DE4204365A1

DE4204365A1 - Klebstoffsystem

Info

Publication number: DE4204365A1
Application number: DE4204365A
Authority: DE
Inventors: Mark Christopher Thurber; Richard B Wallace
Original assignee: Reactive Industries Inc
Current assignee: ND Industries Inc
Priority date: 1991-02-15
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1992-09-03
Also published as: GB2255781B; US5426130A; GB9202160D0; JP2747628B2; CA2061230A1; MX9200604A; JPH05125297A; GB2255781A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klebstoffsystem, das in der Lage ist, zwischen zwei Substraten eine selbsthaltende Verbindung zu bilden. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung des Klebstoffsystems zur Herstellung von selbsthaltenden Befestigungselementen oder dazu, Oberflächen miteinander zu verbinden. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung des Klebstoffsystems und eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Befestigungselemente.

In der Vergangenheit sind mehrere Verfahren und Befestigungselemente verwendet worden, um zwei Substrate so miteinander zu verbinden oder gegeneinander abzudichten, daß sie einer mechanischen Trennung widerstehen oder eine flüssigkeits- oder luftdichte Abdichtung zur Verhinderung eines Ausströmens oder eines Entweichens von Fluiden bilden.

Insbesondere sind Befestigungselemente vorgeschlagen oder verwendet worden, die Klebstoffe oder Kunstharze in der einen oder anderen Weise verwenden, um zu verhindern, daß sich die Befestigungselemente während der Benutzung lösen. Schon früh wurden sperrende Zusammensetzungen in flüssiger Form kurz vor dem Zusammenbau auf zusammenpassende Bauteile aufgetragen. Dennoch werden schon zuvor aufgetragene Beschichtungen bevorzugt, um in den Massenproduktionsbereichen der Maschinenbauindustrie, wie beispielsweise der Automobilindustrie, hohe Montagegeschwindigkeiten zu erleichtern.

Ein weiteres Verfahren verwendet Nylon-Kunstharz-"Flecken", wie sie von Villo (US-Patent 30 93 177) beschrieben sind. Solche Flecke wurden durch einen Prozeß auf einen Metallkörper aufgetragen, indem ein Nylonkörper mechanisch unter Einsatz von Hitze (beispielsweise 450°F) und Druck (beispielsweise 100 PSI) aufgebracht wurde und dabei mit der Metalloberfläche zusammensinterte. Wie bemerkt werden wird, erforderte dieses Verfahren hohe Temperaturen und hohen Druck und war somit für viele Anwendungsbereiche nicht geeignet. Später sind mehrere Alternativen zu dem Gebrauch von Nylonkörpern entwickelt worden, wie die Erzeugung des Fleckens durch Aufsprayen von Nylonmehl und einer Grundierung aus Epoxidharz (vorher aufgetragen oder als Mehl mit dem Nylonmehl gemischt) auf das Befestigungselement, das auf eine Temperatur vorgeheizt ist, die zum Schmelzen des Mehls ausreichend ist (z. B. US-Patente Re 28 812 und 37 87 222).

Ein anderes Klebstoffsystem wurde von Wallace entwickelt (vgl. US-Patent 42 85 378). Das Wallace-Verfahren verwandte ein Kunstharzmehl (vorzugsweise Nylon und/oder Teflon) und ein Aktivierungsmittel, das mit dem Kunstharz so reagiert, daß dieses zu einer im wesentlichen festen, nicht klebrigen elastischen Ablagerung polymerisiert. Das Wallace-Verfahren hatte den Vorteil, daß das Material auf die Metalloberfläche kalt aufgetragen werden konnte und es somit nicht notwendig war, Temperaturen zu verwenden, die der Schmelz- oder Erweichungstemperatur von Nylon nahekommen. Nichtsdestotrotz kamen die physikalischen Eigenschaften des Epoxid-Nylon-Gemisches denen der zuvor genannten Nylon-Fleck-Verfahren ausreichend nahe, so daß der Reibungs-Halteeffekt mit dem eines festen Nylonflecks im wesentlichen identisch war.

Weitere Alternativen zu der Nylonflecktechnologie unterteilen sich generell in drei unterschiedlichen Kategorien: Systeme, die mikroverkapselte Komponenten verwenden, Systeme, die nicht integrale Filme verwenden und Systeme, die integrale Filme verwenden. Klebstoffsysteme, die mikroverkapselte Komponenten verwenden, gebrauchen entweder integrale oder nicht integrale Filme. Typischerweise wurden bei den verbesserten Klebstoffsystemen ein Epoxidkunstharz und ein Polymerisierungs (oder "Härtungs-")Mittel.

Solche Verfahren können vorzugsweise geeignet sein, die kontinuierliche Herstellung von selbsthaftenden Artikeln zu ermöglichen. Rodden et al (US-Patent 43 66 190) beschreibt eine Vorrichtung mit einer Zuführeinrichtung, um mit Außengewinden versehene Artikel in im wesentlichen kontinuierlicher Folge zuzuführen, und einer Halteeinrichtung, die diese Artikel entlang der Bahn zum Aufheizen der Artikel und dann zum Auftragen eines unter Hitze schmelzenden Kunstharzes auf die Artikel fördert.

Es sind Klebstoffsysteme beschrieben worden, die mikroverkapselte Komponenten (wie beispielsweise ein Kunstharz und dessen Aushärtemittel) verwenden. In solchen Ansätzen von Mischungen reagieren das verkapselte Kunstharz und das Aushärtemittel nicht, bis die Kapsel zerbrochen und das Kunstharz und das Aushärtemittel miteinander in Kontakt kommen können. Mikroverkapselte Systeme können je nach ihrer Mischung vorteilhaft sein, da sie die Lebensdauer von Regalen oder Töpfen verlängern und in wünschenswerter Weise erhöhte Widerstandsmomente gegen Losreißen, eine höhere Dichte und eine höhere Reproduzierbarkeit aufweisen.

In Klebstoffsystemen, die Mikrokapseln verwenden, ist das Kunstharz oder der Härter typischerweise mit einem Polymerisationsmittel gemischt und wird auf das Substrat als Brei o. ä. aufgetragen. Verfahren zur Mikroverkapselung sind in dem US-Patent 37 46 068 beschrieben.

