DE2049255C3

DE2049255C3 - Durch Druck aktivierbares härtbares Klebstoff- oder Dichtungssystem für Verbindungselemente oder Werkstücke

Info

Publication number: DE2049255C3
Application number: DE19702049255
Authority: DE
Inventors: Nicola Kettering Ohio Marinelli (V.St.A.)
Original assignee: National Cash Register Co
Current assignee: Adare Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1965-08-02
Filing date: 1970-10-07
Publication date: 1974-01-31
Also published as: DE2049255A1; FR2064220A2; BE757278R; FR2064220B2; GB1253020A; DE2049255B2

Description

2. Härtbares Klebstoff- oder Dichtungssystem Menge des Härtungsmittels in dem System beträgt nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise 10 bis 12 Gewichtsprozent bezogen auf die Härtungsmittelteilchen zusätzlich in einer die 20 das Gesamtgewicht der Beschichtung.

Kapseln überziehenden Schutzschicht enthalten Nachstehend ist die Erfindung an Hand von Aussind, führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

3. Klebstoff-oder Dichtungssystem nach einem Fig. 1 in einer vergrößerten Schnittansicht einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- Teil eines Verbindungselements, dessen Oberfläche zeichnet, daß die Menge des Härtungsmittels in 25 mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen ist, dem System 10 bis 12 Gewichtsprozent, bezogen Fi g. 2 in einer schematischen Darstellung die Verauf das Gesamtgewicht der Beschichtung, beträgt. wendung der Erfindung für einander überlappende

oder ineinander passende Werkstücke entweder mit oder ohne zusätzliche Verbindungselemente,

30 F i g. 3 eine Schnittansicht eines Rundkopfnicts.

der an seinen Kontaktflächen mit der erfindungsgcmäßen Beschichtung versehen ist,

Fig. 4a bis 4e verschiedene Verbindungselemente

Die Erfindung betrifft ein durch Druck aktivier- mit der erfindungsgemäßen Beschichtung,
bares härtbares Klebstoff- oder Dichtungssystem, das 35 Bei Nieten. Bolzen und Schrauben mittlerer Gröin Form einer Schicht auf Verbindungselemente oder ßenordnung haben sich Kapsel·¹ mit einem Durchauf zu verbindende Werkstücke aufgebracht ist, wo- messer von 15 bis 500 um als besonders geeignet crbci die Beschichtung aus einem Härtungsmittel und wiesen. Die besten Ergebnisse wurden mit Kapseln einer Vielzahl kleiner durch Druck aufbrechbaier mit einem mittleren Durchmesser von 250 um erzielt. Kapseln besteht, die einen flüssigen, härtbaren poly- 40 In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten, meren Stoff enthalten und die Kapseln am Verbin- insbesondere bei extrem großen oder extrem kleinen dungselement oder Werkstück durch ein festes poly- Verbindungselemcnten oder bei einer besonders gumeres Bindemittel festgehalten sind. ten Passung eines Verbindungselementes, können

Eine Schutzflüssigkeit enthaltende Überzüge wur- diese Werte stark variiert werden. Der für das Aufden bisher in Form kleiner, die Flüssigkeit enthalten- 45 brechen der Kapseln bzw. Freigeben ihres flüssigen der Kapseln auf das Substrat aufgebracht. In der Inhalts erforderliche Druck pro Flächeneinheit darf belgischen Patentschrift 684 6⁽»2 ist ein Verbindungs- nicht zu hoch sein. Bei sehr genauen Passungen zwielcment beschrieben, dessen Berührungsflächen mit sehen dem Verbindungselement und der zugeordneeiner Kapselschicht verschen sind. Diese Kapsel- ten Bohrung müssen mikroskopisch kleine Kapseln schicht besteht aus einem dünnen Klebstoffilm, auf 50 verwendet werden, die nach Aufbringen auf eine dem die die Schutzflüssigkeit enthaltenen Kapseln ab- Schicht nur eine Dicke von 25 um ergeben sollen, gelagert sind. Nach dem Trocknen des Klebstoff- Unter den üblichen Bedingungen kann jedoch die filmcs sind die Kapseln teilweise in diesen eingebettet. Gesamtdicke der Beschichtung zwischen etwa 200 Über der Kapselschicht ist ein dünner Film aus einem und 400 (im oder auch bis zu 600 (im betragen. Die abriebfesten Stoff vorgesehen. Weder der Klebstoff- 55 Art des Kapselwandstoffes ist unkritisch, vorausfilm noch der dünne Überzugsfilm enthalten aktive gesetzt, daß er die Erfordernisse für die Aufbrech-Komponenten. Sie dienen lediglich dazu, die Kapseln barkeit erfüllt und gegenüber der darin enthaltenen auf dem Substrat festzuhalten bzw. sie zu schützen. härtbaren Dichtungsmasse inert ist.

