DE202011103201U1 - Fastener with filling body-containing coating - Google Patents
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Abstract
Befestigungsmittel, insbesondere einen Nagel, einen profilierten Nagel, eine Nagelschraube oder eine Schraube, wobei das Befestigungsmittel mit einer Beschichtungszusammensetzung enthaltend ein polymeres Bindemittel zumindest teilweise beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungszusammensetzung Füllkörper enthält.Fastening means, in particular a nail, a profiled nail, a nail screw or a screw, wherein the fastening means is at least partially coated with a coating composition containing a polymeric binder, characterized in that the coating composition contains packing elements.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungsmittel, insbesondere einen Nagel, einen profilierten Nagel wie zum Beispiel Schraubnagel oder Ringnagel, einer Nagelschraube oder eine Schraube, wobei das Befestigungsmittel mit einer Beschichtungszusammensetzung enthaltend ein polymeres Bindemittel zumindest teilweise beschichtet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beschichtungszusammensetzung zur Ausrüstung eines Befestigungsmittels sowie darüber hinaus die Verwendung der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung.The present invention relates to a fastener, in particular a nail, a profiled nail such as screw nail or ring nail, a nail screw or a screw, wherein the fastener is at least partially coated with a coating composition containing a polymeric binder. The invention further relates to a coating composition for finishing equipment and moreover to the use of the coating composition according to the invention.
Für die Verbindung von Bauteilen, insbesondere solcher aus Holz, werden seit Menschengedenken Befestigungsmittel in Form von Nägeln eingesetzt. Diese Nägel bestehen beispielsweise aus Holz oder aus metallischen Werkstoffen und werden an den gewünschten Verbindungspunkten durch die zu verbindenden Materialien hindurchgetrieben. Diese Art der Verbindung ist verhältnismäßig schnell und ohne komplizierte Werkzeuge herzustellen. Allerdings ist die Haltbarkeit nicht in jedem Falle zufriedenstellend. Insbesondere bei der Verbindung solcher Holzbauteile, die der Witterung ausgesetzt sind wodurch das Holz ständig „arbeitet”, können sich die Nägel mit der Zeit lösen. Die Verbindung besitzt dann häufig nicht mehr die geforderte Festigkeit.For the connection of components, in particular those made of wood, fasteners in the form of nails have been used since time immemorial. These nails consist for example of wood or metallic materials and are driven through at the desired connection points by the materials to be joined. This type of connection is relatively fast and without complicated tools to produce. However, the durability is not always satisfactory. In particular, in the connection of such wooden components that are exposed to the weather whereby the wood is constantly "working", the nails can solve over time. The compound then often no longer has the required strength.
Um diesem Problem entgegenzutreten, wurden in der Vergangenheit Beschichtungen für Nägel, profilierten Nägeln, Nagelschrauben bzw. Schrauben entwickelt, welche die Ausziehwerte dieser Befestigungselemente erhöhen und damit die Haltbarkeit einer mit solchen Befestigungselementen erstellten Verbindung verbessern.In order to address this problem, coatings for nails, profiled nails, nail screws have been developed in the past which increase the extraction values of these fasteners and thus improve the durability of a joint made with such fasteners.
Eine Beschichtungszusammensetzung der eingangs genannten Art ist aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart die
Weiterhin ist aus der
Die vorgenannten Lösungen sind nicht in jeder Hinsicht befriedigend. So kann es trotz Verwendung von mit derartigen Massen beschichteten Nägeln zum Lösen damit erstellter Verbindungen kommen.The aforementioned solutions are not satisfactory in every respect. Thus, despite the use of nails coated with such masses, it is possible for them to loosen connections made therewith.