Weitere Verfahren zur Verkapselung sind von Gorman im US-Patent 37 04 264 beschrieben. Dieses Patent beschreibt die Verkapselung einer homopolymeren Zusammensetzung, zu der ein Kern aus einem flüssigen, monomeren, polymerisierbaren Acrylsäureester gehört. Das Patent lehrt, daß die Methacrylate zur Verwendung als die monomeren Acrylsäureester der Erfindung geeignet sind. Verkapselungsprodukte werden hergestellt, indem diskrete Teile der monomeren Zusammensetzungen in ein Fluid gegeben werden und dann die Teile mit einem Polymerisationskatalysator, der in der Lage ist, die Homopolymerisation der monomeren Zusammensetzung zu beschleunigen, in Kontakt zu bringen. Die Teile werden aus der Flüssigkeit entfernt, nachdem eine Verkapselungshülle aus einem Homopolymer gebildet worden ist. Der Film wird in situ gebildet, indem die monomeren Zusammensetzungen in einer Hülle aus dem Homopolymer eingekapselt werden. Somit schafft das Verfahren nach Gorman et al einen integralen Film (beispielsweise einen Film, dessen Zusammensetzung im wesentlichen der Zusammensetzung der Kunstharz- oder Härterzusammensetzung, die er umgibt, entspricht).

Ein Nachteil des Verfahrens nach Gorman et al ist, daß die Steuerung der Teilchengröße und Wanddicke (insbesondere von kleinen Mikrokapseln) schwer ist. Ein zweiter Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß Wasser als Lösungsmittel verwendet wird, das nach der Bildung der Mikrokapseln (durch Trocknung) entfernt werden muß. Das Entfernen des wasserhaltigen Lösungsmittels ist zeitaufwendig und bezüglich des Energieverbrauchs uneffizient.

Ein zweites Verfahren zur Mikroverkapselung eines integralen Films wird bei Ozono (US-Patent 45 88 639) offenbart. Das Patent beschreibt Mikrokapseln, die ein hydrophobes Acrylat oder ein Methacrylatmonomer oder -oligomer, das polymerisiert, wenn es ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, einen Photosensibilisator und ein UV-Filtermittel umfaßt. Die Mikrokapseln werden im Wasser verteilt, um eine colloidale Dispersion zu bilden und werden UV-Licht mit einer Fluenz, die ausreichend ist, um nur die Oberfläche der Mikrokapsel auszuhärten, ausgesetzt. Die entstehenden Mikrokapseln haben einen Kern aus ungehärtetem Acrylat oder einem Methacrylatmonomer oder -oligomer, der in einer Umhüllung aus gehärtetem Acrylat oder Methacrylat eingekapselt ist. Somit wird bei Verwendung dieses Verfahrens ein integraler Film gebildet. Das Patent offenbart die Verwendung von 1,6-Hexandiol Diacrylat und Dimethacrylat als geeignete Momomere. Um die Wanddicke zu steuern, erfordert das Verfahren die Verwendung eines ultravioletten Filtermittels in den Zusammensetzungen.

Im Gegensatz dazu offenbaren Austin et al (US-Patent 42 28 216) eine Mikrokapsel mit einem hydrophoben durch Strahlung härtbaren flüssigen Kern, der in einem nicht aus einem Stück bestehenden Film eingeschlossen ist (beispielsweise ein Film, dessen Zusammensetzung von der des Materials, den er einschließt, abweicht). Die Mikrokapseln werden hergestellt, indem eine "wandbildende" Komponente in die hydrophobe Flüssigkeit eingebracht wird und Tröpfchen dieser Flüssigkeit in einer hydrophilen Emulsion, die eine zweite "wandbildende" Komponente enthält, gebildet werden. Eine Reaktion zwischen diesen beiden "wandbildenden" Komponenten führt zur Bildung einer nicht integralen Umhüllung. Die Mikrokapseln können dann durch Strahlung ausgehärtet werden, um die gewünschte Ummantelung herzustellen.

Hart (US-Patent 45 36 524) beschreibt ein mikroverkapseltes Epoxidklebstoffsystem, das eine coacervate Emulsion mit einem hydrophoben Härtemittel und einem mikroverkapselten Epoxidkunstharz verwendet. Die offenbarten Mikrokapseln haben eine nicht integrale Umhüllung, die sich aus einem Mittel wie beispielsweise Polyvinylalkohol zusammensetzt.

Deckert et al. (US-Patente 36 42 937 und 37 46 068) offenbart ein stabiles druckaktivierbares Klebstoffsystem, das ein mikroverkapseltes Kunstharz (vorzugsweise ein Epoxid und hierfür ein nicht flüchtiges Aushärtemittel) verwendet. Das Kunstharz ist in einer Umhüllung aus Harnstoff-Formaldehydharz eingekapselt. Somit offenbart das Patent die Bildung einer Kapsel mit einem nicht integralen Film. Die Mikrokapseln werden mit einem Bindergrundmaterial mit einem Härtemittel für das eingekapselte Kunstharz gemischt. Diese Zusammensetzung kann auf eine Oberfläche (beispielsweise eine Schraube, etc.) aufgebracht oder als dünne Lage oder auf einer Unterlegscheibe verwendet werden. Wird die Oberfläche einer Scherkraft ausgesetzt, werden die Kapseln zerbrochen und das Kunstharz kommt dadurch in Kontakt mit dem Härtemittel. Die Zusammensetzung enthält weiterhin ein Binderkunstharz, das zugefügt ist, um eine Mischung bereitzustellen, die zu einem festen und im wesentlichen klebfreien Zustand trocknet.

Bei Systemen, die einen nicht integralen Film verwenden, wird ein dünner Film auf der Oberfläche eines zuvor abgeschiedenen Epoxidkunstharzes oder Härtemittels gebildet, indem ein filmbildendes Mittel auf die Oberfläche der Zusammensetzung, die das Kunstharz oder das Härtemittel enthält, aufgebracht wird. Dieses System erfordert somit eine erste Umhüllung, die das Kunstharz oder das Polymerisationsmittel enthält, gefolgt von einer zweiten Umhüllung, die das filmbildende Mittel enthält. Solch ein System erzeugt einen nicht integralen Film.