Es ist auch bekannt, ein härtbares Harz enthaltende Bevorzugte kapselwandbildende Stoffe sind bei-

Kapscln herzustellen, die jeweils einzeln mit Teilchen 60 spielsweise hydrophile Kolloide und andere wassercines festen Härtungsmittels für das Harz beschichtet lösliche filmbildende polymere Stoffe, wie beispielssind (USA.-Patentschrift 3 179 143). Wird ein Sub- weise modifizierte und unmodifizierte Gelatine, strat mit solchen »autogenen« Kapseln beschichtet, Gummiarabicum, Carrageen, hydrolisiertes und teildann ist es sehr schwierig sicherzustellen, daß das weise hydrolisiertes Maleinsäureanhydrid-Mischpoly-Beschichtungssystcm die richtige Menge Härtungs- 65 merisat, wie beispielsweise Polystyrol-Maleinsäuremittel enthält. anhydrid-Mischpolymerisat, Polyäthylenmaleinsäure-• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Klebstoff- anhydrid-Mischpolymerisat und Polyvinyl-Methyl- oder Dichtungssystem der hier in Frage stehenden äther-Mischpolymerisat, Polyvinylalkohol und Poly-

vinylpyrrolidon. Als kapselbildende StolTe können je- Teilchen-in dem Bindemittel zu dispergieren. Ein doch auch wasserunlösliche filmbildend^ StoiTe ver- nach diesen Gesichtspunkten ausgewähltes üinde-WLndet werden, wie beispielsweise Athylecllulose, mittel für die Unterlageschicht ist beispielsweise ein Wachse Polyvinylchlorid und Polyäthylen, sowie Lack, der aus feinverteiltem Härtungsmittel und eine Vielzahl filmbildender polymerer StofTe, wie sie 5 einem in einem leicht verdampfbaren organischen zur Bildung von Wänden kleiner Kapseln bekannt Lösungsmittel gelöstem Alkydharz besteht. Dieser ^Mnc*· Lack wird durch Aufsprühen auf das Verbindungs-In den Kapseln enthaltene StofTe sind härtbare element aufgebracht, so daß eine dünne gleichmäßige flussige polymere Stoffe. Der Ausdruck «härtbar« be- Schicht entsteht, die nach Verdampfen des Lösunusdeutet, daß dieser Stoff reaktionsfähig ist, in der io mittels so klebrig wird, daß die anschließend aufue-Weise, daß der gehärtete StOfT ein höheres Molekular- staubten Kapseln von ihr festgehalten werden. Nach gewicht als der ungehärtete StolT besitzt. Das hart- dem Aulslauben der Kapseln "wird das Befestigungsbare Polymer kann eine Dichtung- oder Klebstoff- element für einige Minuten in einem Ofen einer Temmasse sein und kann Füllstoffe oder andere inerte peratur von 60 "c ausuesetzt. Ein bevorzugtes Binde-Materialien dispergiert enthalten. Der polymere Stoff 15 mittel für die Überzugs- oder Schutzschicht ist ein kann auch als Lösung in einem organischen Lösungs- Acrylharzlack, der in" einem leicht verdampfbaren mittel verwendet werden oder es kann eine Lösung Lösungsmittel gelöst wird, das in einigen Minuten bei zweier oder mehrerer verschiedener polymerer StofTe der obengenannten Ofeni- -iperatur verdampft ist. so angewandt werden. Bei einem bevorzugen Ausfiih- daß ein dünner hornartiger Überzug zurückbleibt, der rungsbcispiel wird ein flüssiges Poly ulfidharz mit der 2° aus dem Harz und dem Härtuncsmittel besteht und allgemeinen Strukturformel der sich genau der Ohcrflächenform bzw. den Kon-HS (C H D Γ" η * türen der zuvor aufgestäubten Kapselschicht anpaßt. * - ⁴ ? O ^₂H₁ ^ — S)_n rjjc Dicke der getrockneten Bindemittelfilme kann C₂H₄—O — CH₂ — O — C₂H₁ — SH zwischen weniger, um und etwa 50 um variieren. Sie