Ausgehend hiervon bestand die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein Befestigungsmittel der eingangs genannten Art mit verbesserten Ausziehwerten zu schaffen.Based on this, the object underlying the present invention was to provide a fastener of the type mentioned above with improved Ausziehwerten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Befestigungsmittel, insbesondere einen Nagel, einen profilierten Nagel, eine Nagelschraube oder eine Schraube, wobei das Befestigungsmittel mit einer Beschichtungszusammensetzung enthaltend ein polymeres Bindemittel zumindest teilweise beschichtet ist und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Beschichtungszusammensetzung Füllkörper enthält.This object is achieved by a fastening means, in particular a nail, a profiled nail, a nail screw or a screw, wherein the fastening means with a coating composition containing a polymeric binder is at least partially coated and which is characterized in that the coating composition contains packing.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Beschichtungszusammensetzung für ein Befestigungsmittel, insbesondere für einen Nagel, einen profilierten Nagel, eine Nagelschraube oder eine Schraube, wobei die Zusammensetzung ein polymeres Bindemittel enthält und die dadurch gekennzeichnet ist, dass diese zudem Füllkörper enthält. Die Zusammensetzung kann darüber hinaus sämtliche Ausgestaltungen annehmen, wie Sie vorstehend zum Befestigungsmittel erläutert sind.The invention further relates to a coating composition for a fastener, in particular for a nail, a profiled nail, a nail screw or a screw, wherein the composition contains a polymeric binder and which is characterized in that it also contains filler. In addition, the composition can take on any configuration as explained above for the fastener.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zum wenigstens teilweisen Beschichten eines Befestigungsmittels, insbesondere zur Erhöhung des Ausziehwertes des Befestigungsmittels.Another object of the present invention relates to the use of a composition according to the invention for at least partially coating a fastener, in particular for increasing the Ausziehwertes the fastener.
Bei den Entwicklungsarbeiten, die zu der vorliegenden Erfindung geführt haben, hat sich herausgestellt, dass überraschenderweise durch Verwendung von Füllkörpern die Ausziehwerte damit beschichteter Befestigungsmittel gegenüber ungefüllten Beschichtungszusammensetzungen verbessert werden. In the development work that has led to the present invention, it has been found that, surprisingly, by use of random packings, the pullout values of fasteners coated therewith are improved over unfilled coating compositions.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Beschichtungszusammensetzung 2 bis 80 Vol.-% an Füllkörpern bezogen auf die Einsatzmenge an Füllkörpern enthält, insbesondere 5 bis 70 Vol.-%, vorzugsweise 7 bis 60 Vol.-%. Es hat sich herausgestellt, dass sich Zusammensetzungen mit derartigen Gehalten an Füllkörpern in besonders vorteilhafter Weise auf die Erhöhung der Ausziehwerte der mit solchen Zusammensetzungen beschichteten Befestigungsmittel auswirken. So setzt dieser Effekt bereits bei verhältnismäßig geringen Anteilen der vorgenannten Füllkörper ein und verstärkt sich mit zunehmender Füllstoffmenge.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the coating composition contains from 2 to 80% by volume of fillers based on the amount of filler used, in particular from 5 to 70% by volume, preferably from 7 to 60% by volume. It has been found that compositions having such levels of packing have a particularly advantageous effect on increasing the pullout values of the fasteners coated with such compositions. Thus, this effect is already at relatively low levels of the aforementioned packing and increases with increasing amount of filler.
Die vorgenannten Füllkörpergehalte betreffen den Volumenanteil an Füllkörpern in Form des Schüttvolumens, bevor dieser beispielsweise mit einer flüssigen Bindemittelzusammensetzung gemischt wird. Da bei diesem Mischvorgang die flüssige Bindemittelzusammensetzung in die Hohlräume zwischen den lose geschütteten Füllkörpern eindringt und das dortige Luftvolumen ersetzt, kann beispielsweise aus 100 ml Füllkörpern und 50 ml flüssiger Bindemittelzusammensetzung etwas mehr als 100 ml Beschichtungszusammensetzung entstehen.The aforementioned packing contents relate to the volume fraction of packing in the form of the bulk volume before it is mixed, for example, with a liquid binder composition. Since in this mixing process, the liquid binder composition penetrates into the cavities between the loosely packed packing and replaces the air volume there, for example, from 100 ml of packing and 50 ml of liquid binder composition may be slightly more than 100 ml of coating composition.
Für die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann eine Vielzahl unterschiedlicher Füllkörpern verwendet werden, wie beispielsweise partikuläre, schichtartige oder faserartige Füllkörper sowie auch Mischungen aus den vorgenannten Füllkörpern.For the composition of the invention, a variety of different packing can be used, such as particulate, layered or fibrous packing and mixtures of the aforementioned packing.