Davies et al (US-Patent 40 91 122) beispielsweise beschreiben ein Verfahren zur Herstellung eines Films über einem flüssigen Material unter Verwendung einer durch Strahlung aushärtbaren Umhüllung. Obwohl das Patent die Verwendung solcher Umhüllungen für die Herstellung von "carbonfreiem" Papier betrifft, enthält sie eine detaillierte Diskussion über die Verwendung von durch Strahlung härtbaren Umhüllung. Solche Umhüllungen können verwendet werden, um nicht integrale Filme über Epoxidkunstharzen oder Polymerisationsmitteln zu bilden. Die Verwendung von 1,6-Hexandioldiacrylat als unter Strahlung härtbare Substanz ist offenbart.

Lu (US-Patent 40 70 398) beschreibt Laminate, die dadurch hergestellt werden, daß eine Metallfolie mit einer durch Strahlung aushärtbaren Zusammensetzung umhüllt wird, um eine äußere Membranschicht zu bilden.

Yamamoto et al (US-Patent 44 84 204) beschreiben ein hitzeempfindliches Aufnahmematerial mit einer Grundschicht und einer hitzeempfindlichen Aufnahmeschicht, die auf der Grundschicht gebildet ist. Eine Kunstharzschicht, die mit einem Elektronenstrahl gehärtet ist, ist auf der Aufnahmeschicht gebildet. Eine große Anzahl von ungesättigten Polyestern, Polyesteracrylaten oder Polyestermethacrylaten, Urethanacrylaten oder Urethanmethacrylaten, Epoxidacrylaten oder Epoxidmethacrylaten, Siliziumacryxlaten oder Siliziummethacrylaten, Polybutadienacrylaten oder Polybuthadienmethacrylaten, Polyetheracrylaten oder Polyethermethacrylaten, oder Melaminacrylaten oder Melaminmethacrylaten können verwendet werden. Das Patent offenbart insbesondere die Verwendung von 1,6 Hexandioldiacrylat als verwendbares Acrylatmonomer bei der Bildung der Kunstharzschicht.

Eine signifikante Verbesserung dieser Technik wurde von R.B. Wallace im US-Patent 43 25 985 beschrieben. Diese Verbesserung betrifft zunächst eine weitgehende Vermeidung der Trocknungszeit, die vorher erforderlich war, um die flüssigen Auflagen im Gewindebereich eines mit einem Gewinde versehenen Befestigungselementes zu schützen. In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wurden aneinanderliegende flüssige Auflagen eines Zweikomponentenklebstoffes, wie beispielsweise ein ungehärtetes Epoxidharz und ein Polymerisationsmittel dafür, ständig durch einen dünnen, trocknen, festen, nicht klebrigen, nicht integralen abdeckenden Film geschützt, der direkt nach der noch flüssigen Auftragung des Kunstharzes und des Polymerisationsmittels aufgebracht wurde.

Der Deckfilm wird gebildet, indem ein durch UV-Licht härtbares (UV-härtbares) filmbildendes Material mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird. Das verbesserte Verfahren erlaubte die Verwendung viel niedriger Temperaturen als es mit den zuvor verwendeten Verfahren möglich war.

Weitere Verbesserungen von nicht integralem Filmklebstoffsystemen wurden von R.B. Wallace in den US-Patenten 46 86 272 und 47 64 479 offenbart. Das US-Patent 47 64 579 von Wallace beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines flüssigen, selbsthärtenden oder -abbindenden Klebstoffes zur allgemeinen Verwendung. Zu dem Klebstoffsystem gehört eine Mischung aus einer Vielzahl von kleinen, diskreten, aneinander angrenzenden Auflagen einer ersten Flüssigkeit, die eine ungehärtete aber härtbare Kunstharzflüssigkeit enthält, und eine zweite Flüssigkeit, die eine Flüssigkeit aus Härtemittel für das spezielle Kunstharz enthält. Die aneinander anliegenden Ablagerungen wurden durch eine dünne, flexible und zerbrechbare Schutzfilmbarriere, die in situ durch die Reaktion des flüssigen Kunstharzes und des flüssigen Härtemittels gebildet wurde, getrennt. Da die Filmbarriere in ihrer Zusammensetzung sowohl von dem flüssigen Kunstharz als auch von dem Härtemittel abweicht, ist das Verfahren beispielhaft für ein nicht integrales Filmklebstoffsystem.

Um die Klebewirkung zu erzielen, muß das in dem US-Patent 47 64 579 von Wallace beschriebene Klebstoffsystem geknetet oder unter einer Kraft, die ausreichend ist, um den Barrierefilm zu zerbrechen, gemischt werden. Eine Teilungsanmeldung des US-Patents 47 64 579 (Wallace, US-Patent 46 86 272) betrifft die flüssige Klebstoffmischung an sich.

Signifikanterweise erlaubt das Verfahren nach dem US-Patent 47 64 579 von Wallace die Dicke des Barrierefilms, der durch die Reaktion zwischen dem Kunstharz und dem Aktivierungs- oder Härtemittel gebildet wurde, zu begrenzen. Das Verfahren erlaubte es, sehr dünne Barrieremembranen zu bilden.

Das US-Patent 47 64 579 von Wallace offenbarte die Verwendung der Zusammensetzungen in Einfassungen, wie beispielsweise der Ausnehmung einer Drahtmutter (vgl. Stockwell, US-Patent 28 25 750).