as sollten jedoch nicht dicker als 200 um sein. Die

verwendet, worin »n« eine ganze Zahl zwischen 1 Unterlageschicht und die Überzugsschicht sollen in

und 25 ist. In dem Polysulfidharz kann ein Korrosions- bezug auf den Kapscldurchmessr·r von geringer Dicke

schutzfarbstofT oder eine mineralische Komponente in sein."

feinverteilter Form dispergiert sein. Selbstverständ- Fig.] soll die relativen Abmessungen zwischen lieh muß die Korrosionsschutzkomponentc so aus- 30 den Kapseln und den Bindemittelschichten verdeutgewählt werden, daß sie gegenüber dem Polysulnd- liehen. Mit 29 ist die Unterlageschicht bezeichnet, harz inert ist. _auf der die Kapseln 28 abgelagert und teilweise einBeispiele für Härtungsmittel sind Mangandioxyd, gebettet sind. Die Kapseln selbst haben unterschied-Bleidioxyd, Tellurdioxyd, Antimontrioxyd und einige liehe Größe, d. h.. ihr Durchmesser und ihre relative Chromate und Dichromate, wie beispielsweise Zink- 35 Lace zueinander sind rein zufallshestimmt. Der dünne chromat und Ammoniumdichromat. In einer bevor- abriebfeste Bindemittelüberzug 30 wie auch die zugt verwendeten Dichtungsbeschichtung werden Unterlageschicht 29 enthalten feinverteilte Teilchen etwa 10 bis 12 ⁰Zo Härtungsmittel, bezogen auf das 24 des Härtungsmittcls. Die Dicke der genannten Gesamtgewicht der Beschichtung, verwendet. Filme gegenüber der Größe der Flüssigkeitströpfchen Als Bindemittel für die Unterlageschicht, d. h. für 40 sowie die Teilchengröße des Hä^'ungsmiltels gcpendie Klebstoffbeschichtung. kann der gleiche oder ein über der Dicke der Filme sird in Fig. I übertrieben anderer Stoff verwendet werden wie für das Binde- dargestellt. Obwohl in Fig. I in beiden der dargcmittel für die als Schutzschicht verwendete Überzugs- steiften Filme Härtungsmittelteüchcn enthalten sind, schicht. Als Bindemittel können beliebige filmbil- ist es auch möglich, nur einem der beiden Filme die dende polymere Stoffe verwendet werden, bei deren 45 gesamte Menge des Härtungsmittcls zuzusetzen.
Auswahl lediglich auf einige wenige Punkte zu achten Hei der Vereinigung der Werkstücke nach F i c. 2 ist. Das Bindemittel und der kapselwandbildende wird das Aufbrechen der Kapseln innerhalb der Klebstoff müssen chemisch und physikalisch verträglich stoff- oder Dichtungsmassenbcschichtung 26 bewirkt, sein Das Bindemittel darf nicht so beschaffen sein, so daß ein Reaktionskontakt zwischen der freigebcndaß es Härtungsmittel in bezug auf seine Aufgabe. 30 den flüssigen Klebstoff- oder Dichtungsmasse und den den härlbpren polymeren StofT zu härten, bceinträch- Teilchen des ursprünglich in dem Bindemittel enttigt. Vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit aus ge- haltenen Härtungsmittels zusiandekommt. Die Härsehen soll das Bindemittel leicht erhältlich, leicht tungsmittelteilchen werden durch die Andruckkräfte auftragbar und gegen Umgebungseinflüsse beständig aus der Bindemittelmasse herausgedrückt,
sein, worunter insbesondere übermäßige Feuchtigkeit 55 Bei de. Beschichtung eines Verbindungseiementes und Trockenheit und extreme Abweichungen von der wird z. B. der Schaft und die Unterseite des Kopfes Raumtemperatur zu verstehen sind, wie sie insbeson- eines Rundkopfniets25 (Fig. 3) mit der das Klebdere in den Polar- bzw. Äquatorialregionen und in stoff- oder Dichtunpssystsm enthaltenden Beschichder Stratosphäre auftreten. Die Bindemittel sollen tung 26 versehen. Diese Besctiichtung enthäli die ferner beständig sein gegen Vibrationsspannunscn, 60 durch Druck aufbrechbaren Kapseln 28, die ihrerseits gegen biologische Einflüsse und gegen aus der Um- die Kleb- oder Dichtungsflüssigkeit 27 enthalten und gebung kommende Strahlungsenergie. Die Binde- mittels der Härtungsmittel enthaltenden Unterlagemittel müssen sowohl in Form einer Lösung als auch schicht 29 und der Härtungsmittel enthaltenden Überin anderer flüssiger Form fähig sein, feinverteiltc zugsschicht 30 an dem Niet festgehalten werden. Teilchen des festen Härtungsmittels aufzunehmen. 65 Diese Niete werden in die vorbereiteten Bohrungen Das Bindemittel xann in seiner flüssigen Form auch der zu verbindenden Werkstücke eingesetzt und anals Mahlmedium verwendet werden, um die Teilchen- schließend durch Druck oder Schlag gestaucht, so größe des Härtungsmittels zu vermindern und diese daß die Kanseln auf der Unterseitr da Knnfns nnrl