Was die Größen der verwendeten Füllkörper betrifft, so beträgt der mittlere Durchmesser der partikulären bzw. schichtartigen Füllkörper 1 bis 500 μm, insbesondere 5 bis 300 μm, vorzugsweise 10 bis 100 μm. Der mittlere Durchmesser lässt sich beispielsweise über elektronenmikroskopische Aufnahmen ermitteln, indem der Mittelwert aus wenigstens 100 Füllkörperdurchmessern gebildet wird.As far as the sizes of the fillers used are concerned, the mean diameter of the particulate or layered fillers is 1 to 500 μm, in particular 5 to 300 μm, preferably 10 to 100 μm. The mean diameter can be determined, for example, by electron micrographs by forming the mean value of at least 100 random diameters.
Bei schichtartigen Füllkörpern beziehen sich die vorgenannten Wertebereiche auf die Ausdehnung der Flachseite. Die Dicke der schichtartigen Füllkörper beträgt typischerweise höchstens 20% des mittleren Durchmessers, vorzugsweise höchstens 15% des mittleren Durchmessers oder gar höchstens 10%. Typische Dicken schichtartiger Füllkörper liegen beispielsweise bei etwa 0,01 bis 20 μm, insbesondere 0,05 bis 10 μm, vorzugsweise 0,1 bis 1 μm.In the case of layered packings, the abovementioned value ranges relate to the extent of the flat side. The thickness of the layered packing is typically at most 20% of the mean diameter, preferably at most 15% of the mean diameter or even at most 10%. Typical thicknesses of layered packing are, for example, about 0.01 to 20 μm, in particular 0.05 to 10 μm, preferably 0.1 to 1 μm.
Was die chemische Natur der partikulären Füllkörper betrifft, so können diese organischen oder auch anorganischen Ursprungs sein. Besonders geeignete Füllkörper der vorgenannten Art sind beispielsweise Silikapartikel, wie pyrogene Kieselsäure oder Fällungskieselsäure, Glasschaumpartikel, Sand, Ton, Kreide, Gips, Talk, Glas, Keramik, Holz Kunststoff, insbesondere Polyvinylchlorid, oder Mischungen der vorgenannten Füllkörper.As far as the chemical nature of the particulate fillers is concerned, they may be of organic or inorganic origin. Particularly suitable packing of the aforementioned type are, for example, silica particles, such as fumed silica or precipitated silica, glass foam particles, sand, clay, chalk, gypsum, talc, glass, ceramics, wood plastic, in particular polyvinyl chloride, or mixtures of the aforementioned packing.
Die partikulären Füllkörper können unregelmäßig geformt sein oder, was für bestimmte Anwendungen bevorzugt ist, eine sphärische oder hemisphärische Form besitzen. In diesem Fall sind Mikrokugeln, offene oder geschlossene Mikrohohlkugeln sowie Mischungen hiervon bevorzugt. Hiervon kommen insbesondere keramische Mikrokugeln, Kunststoff-Mikrokugeln oder Glas-Mikrokugeln sowie die jeweiligen Mikrohohlkugeln in Frage.The particulate fillers may be irregular in shape or, for certain applications, may have a spherical or hemispherical shape. In this case, microspheres, open or closed hollow microspheres, as well as mixtures thereof are preferred. Of these, in particular ceramic microspheres, plastic microspheres or glass microspheres and the respective hollow microspheres come into question.
Die für die erfindungsgemäße Zusammensetzung einsetzbaren schichtartigen Füllkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus Glas-flakes, Glasschaumplättchen, Schichtsilikaten oder aus Mischungen von diesen.The layer-like filling bodies which can be used for the composition according to the invention can be selected, for example, from glass flakes, glass foam flakes, sheet silicates or mixtures of these.
Wie bereits oben ausgeführt, können die erfindungsgemäß eingesetzten Füllkörper auch faserartig ausgeprägt sein. Diese besitzen in vorteilhafter Ausgestaltung einen mittleren Durchmesser von 5 bis 300 μm und eine Länge von 50 bis 3.000 μm. Ebenfalls geeignet sind Fasern mit einem mittleren Durchmesser von 10 bis 250 μm, 15 bis 180 μm oder 20 bis 170 μm. Die Länge der Fasern kann vorzugsweise im Bereich zwischen 80 und 2.000 μm, insbesondere zwischen 100 und 1.800 μm liegen.As already stated above, the fillers used according to the invention may also be fibrous. These have in an advantageous embodiment, an average diameter of 5 to 300 microns and a length of 50 to 3000 microns. Also suitable are fibers having an average diameter of 10 to 250 microns, 15 to 180 microns or 20 to 170 microns. The length of the fibers may preferably be in the range between 80 and 2000 μm, in particular between 100 and 1800 μm.