Die Ansätze der vorliegenden Erfindung können in den herkömmlichen Drahtmuttern von Stockwell, oder in anderen Drahtmutterformen verwendet werden: beispielsweise einem Verbindungselement, das in der Lage ist, zwei Drähte Ende an ihren Enden zu verbinden. Typischerweise gehört zu einem solchen Verbindungselement ein inneres biegbares Metallrohr, das mit einer halbsteifen Vinylhülse bedeckt ist. Die Drähte, die miteinander verbunden werden sollen, werden normalerweise in die beiden Enden des Verbindungselements eingeführt und das Rohr wird durch Verbiegen der biegbaren Hülse beispielsweise mit einem Biegewerkzeug oder einer Drahtzange geschlossen, wodurch die Drähte an ihrer Stelle festgehalten werden. Beispiele solcher Verbindungselemente sind durch Wetmore (US-Patent 32 43 211), Reeder (US-Patent 39 44 721), Fava (US-Patent 38 52 517), Holt (US-Patent 45 53 809) und insbesondere Fitch et al (US-Patent 47 78 984), Clabburn (US-Patent 37 21 749), Hess (US-Patent 33 60 631), Siden et al (US-Patent 39 45 114) und Dewdney (US-Patent 39 30 606) offenbart.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Mittel zum Schutz sowohl der herkömmlichen Stockwellschen Drahtmutter als auch eines neuen Verbindungselements aus korrodierenden Elementen, wie es weiter unten noch erläutert werden wird, an. Bei dem neuen Verbindungselement nach der vorliegenden Erfindung ist die Vinylhülse eliminiert und die Drähte werden in dem reinen Metallrohr gebogen. Um das gebogene Metallrohr herum ist ein kapselartiges Gehäuse (vorzugsweise aus Nylon) angeordnet, das eine Abdeckung, die an eine Aufnahme für das Metallrohr angelenkt ist, und geeignete Öffnungen an seinen axialen Enden für die Drähte, die sich von dem gebogenen Rohr erstrecken, aufweist. Vorzugsweise sollte das Gehäuse beim Schließen sperren, und zwar durch mit Widerhaken versehene Furchen, die an den Schließkanten der Aufnahme und des Deckels vorgesehen sind. Der Mittelbereich des Gehäuses ist vergrößert und nimmt die Zusammensetzung aus photobeschichtetem Kunstharz und dem Härter nach der vorliegenden Erfindung auf. Wünschenswerterweise sollten die Umhüllungen der Zusammensetzungen sofort brechen und in Axialrichtung ausgepreßt werden, wenn die angelenkte Abdeckung auf die Aufnahme geschlossen wird. Vorzugsweise sollte das Gehäuse dann um die Achse des Metallrohres bzw. der Metalldrähte rotieren, um die Zusammensetzungen weiter zu mischen und ihre Verteilung in den belichteten Bereichen an den Enden des Metallrohrs zu verstärken.

Obwohl die zuvor beschriebenen nicht integralen Filmklebstoffsysteme eine Mehrzahl von Vorzügen gegenüber flüssigen Produkten bezüglich der Leichtigkeit und der Geschwindigkeit des Zusammenbaus aufweisen, haben sie auch eine Mehrzahl von Nachteilen: der verwendete Binder ist häufig nicht Bestandteil des zuletzt polymerisierten Films und damit ist die Widerstandskraft nicht so groß wie die eines Films, der nur aus einem Monomer besteht, wie es mit einem polymerisierbaren flüssigen Produkt erzielt wird. Nicht integrale Filme erhöhen die Reibung der Anordnung, so daß sie nachteilig das Drehmoment/Spannungs-Verhältnis beeinflussen und die Spannung, die in einem Befestigungsmittel bei einem vorgegebenen Drehmoment erzielbar ist, geringer als bei einem unbeschichteten Befestigungselement ist. Es kann passieren, daß der Film, insbesondere auf einigen Oberflächen mit schlecht passenden oder schlecht entgrateten Muttern, abgestreift wird, woraus sich Fehler in dem System ergeben. Die Umhüllung wird entweder aus einem organischen Lösungsmittel, welches teuer und verschwenderisch in der Verwendung und normalerweise bedenklich für die Gesundheit und Sicherheit ist, oder aus einer wäßrigen Emulsion ausgeschieden, im letzteren Fall sind jedoch öfen zum Trocknen notwendig, die wegen des Kapitalaufwands und der notwendigen Energie teuer sind.

In Systemen, die integrale Filme verwenden, ist der Film ein integraler Teil der Zusammensetzung und steht in enger Verbindung mit dem Epoxidkunstharz oder dem Härtemittel des Klebstoffes (oder des verriegelungsbildenden Materials). Das Material wird so behandelt, das es einen dünnen Film auf der Oberfläche der Auflage des Epoxids oder Polymerisationsmittels bildet. Typischerweise wird bei solchen Systemen den Zusammensetzungen ein Trübungsmittel zugefügt, um die Filmdicke zu steuern.

Thompson (US-Patent 46 32 944) beispielsweise beschreibt eine polymerisierbare Flüssigkeit zum Abdichten und verriegeln von Maschinenbauteilen. Das Abdichten erfolgt, nachdem auf ein Maschinenbauteil ein Überzug der Flüssigkeit aufgebracht worden ist. Das Abdichten wird durch eine von freien Radikalen begonnene Polymerisation desjenigen Monomers, das endgültig den letztlich ausgehärteten Film enthält, erreicht und führt zur Bildung eines integralen Films. Dieser erste Film bildende Schritt (durch freie Radikale begonnene Polymerisation) wird durch eine Bestrahlung eingeleitet (beispielsweise durch UV-Licht). Ein Trübungsmittel (wie ein in der Flüssigkeit dispergiertes Pulver) muß der polymerisierenden Zusammensetzung zugefügt werden, um die Tiefe der Polymerisation auf die Bildung eines Films zu beschränken. Die Polymerisationsreaktion schafft einen trocknen, klebfreien Überzug, aber wegen des Vorhandenseins des Trübungsmittels wird verhindert, daß die Bestrahlung hinter die Oberflächenschicht gelangt. Dadurch wird die Flüssigkeit unterhalb der Oberflächenschicht nicht durch die Bestrahlung beeinflußt.

Ein zweites Härten des verbleibenden flüssigen Monomers unterhalb der Umhüllung wird durch eine weitere Polymerisation, die durch ein freies Radikal eingeleitet wird, vervollständigt. Die Polymerisation wird eingeleitet, wenn zwei Bauteile zusammengebaut werden.

Das von Thompson offenbarte Klebsoffsystem enthält fünf wesentliche Elemente. Das polymerisierbare Monomer ist ein Acrylester oder Methacrylester. Die Verwendung von Acrylester oder Methacrylester eines einwertigen, zweiwertigen, dreiwertigen oder vielwertigen Alkohols, wie ein n-Hexanol, ethoxyliertes Bisphenol A, Trimethylolpropan oder Pentaerythrit, explizit gelehrt. Die zweite Komponente des Systems ist ein Photoinitiator, der ein Katalysator für eine freie Radikalpolymerisation wie beispielsweise ein Benzoylperoxid ist. Das dritte Element des Systems ist ein Aktivator, der ein tertiäres Amin wie ein substituiertes Anelin oder ein Schwermetall wie Kupfer, Blei etc. ist. Die vierte Komponente des Systems ist ein Photoinitiator, der Energie einer bestimmten Wellenlänge absorbiert und einer Brücke des polymerisierbaren Monomers zuführt. Die Verwendung von Benzoinethern, Benzil und ähnlichen Mitteln ist ebenfalls offenbart. Das fünfte Element der Zusammensetzung ist das Trübungsmittel, das ein fein verteiltes Puder, welches die eintretende Bestrahlung nicht durchläßt, ist. Die Verwendung eines Farbmittels oder Füllstoffes oder eines Metallmehls wird explizit erwähnt.