in der Mitte des Schaftes sowie auf dem deformierten linde desselben gegen das Werkstück gepreßt werden, so daß die Kapseln aufbreehen und eine große Menge der härtbaren flüssigen Klebstoff- oder Dichtungsmasse freigeben, die ihrerseits in Kontakt mit den Hürtungsmittelteilchcn 24 gelangt.

Fig. 4a zeigt einen Kegclstift, dessen Oberfläche mit der Kapsclschicht versehen ist und der beispielsweise in ein ebenso geformtes Loch eingeschlagen werden kann, beispielsweise zur Befestigung eines Rades mittels seiner Nabe an einer Welle. Fig. 4b zeigt eine Schraube, deren Gewindegänge und Kopfunterseite mit der erfindungsgemäßen Beschichtung 26 versehen sind. Fig. 4c zeigt einen Nagel, der in ähnlicher Weise beschichtet ist. Fig. 4d zeigt einen zylindrischen Spannstift und Fig. 4e einen Schraubenbolzen, die ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Beschichtung verschen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I 2 Art zu schaffen, bei dem die Härtungsmittelmenge Patentansprüche: leicht kontrollierbar und der verwendeten Klebstoff- menge angleichbar ist.

1. Durch Druck aktivierbares härtbares Kleb- Diese Aufgabe wird eriindungsgemäß dadurch gestofT- oder Dichtungssystem, das in Form einer 5 löst, daß in dem Bindemittel fein verteilte Teilchen Schicht auf Verbindungselemente oder auf zu des festen Härtungsmittels für den härtbaren polyverbhidende Werkstücke aufgebracht ist, wobei meren Stoff dispergiert sind.

die Beschichtung aus einem Härtungsmittel und Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß das

einer Vielzahl kleiner durch Druck aufbrechbarer Härtungsmittel zusammen mit dem Bindemittel auf

Kapseln besteht, die einen flüssigen, härtbaren io einfache Weise auf Verbindungselemente vcrschiede-

polymeren Stoff enthalten, und die Kapseln am ner Größe und Form aufgebracht werden kann, wo-

Verbindungselcment oder Werkstück durch ein bei das Verhältnis des Härtungsmittels zum Klebharz

festes polymeres Bindemittel festgehalten sind, genau steuerbar ist. Dabei ist das Klebharz vom

dadurch gekennzeichnet, daß in dem Härtungsmittel nicht nur durch die Kapselwand, son-

Bindemittel die Teilchen des festen Härtungs- 15 dern auch durch das polymere Bindemittel getrennt,

mittels für den härtbaren polymeren Stoff disper- Die Teilchen des Härtungsmittels können zusätz-

giort sind. lieh auch in der Schutzschicht enthalten sein. Die