Erfindungsgemäß können beispielsweise Naturfasern, insbesondere Baumwoll-, Hanf-, Flachs, Jute- oder Sisalfasern, Kohlefasern, gemahlene Kohlefasern, Kunststofffasern wie Polyamid-, Polyester-, Polyacrylnitril-, Polypropylen-, Polyvinylalkohol Aramid- oder Polyesterfasern, Viskosefasern, Glasfasern, gemahlene Glasfasern, Mineralfasern oder deren Mischungen eingesetzt werden. Die vorbezeichneten gemahlenen Fasern haben beispielsweise eine Faserlänge von etwa 50 oder 60 μm.For example, natural fibers, especially cotton, hemp, flax, jute or sisal fibers, carbon fibers, ground carbon fibers, plastic fibers such as polyamide, polyester, polyacrylonitrile, polypropylene, polyvinyl alcohol aramid or polyester fibers, viscose fibers, glass fibers, ground Glass fibers, mineral fibers or mixtures thereof are used. The above milled fibers have, for example, a fiber length of about 50 or 60 microns.
Es versteht sich bei den oben genannten Durchmessern und Längenangaben von selbst, dass der Durchmesser grundsätzlich geringer als die Länge der Fasern ist, wobei vorzugsweise das Aspektverhältnis, also das Verhältnis von Länge zu mittlerem Durchmesser der faserartigen Füllkörper wenigstens 2:1, insbesondere wenigstens 5:1 beträgt.It goes without saying that the diameter is basically smaller than the length of the fibers in the case of the abovementioned diameters and lengths, wherein preferably the aspect ratio, ie the ratio of length to average diameter of the fibrous filling body, is at least 2: 1, in particular at least 5: 1 amounts to.
Was das erfindungsgemäß eingesetzten polymere Bindemittel betrifft, so kommen hierfür im Prinzip sämtliche polymeren Bindemittel in Frage, die sich zur Beschichtung von Befestigungsmitteln eignen. Dies sind insbesondere solche, die eine gute Adhäsion zu Metalloberflächen aufweisen. So können die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten polymeren Bindemittel ausgewählt sein aus Polyacrylaten, Polyvenylchloriden, Polyurethanen, Polyamiden, Polyestern, Alkydharzen, Polyvinylacetaten, Polybutadienstyrolen, Polyvinylidenen, Polychloroprenen, Kautschuken, Maleinaten, Polyolefinen, Epoxiden, Silikonen, silanterminierten Polymeren, wie silanterminierten Polyurethanen, Polyamiden und Polyoxyalkylenen, sowie deren Co- und Terpolymeren oder Mischungen von diesen.As far as the polymeric binder used according to the invention is concerned, in principle all polymeric binders which are suitable for coating fasteners are suitable for this purpose. These are in particular those which have a good adhesion to metal surfaces. Thus, the polymeric binders used in the present invention may be selected from polyacrylates, polyvinyl chlorides, polyurethanes, polyamides, polyesters, alkyd resins, polyvinyl acetates, Polybutadienstyrolen, polyvinylidene, polychloroprenes, rubbers, maleates, polyolefins, epoxies, silicones, silane-terminated polymers, such as silane-terminated polyurethanes , Polyamides and polyoxyalkylenes, and their co- and terpolymers or mixtures of these.
Neben dem polymeren Bindemittel kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung ferner ein Lösungsmittel enthalten. Hierfür kommen beispielsweise Wasser oder ein organisches Lösungsmittel wie Aceton, Methyl-Ethyl-Keton, Ethylacetat, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol oder Xylol, aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Hexan oder Heptan, halogenierte Kohlenwasserstoffe, oder Mischungen von diesen in Frage.In addition to the polymeric binder, the composition of the invention may further contain a solvent. For this example, water or an organic solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene or xylene, aliphatic hydrocarbons such as hexane or heptane, halogenated hydrocarbons, or mixtures of these come into question.