Eine weitere Verbesserung von Klebstoffsystemen wurde von R.B. Wallace entwickelt und ist in dem US-Patent 48 47 113 offenbart. Während, wie zuvor erläutert worden ist, geläufige Verfahren ein Beschichtungsmaterial verwendeten, das durch UV-Strahlung härtbar war, um das Kunstharz und dessen Härtungsmittel auf einem Substrat zu ummanteln, verwandte das Verfahren von Wallace (US-Patent 48 47 113) eine Vorrichtung, um das Kunstharz oder das Härtungsmittel mit einem UV-härtbaren Material zu mischen und dann das Material auf das Substrat in einem Mal statt in zwei Malen aufzubringen. In einer Ausführungsform werden zwei flüssige Applikatoren auf zwei unterschiedliche Flüssigkeiten aufgebracht, und zwar an unterschiedlichen Stellen des Befestigungselements. Jeder Applikator weist ein durch UV-Licht härtbares Material auf. Einer beinhaltet ein härtbares Kunstharz, während der andere ein Härtemittel für das Kunstharz aufweist. Das härtbare Kunstharz ist nicht durch UV-Licht polymerisierbar, sondern nur das UV-härtbare Material. In einem typischen Gerät wird das Befestigungselement, das jetzt die beiden voneinander getrennten Flüssigkeitsflecke aufweist, zu einer zweiten Station gefördert, wo das aufgetragene Material einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht ausgesetzt wird. Diese ultraviolette Bestrahlung härtet das UV-härtbare Material, wodurch ein flexibler, trockner, nicht klebender und kontinuierlicher integraler Film bzw. Überzug über den beiden Auflagen von härtbarem Kunstharz bzw. Härter gebildet wird. In einem solchen System ist ein Trübungsmittel nicht notwendig, da die Tiefe der UV-Härtung ausreichend durch die Einstellung der Operationsparameter gesteuert werden kann.

Die Mikroverkapselung des Härtemittels innerhalb des flüssigen Kunstharzes wird ebenso gelehrt, so daß nur ein einziger Fleck aufgebracht zu werden braucht, wenn dies erwünscht ist. In jedem Fall wird beim Festziehen des Befestigungselements (Mutter an Schraube) der Uberzug gebrochen und das Härtemittel mit dem härtbaren Kunstharz vermischt, so daß dieses gehärtet wird.

Das US-Patent 48 47 113 von Wallace offenbart, daß eine Vielzahl von UV-härtbaren Monomeren verwendet werden können, aber daß ein besonders gutes Monomer für den Zweck der Erfindung Trimethylolpropantriacrylat ist (TMPTA). Ein beliebiger aus einer Vielzahl von Photoinitiatoren (inklusive Ketone, Benzophenone, aromatische Ketone und ähnliche) kann verwendet werden. Das härtbare nicht UV-sensitive Kunstharz ist vorzugsweise ein im Handel erhältliches Epoxid (wie ein Bisphenol-A-Epichlorhydrin-Kunstharz). Das US-Patent 48 47 113 von Wallace offenbart die Verwendung von tertiaren Aminen als effektive Härtungsmittel für den Epoxidkunstharz. Es ist dennoch herausgefunden worden, daß zwar durch die Verwendung von TMPTA ein excellentes Produkt gebildet wurde, die Lebensdauer der Umhüllung des aufgebrachten Härterflecks insofern etwas begrenzt war, als nach einer gewissen Zeit (ca. sechs Wochen) der Härterfleck wachsig und trocken wurde, obwohl der separate Epoxidfleck unterhalb der Oberfläche des Überzuges flüssig blieb. Bei einem Versuch, die Lebensdauer der Hülle zu verlängern, wurden eine Mehrzahl von Härtern ausprobiert, wie sie unten aufgelistet sind, aber ohne Erfolg:

Produktname:
Hersteller:
NC-540
Cardolite Co.
NC-541	Cardolite Co.
Capcure 40	Henkel Process Chem. Co.
Actiron NX-3	Synthron Inc.
Härter XU-HY-195	Ciba Geigy
Boron Trifluorid Dihydrat	Ciba Geigy
Starter HP12	Herow MFG Inc.
Nadic	Buffalo Color Corp.
Capcure 40	Henkel
Capcure 1,5 HV	Henkel
Härter HY9225	Ciba Geigy
NC 513	Cardolite Co.
Acrylstrukturklebstoff	Versicok
Ancamin K-54	Pacific Anchor Chem. Corp.
NC 514	Cardolite Co.
EPON Härtemittel H-1	Shell Chem. Corp.
Härter HT 939	Ciba Geigy
Ancamin K-61B Epoxy Härter	Pacific Anchor Chem. Corp.
Actiron WX-3 Puder	Synthron Inc.
Beschleuniger DY 064	Ciba Geigy
Beschleuniger 225-B	Lord Corp.
Fursor Epoxidklebstoffhärtemittel 322	Lord Corp.
Versaloc 225B	Lord Corp.
Azamin 1229	Sherex Polymers
Anchor K-54	Pacific Anchor
Härter HY850	Ciba Geigy
NC-1307	Cardolite
Härter HY 837	Ciba Geigy
Härter XU-HY-350	Ciba Geigy
N-(Isobutoxymethyl) Acrylamid	American Cyanamid Co.
Ancchor 1173	Pacific Anchor
EPON Aushärtemittel V-15	Shell Chem. Co.
Härter HT 939	Ciba Geigy
EPON Aushärtemittel U	Shell Chem. Co.
Anchor 1170	Pacific Anchor
Actiron NXJ-60	Synthron Incorp.
Anchor 2044	Pacific Anchor
Ancamin XT	Pacific Anchor
Ancamin AD	Pacific Anchor
Versamid 280875	Henkel
Ancamin 1769	Pacific Anchor
Ancamin 1110	Pacific Anchor
1,3-Di-Pyridin-4-Propan	NA
2-Ethyl-4-Methylimidazol	NA
4-Methylimidazol	NA
1,2-Dimethylimidazol	NA
1 Methylimidazol	NA
1,6-Hexandiamin	NA
Diethylamin	NA
4,4 Trimethylenedipiperidin	NA
Maleic Anhydrid	NA
N-Methyldiethanolamin	NA
4-Methoxyphenol	NA
Tributylamin	NA
Diethanolamin	NA
Imidazol	NA

