol | Ja | 83 A | 4,27 | 4,04 - 4,17 | 0,86 | 53,4 (12,0) |
| Vergleichsbeispiel 15 | Heptan | Ja | 83 A | 4,27 | 4,04 - 4,17 | 0,86 | 53,4 (12,0) |
| Vergleichsbeispiel 16 | Xylen | Ja | 83 A | 4,27 | 4,04 - 4,17 | 0,86 | 51,6 (11,6) |
| Kontrolle 12 | Cyclohexanon | Nein | 83 A | 4,43 | 4,04 - 4,17 | 0,91 | 54,7 (12,3) |
| Vergleichsbeispiel 17 | Toluol | Ja | 83 A | 4,43 | 4,04 - 4,17 | 0,91 | 54,7 (12,3) |
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Tabelle 2 legt die Ergebnisse des Tests mit einer Schlauchbaugruppe offen, die einen Schlauch aus thermoplastischem Elastomer und einen Polycarbonat-Konnektor umfasst. Kontrolle 7 zeigt, dass Schläuche, deren Außendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Buchse ist, relativ leicht zu montieren sind, aber eine Haltekraft unter dem Durchschnitt im Vergleich zur Kontrolle 6 und den Vergleichsbeispielen 10, 11 und 12 haben. In Kontrolle 8 wird ein Schlauch mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der Buchseninnendurchmesser, mit Cyclohexanon als Lösungsmittel verwendet. Diese Kombination liefert eine akzeptable Haltekraft, aber das Montieren des Schlauchs im Konnektor ist schwierig. Um den Schlauch vollständig in den Konnektor einführen zu können, muss der teilweise eingeführte Schlauch aus dem Konnektor herausgezogen, in Lösungsmittel getaucht und dann erneut in den Konnektor eingeführt werden. Manchmal müssen die obigen Schritte mehr als zwei Mal wiederholt werden, was für die Massenproduktion sehr unpraktisch ist. In den Vergleichsbeispielen 10, 11 und 12 wird ein Schlauch mit einem Außendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser der Buchse ist, mit den angegebenen Fügemitteln verwendet. Bei diesen Beispielen war die Montage einfach und es wurde eine wünschenswerte Haltekraft erzielt.
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In Kontrolle 9 wurde ein größerer Schlauchaußendurchmesser verwendet und eine größere mittlere Haltekraft erzielt als in Kontrolle 8, doch die Montage war nicht leicht. Vergleichsbeispiel 13 zeigt, dass bei dem Schlauch mit einem noch größeren Außendurchmesser als der in Beispiel 10 unter Verwendung von Toluol als Fügemittel eine noch größere Haltekraft erzielt wurde. [0051] In Tabelle 2A werden die Kontrollen und Beispiele mit demselben Vergleich wie in Tabelle 2 dargestellt, jedoch für Schläuche, die aus TPE mit einer Shore-Härte von 83 A anstatt 73 A hergestellt wurden. Die Haltekräfte sind alle höher als in Tabelle 1, was auf die höhere Härte des TPE zurückzuführen ist. Tabelle 3
| Experiment-Nummer | Haftzeit bis zum Haltekrafttest, Stunde(n) | Leicht zu montieren | Mittlere Haltekraft, N (Lbf) |
| Vergleichsbeispiel 14 | 0,12 | Ja | 42,7 (9,6) |
| Vergleichsbeispiel 15 | 0,61 | Ja | 43,1 (9,7) |
| Vergleichsbeispiel 16 | 7,11 | Ja | 44,0 (9,9) |
| Vergleichsbeispiel 17 | 21,14 | Ja | 44,0 (9,9) |
| Vergleichsbeispiel 18 | 77,51 | Ja | 45,8 (10,3) |
| Vergleichsbeispiel 19 | 147,46 | Ja | 46,7 (10,5) |
| Vergleichsbeispiel 20 | 244,02 | Ja | 47,6 (10,7) |
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Tabelle 3 zeigt die geringe Abweichung bei der Haltekraft zusammen mit der Lösungsmittelhaftzeit bei einer Schlauchbaugruppe, die aus einem Schlauch mit einer Shore-Härte von 78 A und einem PC-Konnektor hergestellt wurde. Der Schlauch hat einen Außendurchmesser von 4,27 mm und eine Wandstärke von 0,86 mm. Der aus PC hergestellte Konnektor hat eine Buchse mit einem Innendurchmesser von 4,01 - 4,17 mm. Die Haltekraft wurde durch Verwendung von Toluol als Fügemittel erzielt. Im Gegensatz zu der Offenlegung in
US-Patent 8.735.491 , die aussagt, dass eine hohe Haltekraft nur nach mehreren Tagen Haftzeit erreicht werden kann, wurde unter Verwendung des hier offengelegten Haftverfahrens beinahe sofort eine wünschenswerte Haltekraft erzielt.