Es ist jedoch auch ebenso möglich, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung keinerlei Lösungsmittel enthält, sondern das polymere Bindemittel ein Reaktivsystem darstellt. Hierfür kommen beispielsweise Cyanacrylate oder Silikon- bzw. Silian-Präpolymere in Frage sowie auch 1-K oder 2-K Polyurethan-Vorstufen oder auch andere Mischungen, welche durch eine Polymerisationsreaktion die eingangs genannten polymeren Bindemittel ergeben.However, it is also possible that the composition of the invention contains no solvent, but the polymeric binder is a reactive system. For this example, cyanoacrylates or silicone or silane prepolymers come into question as well as 1-K or 2-K polyurethane precursors or other mixtures, which result in a polymerization reaction, the polymeric binder mentioned above.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung mindestens ein Additiv enthält. Dieses kann ausgewählt sein aus Tackifiern, Haftvermittlern, Weichmachern, Korrosionsinhibitoren, Stabilisatoren, Dispergierhilfen, Farbstoffen, Pigmenten oder Mischungen von diesen. Insbesondere vorteilhaft ist von den vorgenannten Additiven der Einsatz von Tackifiern, beispielsweise in Form von klebrig machenden Harzen wie Kolophonium oder Kolophoniumderivaten. Der Vorteil besteht darin, dass die Tackifier die Klebrigkeit und die Kohäsion der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verbessern und dadurch die in der Zusammensetzung enthaltenen Füllkörper beim Eintreiben des Befestigungsmittels in ein Substrat fester auf der Oberfläche des Befestigungsmittels verankern.Furthermore, it can be provided that the composition according to the invention contains at least one additive. This can be selected from tackifiers, adhesion promoters, plasticizers, corrosion inhibitors, stabilizers, dispersing aids, dyes, pigments or mixtures of these. Particularly advantageous of the aforementioned additives is the use of tackifiers, for example in the form of tackifying resins such as rosin or rosin derivatives. The advantage is that the tackifiers improve the tackiness and the cohesion of the composition according to the invention and thereby anchor the packing contained in the composition more firmly on the surface of the fastener when driving the fastener into a substrate.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass sich die Ausziehwerte bestimmter Typen von Befestigungsmitteln durch bestimmte Arten von Füllkörpern in besonders vorteilhafter Weise steigern lassen. Vorteilhaft ist es jedoch in jedem Fall, dass wenn das Befestigungsmittel einen Schaft aufweist, die Beschichtungszusammensetzung im Bereich des Schaftes aufgebracht ist.Surprisingly, it has been found that the extraction values of certain types of fasteners can be increased in a particularly advantageous manner by certain types of packing. However, it is advantageous in any case if the fastening means has a shaft, the coating composition is applied in the region of the shaft.
So können die Ausziehwerte von Nägeln speziell durch sphärische oder hemisphärische Füllkörper in besonderer Weise gesteigert werden. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels besteht demnach darin, dass das Befestigungsmittel ein Nagel ist und die Füllkörper zumindest teilweise eine sphärische oder hemisphärische Form aufweisen und insbesondere ausgewählt sind aus Kunststoff-Mikrohohlkugeln, Kunststoff-Mikrokugeln, Glas-Mikrohohlkugeln, Glas-Mikrokugeln, keramischen Mikrokugeln oder keramischen Mikrohohlkugeln oder aus Mischungen von diesen, wobei die Zusammensetzung vorzugsweise im Bereich des Nagelschaftes aufgebracht ist.Thus, the extraction values of nails can be increased especially by spherical or hemispherical filling in a special way. Accordingly, preferred embodiments of the fastening means according to the invention are that the fastening means is a nail and the fillers at least partially have a spherical or hemispherical shape and are in particular selected from hollow plastic microspheres, plastic microspheres, hollow glass microspheres, glass microspheres, ceramic microspheres or ceramic hollow microspheres or mixtures of these, wherein the composition is preferably applied in the region of the nail shank.
Im Unterschied hierzu haben sich faserartige Füllkörper als besonders vorteilhaft zur Beschichtung von Nagelschrauben herausgestellt. Insofern besteht eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels darin, dass dieses eine Nagelschraube ist und die Füllkörper zumindest teilweise faserartig sind, wobei die Zusammensetzung vorzugsweise im Bereich des Schaftes der Nagelschraube aufgebracht ist, insbesondere im Gewindebereich.In contrast, fibrous packing have been found to be particularly advantageous for coating nail screws. In this respect, another particularly preferred embodiment of the fastening means according to the invention is that this is a nail screw and the filling bodies are at least partially fibrous, wherein the composition is preferably applied in the region of the shaft of the nail screw, in particular in the threaded area.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele genauer erläutert.The present invention will be explained in more detail below with reference to several embodiments.