Im Idealfall sollte ein Befestigungselement-Verriegelungssystem leicht herstellbar und leicht durch den Benutzer zusammenbaubar sein. Es sollte klebfrei und genügend sicher gegen eine unbeabsichtigte Vermischung des Kunstharzes und des Härtungsmittels sein, so daß viele Befestigungselemente in Tonnen oder anderen Behältern transportiert und gelagert werden können, ohne daß sie aneinander festkleben oder klebrig werden. Das Klebstoffsystem sollte an dem Befestigungselement als trocken anzufassender Überzug, in den polymerisierbare Flüssigkeiten eingebracht sind, so aufgebracht sein, daß sich die Komponenten beim Zusammenbau miteinander vermischen, wobei die Flüssigkeiten polymerisieren und somit die Anordnung sperren und abdichten. Der Klebstoff, der auf das Befestigungselement aufgebracht wird, sollte nach dem Aufbringen und der Filmbildung lange stabil bleiben (beispielsweise eine lange Lebensdauer der Umhüllung aufweisen), so daß das beschichtete Befestigungselement in herkömmlicher Weise gehandhabt und gelagert werden kann, ohne daß sich die Qualität des Klebstoffes verschlechtert bis er verwendet wird. Beim Gebrauch sollte das Befestigungselement ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand oder ein anwachsendes Anziehmoment angebracht werden können. Der Klebstoff sollte schnell aushärten, so daß das Befestigungselement nach einer kurzen Aushärtezeit verwendet werden kann, und ein Verbindungsmittel aufweisen, so daß eine erhöhte Arbeit oder ein erhöhtes Lösemoment notwendig ist, um das Befestigungselement zu entfernen. Wünschenswerterweise sollte ein solches System auch in bestimmten Fällen wiederverwendet werden können, nachdem das Befestigungselement entfernt worden ist, und der Klebstoff sollte etwas Härtungsmittel aufweisen, welches ermöglichen würde, ein Befestigungselement, das sich aufgrund von Spannungen oder Vibrationen etwas gelöst hat, wieder zu befestigen, anstatt aus seiner Position zu fallen.

Viele der vorgenannten Eigenschaften sind bei der zuvor beschriebenen Erfindung von Wallace (US-Patent 48 47 113) realisiert. Dennoch erweitert die vorliegende Erfindung die signifikante Verbesserung des Wallace US-Patents 48 47 113, indem sie Ansätze angibt, mit denen eine noch größere Lebensdauer der Umhüllung und eine erhöhte Flexibilität in der Anwendung als bei denen, die in dem zuvor genannten Patent offenbart sind, erreicht werden. Hinzu kommt, daß die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung eine höhere Härtungsgeschwindigkeit aufweisen und den Vorteil haben, daß sie auch bei hohen Temperaturen stabil sind. Die Signifikanz dieser Vorteile wird weiter unten erläutert werden.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Klebstoffsystem mit einer intgralen Hülle anzugeben, die eine erhöhte Lebensdauer der Hülle aufweist und verwendet werden kann, um zwei Substrate gegeneinander abzudichten und/oder miteinander zu verbinden.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Klebstoffsystem gelöst, zu dem eine den Härter enthaltende Komponente mit (a) einem Härter, der ein Kunstharz polymerisieren kann, (b) eine filmbildende Komponente mit einem Dimethacrylat, die durch UV-Licht aushärtbar ist und (c) einer Photoinitiatorkomponente, die in der Lage ist, das filmbildende Dimethacrylat (b) bei Bestrahlung durch UV-Licht zu härten, um eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle zu bilden, gehört.

Die Erfindung umfaßt außerdem eine Ausführungsform, bei der die Härter enthaltende Komponente eine flüssige Auflage ist, von der zumindest eine Oberfläche durch eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle, die durch Aushärten des UV-härtbaren filmbildenden Dimethacrylats (b) gebildet ist, begrenzt ist.

Im einzelnen betrifft die Erfindung auch Ausführungsformen, bei denen die Härter enthaltende Komponente mikroverkapselt ist.

Zu der Erfindung gehören die Ausführungen, bei denen die zuvor genannten Bestandteile weiterhin eine Kunstharz enthaltende Komponente mit (1) dem Kunstharz; (2) einer UV-härtbaren filmbildenden Komponente und (3) einer Photoinitiatorkomponente, die unter Bestrahlung mit UV-Licht die filmbildende Komponente (2) härten kann, um eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle zu bilden, gehört, und bei denen zumindest eine Komponente der aus einer Kunstharz enthaltenden Komponente und einer Härter enthaltenden Komponente bestehenden Gruppe mikroverkapselt ist.

Die Erfindung umfaßt die Ausführungsform der zuvor genannten Zusammensetzungen, bei der die Kunstharz enthaltende Komponente und die Härter enthaltende Komponente flüssige Auflagen sind, von denen zumindest eine Oberfläche durch eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle, die durch Härten der UV-härtbaren filmbildenden Komponente (2) oder des filmbildenden Dimethacrylats (b) begrenzt ist.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Befestigungselement, das zumindest an einer Oberfläche eine ein Kunstharz enthaltende Komponente und eine Härter enthaltende Komponente aufweisende Zusammensetzung aufweist, bei der die Kunstharz enthaltende Komponente (1) ein Kunstharz; (2) eine UV-härtbare filmbildende Komponente und (3) eine Photoinitiatorkomponente, mit der unter Bestrahlung durch UV-Licht die filmbildende Komponente (2) härtbar ist, um eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle zu bilden, umfaßt; bei der die Härter enthaltende Komponente (a) einen Härter, der das Kunstharz (1) polymerisieren kann, (b) eine UV-aushärtbare filmbildende Komponente mit einem Dimethacrylat und (c) eine Photoinitiatorkomponente, mit der bei Bestrahlung durch UV-Licht das filmbildende Dimethacrylat (b) zur Bildung einer integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenen, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle härtbar ist, umfaßt.