Verwendete Materialien: Used material:
Polymeres Bindemittel ST-2313:Polymeric binder ST-2313:
In den im Folgenden dargestellten einzelnen Beispielen wurde jeweils ein kommerziell erhältlicher Grundlack ST-2313 „yellow nail coating concentrate”, erhältlich bei UPACO Adhesives division, WORTHEN Industries, Inc. als polymeres Bindemittel verwendet. Dieser Lack hat die folgende Zusammensetzung:
Bei diesem Lack handelt es sich um ein Konzentrat, welches vor der Anwendung mit bei den jeweiligen Beispielen angegebenen Mengen an Aceton verdünnt wurde.This varnish is a concentrate, which was diluted with acetone in the respective examples before use.
Bei „Beck-blau” handelt es sich um einen blauen Farbstoff (Ciba Spezialitätenchemie Lampertheim GmbH), der den damit gekennzeichneten Zusammensetzungen in einer Menge von 10 Vol.-% zugesetzt wurde."Beck blue" is a blue dye (Ciba Specialty Chemicals Lampertheim GmbH), which was added to the compositions characterized in an amount of 10 vol .-%.
Verwendete Füllkörper:Used packing:
Glaskugeln:Glass beads:
Bei den Glaskugeln handelte es sich um Mikroglaskugeln mit der Produktbezeichnung Antirutsch-Einstreu-Substrat, Typ SP-19, bacuplast Faserverbundtechnik GmbH, also Vollkugeln. Der mittlere Kugeldurchmesser beträgt 300 μm.The glass spheres were microglass spheres with the product designation anti-slip litter substrate, type SP-19, bacuplast Faserverbundtechnik GmbH, ie solid spheres. The mean ball diameter is 300 μm.
Fugensand:Jointing sand:
Der verwendete Fugensand ist ein Quarzsand von Bayer. Der mittlere Korndurchmesser beträgt etwa 200 μm.The used joint sand is a quartz sand from Bayer. The mean grain diameter is about 200 microns.
Glasfasern:glass fibers:
Die eingesetzten Glasfasern haben eine durchschnittliche Länge von 1.500 μm und einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 150 μm und sind unter der Produktbezeichnung Glasfasern pulverisiert, bacuplast Faserverbundtechnik GmbH zu beziehen.The glass fibers used have an average length of 1,500 microns and an average fiber diameter of 150 microns and are powdered under the product name glass fibers, bacuplast Faserverbundtechnik GmbH to obtain.
Glashohlkugeln:Hollow glass spheres:
Bei den Glashohlkugeln handelte es sich um Mikroglashohlkugeln mit der Produktbezeichnung Microballoons Q-21, bacuplast Faserverbundtechnik GmbH, also Hohlkugeln. Der mittlere Kugeldurchmesser beträgt 150 μm.The hollow glass spheres were hollow microballoons with the product name Microballoons Q-21, bacuplast Faserverbundtechnik GmbH, ie hollow spheres. The mean ball diameter is 150 μm.
Kohlefasern:carbon fibers:
Die eingesetzten Kohlefasern haben eine durchschnittliche Länge von 60 μm und einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 67 tex und sind unter der Produktbezeichnung Tenax®-A HAT M100, Toho Tenax Europe GmbH zu beziehen.The carbon fibers used have an average length of 60 microns and an average fiber diameter of 67 tex and are available under the product name Tenax ® -A HAT M100, Toho Tenax Europe GmbH.
Glasfasern gemahlen: Ground glass fibers:
Die eingesetzten Glasfasern haben eine durchschnittliche Länge von 50 μm und einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 14 μm und sind unter der Produktbezeichnung MF 7904, Lanxess Central Eastern Europe s. r. o. zu beziehen.The glass fibers used have an average length of 50 μm and an average fiber diameter of 14 μm and are known under the product name MF 7904, Lanxess Central Eastern Europe s. r. o. to refer.