Im wesentlichen umfaßt die Erfindung ein Befestigungselement (wie beispielsweise einen Bolzen, eine Schraube, ein Niet, eine Krampe, einen Dübel, einen Splint, einen Nagel, eine Mutter, eine Unterlegscheibe oder eine Drahtmutter), bei dem die Kunstharz enthaltende Komponente und die Härter enthaltende Komponente flüssige Auflagen sind, von denen zumindest eine Oberfläche durch eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle, die durch Aushärtung entweder der UV-härtbaren filmbildenden Komponente (2) oder des filmbildenden Dimethacrylats (b) gebildet ist, abgegrenzt ist.

Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin ein Befestigungselement, das zur Verhinderung der Trennung von einem mit diesem in Eingriff stehenden Element mit einem eine Verriegelung bildenden Material versehen ist, wobei das verbindungsbildende Material aus einer ersten und einer zweiten Auflage auf der Oberfläche des Artikels zusammengesetzt ist, wobei zu der ersten Auflage ein flüssiges Gemisch aus einem ungehärteten Epoxidkunstharz, das durchgehend ein durch Bestrahlung härtbares filmbildendes Material aufweist, gehört, wobei zu der zweiten Auflage ein flüssiges Gemisch aus einem Aushärtungsmittel für das ungehärtete Epoxidkunstharz, das durchgehend ein durch Bestrahlung härtbares filmbildendes Material aufweist, gehört, wobei ein Teil des durch Bestrahlung härtbaren filmbildenden Materials, das sich durch jedes Gemisch erstreckt, in der Form einer integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenen, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle vorliegt, die in und über der gesamten Oberfläche einer jeden Auflage existiert, wobei die Hülle zerbrechbar ist, um zu ermöglichen, daß sich das Kunstharz und das Aushärtemittel zum Aushärten des Kunstharzes miteinander vermischen, wobei nach der Erfindung das zweite filmbildende Material in der zweiten Auflage ein Dimethacrylat oder eine Mischung daraus ist.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Ausführungsform, bei der mindestens eine Komponente der aus dem ungehärteten Epoxidkunstharz und dem Aushärtemittel für das ungehärtete Epoxidkunstharz bestehenden Gruppe mikroverkapselt ist.

Die Erfindung gibt auch ein Verfahren an, um ein Befestigungselement mit einem verbindungsbildenden Material zur Verhinderung der Trennung von einem eingreifenden Element herzustellen, wobei das Verfahren enthält:

A) Auftragen einer Kunstharz enthaltenden Komponente mit (1) einem Kunstharz, (2) einer UV-härtbaren filmbildenden Komponente und (3) einer Photoinitiatorkomponente, die unter Bestrahlung durch UV-Licht zur Bildung einer integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenen, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle härtbar ist, auf die Oberfläche (I) des Befestigungselements;
B) Auftragen einer Härter enthaltenden Zusammensetzung mit (a) einem Härter, der das Monomerkunstharz (1) polymerisieren kann, (b) einer UV-härtbaren filmbildenden Komponente mit einem Dimethacrylat, und (c) einer Photoinitiatorkomponente, die unter Bestrahlung mit UV-Licht das filmbildende Dimethacrylat (b) zur Bildung einer integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenen, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle härten kann, auf die Oberfläche (II) des Befestigungselements;
C) Bestrahlen der Oberflächen (I) und (II) mit einer UV-Strahlungsmenge, die ausreichend ist, um die filmbildende Komponente (2) oder das filmbildende Dimethacrylat (b) zur Bildung der integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenen, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle anzuregen.

Die Oberflächen der zuvor beschriebenen Ausscheidungen können zumindest teilweise miteinander in Kontakt stehen, sie brauchen aber nicht in Kontakt miteinander zu stehen. Die vorliegende Erfindung umfaßt die Ausführungsform, bei der zumindest eine Komponente der aus der Kunstharz enthaltenden Komponente und der Härter enthaltenden Komponente bestehende Gruppe mikroverkapselt ist.

Von besonderem Interesse sind die Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das Dimethacrylat der UV-härtbaren filmbildenden Komponente (b) aus der aus EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist und/oder bei denen die UV-härtbare filmbildende Komponente (2) aus der aus TMPTA, EBAD, und HDDMA bestehende Gruppe ausgewählt sind.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft an Hand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Apparates, mit dem das Verfahren in der Praxis ausgeübt werden kann und zu dem die in Figur (2) gezeigte Fördervorrichtung gehört;

Fig. 2 einen seitlichen Aufriß eines Zwillingsgurtförderers, der Teil des Apparates ist, mit dem das Verfahren gemäß der Erfindung in der Praxis angewendet werden kann.

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 in Figur (2).

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht eines Teils eines Bolzens, die das aufgebrachte Material und den Schutzfilm darüber zeigt.

Fig. 5 eine schematische Draufsicht eines Apparates, der zur Herstellung von Drahtmuttern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Drahtmutter.

Das Klebstoffsystem (sperrendes Material) der vorliegenden Erfindung ist eine Flüssigkeit, die Bestandteile mit niedrigem Molekulargewicht enthält, welche zu einem Festkörper mit einem höheren Molekulargewicht polymerisiert werden können. Das System enthält vorzugsweise einen Inititator aus freien Radikalen, ein Aushärtungsmittel, das in Gegenwart solcher freien Radikale polymerisiert werden kann, ein Kunstharz und einen Härter, der mit dem Kunstharz reagieren kann, um das Härten oder Aushärten des Kunstharzes zu erreichen.

Das Kunstharz der vorliegenden Erfindung hat wünschenswerterweise die Eigenschaft, daß es aushärten kann, um klebend die Trennung von kontaktierenden Substraten zu verhindern. Es ist wichtig, daß das Kunstharz bei einer UV-Bestrahlung nicht polymerisierbar zu sein braucht. Wie bereits gesagt, ist Epoxid ein besonders bevorzugtes Kunstharz für die Zwecke der vorliegenden Erfindung, wobei ein geeignetes Beispiel hierfür ein im Handel erhältliches Bisphenol A Epichlorhydrin Kunstharz ist. Das am meisten bevorzugte Bisphenol A Epichlorhydrin Kunstharz ist ein Epoxid Bisphenol A Epichlorhydrin Kunstharz. Solch ein Kunstharz kann man dadurch erhalten, daß man Bisphenol A und Epichlorhydrin miteinander reagieren läßt. Das bevorzugte Kunstharz der vorliegenden Erfindung ist ebenso im Handel erhältlich (EPON 828^TM, Shell Chemical). Dieses bevorzugte Kunstharz ist ein nicht vernetztes, kurzkettiges Prepolymer im Vorzug zu einem Monomer.