Baumwollfasern:Cotton fibers:
Bei den Fasern handelte es sich um Baumwollfasern mit der Produktbezeichnung Baumwollflocken, bacuplast Faserverbundtechnik GmbH. Die mittlere Faserlänge beträgt 2 mm.The fibers were cotton fibers with the product name cotton flakes, bacuplast Faserverbundtechnik GmbH. The mean fiber length is 2 mm.
Verwendete Befestigungsmittel:Used fasteners:
- 31/82 bk = Blanknagel, Durchmesser 3,1 mm, Schaftlänge 82 mm 31/75 bk = Blanknagel, Durchmesser 3,1 mm, Schaftlänge 75 mm Scrail 28/32 × 75 = Nagelschraube, Kerndurchmesser 2,8 mm, Außendurchmesser 3,2 mm, Schaftlänge 75 mm31/82 bk = bright nail, diameter 3,1 mm, shaft length 82 mm 31/75 bk = bright nail, diameter 3,1 mm, shaft length 75 mm Scrail 28/32 × 75 = nail screw, core diameter 2,8 mm, outside diameter 3, 2 mm, shaft length 75 mm
- Sub-Lock® Scrail 28/32 × 75 = Maße wie Scrail 28/32 × 75, Firma Raimund Beck Nageltechnik GmbH, mit einem herkömmlichen Nagelharz ohne Füllkörper beschichtete Nagelschraube Spax Schraube 4,0 × 70 = handelsübliche Holz-SchraubeSub-Lock ® Scrail 28/32 × 75 = Dimensions as Scrail 28/32 × 75, Raimund Beck Nageltechnik GmbH, with a conventional nail resin without filler coated nail screw Spax screw 4.0 × 70 = commercially available wood screw
Verwendete Holzsubstrate:Used wood substrates:
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Fichte: mit einer charakteristischen Dichte von 350 kg/m3 und einer relativen Feuchtigkeit von 65% bei 20°C Umgebungstemperatur gemäß
DIN EN 14592 DIN EN 14592 - ACQ: Hierbei handelt es sich um Alkaline copper quaternary druckimprägniertes Southern yellow pine-Holz, wie es in den USA typischerweise für Auszugtests verwendet wird.ACQ: These are alkaline copper quaternary pressure impregnated Southern yellow pine wood typically used for pullout testing in the USA.
Referenzwertbestimmung:Reference value determination:
Aufgrund der auch bei ein und derselben Holzart auftretenden, starken Streuung der Ausziehwerte wurde bei jeder Probe zunächst ein Referenzwert ermittelt, der die Festigkeit der Holzprobe widerspiegelt. Hierzu wurde ein blanker glattschaftiger Nagel mit dem Durchmesser 3,1 mm × 59 mm in die Proben eingetrieben. 24 Stunden danach wurden die Referenznägel ausgezogen. Die Werte der einzelnen Proben spiegeln damit die holzabhängige Streuung wieder, unter deren Berücksichtigung die Proben miteinander verglichen wurden.Due to the large spread of exhaust values, which also occurs with one and the same wood species, a reference value was first determined for each sample, which reflects the strength of the wood sample. For this purpose, a bare smooth-shafted nail with a diameter of 3.1 mm × 59 mm was driven into the samples. 24 hours later, the reference nails were removed. The values of the individual samples thus reflect the wood-dependent scattering, under the consideration of which the samples were compared.
Herstellung der Beschichtungszusammensetzung:Preparation of the coating composition:
Es wurden verschiedene Beschichtungen jeweils ausgehend vom Grundlack ST-2313 erzeugt. Hierzu wurde zunächst das Lackkonzentrat ST-2313 vorgelegt und mit jeweils angegebenen Mengen an Aceton versetzt und bis zur Homogenität gerührt. Die Mengenangaben beziehen sich jeweils auf das Mischungsverhältnis von Aceton zu Lackkonzentrat. Die mit „Beck-blau” gekennzeichneten Zusammensetzungen wurden zudem noch einem blauen Farbstoff versetzt.Various coatings were produced in each case starting from the basecoat ST-2313. For this purpose, the lacquer concentrate ST-2313 was initially charged and mixed with respectively indicated amounts of acetone and stirred until homogeneous. The quantities are in each case based on the mixing ratio of acetone to lacquer concentrate. The "Beck-blue" marked compositions were also added to a blue dye.
Bei den Beschichtungszusammensetzungen, die bereits vor dem Auftragen Füllkörper enthalten, wurden in einem Gefäß zunächst die jeweiligen Füllkörper in angegebener Menge vorgelegt. Sofern keine anderen Mengenverhältnisse angegeben sind wurde anschließend so viel polymeres Bindemittel hinzugegeben, das dieses die Füllhöhe der Füllkörper erreicht, also im Prinzip die Zwischenräume der lose geschütteten Füllkörper auffüllt.In the case of the coating compositions which already contained fillers prior to application, the respective fillers were initially charged in a given amount in a vessel. If no other proportions are given then as much polymeric binder was added, this reaches the filling height of the packing, so in principle fills the spaces between the loose poured filler.
Volumenverhältnis:Volume ratio:
- 100 ml Glaskugeln100 ml glass beads
- 45 ml Coating ST2313 mit 2:1 Acetonverdünnung45 ml Coating ST2313 with 2: 1 acetone dilution
- 100 ml Glasfasern100 ml glass fibers
- 55 ml Coating ST2313 mit 2:1 Acetonverdünnung55 ml Coating ST2313 with 2: 1 acetone dilution
Aufbringen der Beschichtung:Application of the coating:
Der Beschichtungsschritt erfolgte entweder mit Hilfe einer Beschichtungsmaschine oder von Hand durch Eintauchen des jeweiligen Befestigungsmittels in die Beschichtungszusammensetzung.The coating step was carried out either by means of a coating machine or by hand by dipping the respective fastening agent in the coating composition.
Die nach beiden Auftragsmethoden hergestellten beschichteten Befestigungsmittel wurden anschließend bei Raumtemperatur getrocknet. The coated fasteners prepared by both application methods were then dried at room temperature.
Testmethoden:Test Methods:
Die Bestimmung des Ausziehwertes wurde gemäß der Vorschrift
Bei den in den folgenden Tabellen zusammengestellten Versuchsergebnissen werden unterschiedliche Befestigungsmittel (BFM) mit verschiedenen Beschichtungszusammensetzungen gemäß der oben genannten Methoden versehen und dessen Ausziehwert 24 h nach dem Eintreiben geprüft, wobei die angegebenen Werte Durchschnittswerte von jeweils 10 Versuchen gemäß der oben genannten
Die Proben wurden in einer gleichmäßigen Verteilung über dem Probenholz/den Probenhölzern mit einem pneumatischen Setzgerät eingetrieben. Nach 24 Stunden wurden die Befestigungsmittel nacheinander mit einer geeichten Zug/Druck-Prüfmaschine aus dem Holz herausgezogen. Der hierbei erreichte maximale Wert entspricht der Ausziehkraft.The samples were driven in a uniform distribution over the sample wood (s) with a pneumatic setting tool. After 24 hours, the fasteners were sequentially pulled out of the wood with a calibrated tensile / compression testing machine. The maximum value achieved here corresponds to the pull-out force.
Die Ergebnisse stellen sich wie folgt dar: 
Die tabellarisch zusammengefassten Beispiele zeigen, dass sich durch die Verwendung von Füllkörpern in Beschichtungszusammensetzungen die Ausziehwerte gegenüber unbeschichteten und nur mit ungefülltem Nagelharz beschichteten Befestigungsmitteln steigern lassen.The examples summarized in tabular form show that the use of fillers in coating compositions makes it possible to increase the pullout values in comparison to uncoated fasteners coated only with unfilled nail resin.
Die Ergebnisse zeigen den überraschenden Befund, dass sich die Ausziehwerte von Nägeln, insbesondere Glattnägeln ganz besonders durch Beschichtungszusammensetzungen steigern lassen, welche Mikroglaskugeln enthalten. Demgegenüber lässt sich bei Nagelschrauben und Schrauben deren Ausziehwert durch den Einsatz von faserartigen Füllkörpern in der Beschichtungszusammensetzung am deutlichsten verbessern. The results show the surprising finding that the extraction values of nails, in particular straight nails, can be increased especially by coating compositions which contain glass microspheres. On the other hand, in the case of nail screws and screws, their pull-out value can be improved most clearly by the use of fibrous packings in the coating composition.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 4028133 C1 [0005] DE 4028133 C1 [0005]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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