Im allgemeinen kann der Härter der vorliegenden Erfindung aus reaktionsfähigen Aminen, vorzugsweise tertiären Aminen von denen man weiß, daß sie besonders effektiv als Härtungs- oder Aushärtungsmittel für Epoxid Kunstharz sind, ausgewählt werden. Es ist wichtig, daß der Härter nicht zu irgendeinem Material bei Aussetzung einer Bestrahlung durch UV-Licht polymerisierbar zu sein braucht. Vorzugsweise enthalten die Zusammensetzungen zusätzlich einen "Booster"-Härter, der in einer Menge von etwa 3% bis 10% vorliegt. Ein besonders bevorzugter "Booster"-Härter ist Benzyldimethylamin (BDMA). BDMA wird bevorzugt als Mithärter verwendet, weil herkömmliche Härter einen schädlichen Geruch abgeben und der bekannte, strenge aber weniger aggresive Geruch von BDMA diesem schädlichen Geruch entgegenwirkt.

Wie bereits zuvor erläutert worden ist, wird ein Initiator aus freien Radikalen bei der vorliegenden Erfindung verwendet, um ein filmbildendes Aushärtemittel zu polymerisieren und dabei eine integrale Umhüllung über den Zusammensetzungen aus Kunstharz und Härter zu schaffen.

Vorzugsweise wird die Polymerisation des filmbildenden Mittels durch eine photochemische Reaktion durchgeführt, die durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht (UV-Aushärtung) oder durch Ionisierungsbestrahlung (wie durch Elektronenstrahlaushärtung) und einen Photoinitiator aus freien Radikalen vermittelt wird. Aufgrund der höheren Investitionskosten der Elektronenstrahlaushärtung ist diese Technologie weniger bevorzugt als die UV-Aushärtung.

Photochemische Verfahren zur Polymerisation haben wesentliche Vorteile gegenüber anderen Trocknungsverfahren: Sie erlauben die Einsparung von Rohmaterialien, sie minimieren die Verschmutzung der Umgebung aufgrund der Verdampfung eines Lösungsmittels und, da keine Energie zur Verdampfung notwendig ist, führen sie zu einem ökonomischeren Verfahren. Die photochemische Polymerisation führt weiterhin zu einer hohen Aushärtungsgeschwindigkeit, die durch niedrige thermische Spannungen auf dem Substrat charakterisiert ist (wodurch die Beschichtung von hitzeempfindlichen Materialien gestattet wird). Diese Prozedur erfordert wenig Platz oder Oberflächenbereich und kann in andere Bereiche der Produktionsfolge eingeordnet werden.

Im allgemeinen wird UV-Licht einer Wellenlänge von 200 bis 400 nm zur Induzierung einer Polymerisation verwendet. Die Energie des UV-Lichtes wird durch einen Photoinitiator absorbiert, der die Lichtenergie in freie Radikale umwandeln kann. Durch das Vorhandensein dieser freien Radikale beginnt eine Kettenreaktion, die empfindliche Monomerkomponenten in Oligomere und schließlich in Polymere umwandelt. Die erforderliche Bestrahlungsenergie zur Bildung von freien Radikalen liegt normalerweise im Bereich von 350 bis 410 kJ/Mol. Vorzugsweise sollte die Intensität des Emissionsbereiches der UV-Lampe so hoch wie möglich sein. Quecksilberlampen mittleren Drucks sind im allgemeinen geeignet für die Zwecke der vorliegenden Erfindung. Obwohl es möglich ist, die UV-Aushärtung durch eine verlängerte oder kontinuierliche Bestrahlung durch eine UV-Lampe zu erzielen, können ebenso sehr kurze, diskrete Lichtblitze von hoher Energie verwendet werden. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in einer größeren Lebensdauer der Lampe verglichen mit einer kontinuierlichen UV-Bestrahlung.

Um zu ermöglichen, daß die Lichtenergie an die Photoinitiatormoleküle übertragen wird, muß die Wellenlänge des abgebenden Lichtes in dem Absorptionsbereich des Initiators liegen. Damit ein Photoinitiator kommerziell erfolgreich sein kann, muß er eine hohe Reaktivität aufweisen, was gleichbedeutend mit einer niedrigen und damit ökonomischen Konzentration im Gebrauch ist. Weiterhin muß er eine angemessene Speicherstabilität sowohl hinsichtlich des Initiators als auch hinsichtlich des erzielten Ansatzes (im Dunkeln) aufweisen. Vorzugsweise liegt der Photoinitiator in flüssigem physikalischen Zustand vor, wodurch das Einbringen in die Klebstoffzusammensetzungen erleichtert wird. Gleichzeitig hat der flüssige Zustand den Effekt, das die Viskosität des Systems reduziert wird. Wünschenswerterweise soll der Photoinitiator nicht ergelben und somit nicht die Farbstabilität des ausgehärteten Films herabsetzen. Der Photoinitiator sollte sowohl vor als auch nach dem Aushärten keine Gerüche abgeben und physiologisch akzeptabel sein. Er sollte eine hohe Absorptionskapazität für das einfallende Licht, einen hohen Quantenwirkungsgrad zur Bildung von effektiven Starterradikalen sowie eine hohe Übergangswahrscheinlichkeit vom einfachen Status (S₁) zum Dreifachstatus (T₁) aufweisen. Es ist möglich, Photoinitiatoren zu verwenden, die arbeiten, indem sie der Radikalbildung Wasserstoff entziehen (durch intermolekulare Wasserstoffübertragung von einem Co-Initiator an das angeregte Tripletinitiatormolekül). Alternativ können auch Komponenten, die eine intermolekulare Aufspaltung mit einer Radikalbildung aufgrund eines Zerfalls der angeregten Tripletinitiatormoleküle erfahren, verwendet werden. Die letzteren Komponeten sind die bevorzugten Photoinitiatoren gemäß der vorliegenden Erfindung.

Somit kann die photochemische Auslösung mit Carbonyl-Komponeten, wie beispielsweise Ketonen durchgeführt werden. Obwohl sowohl aliphatische als auch arromatische Ketone verwendet worden sind, ist herausgefunden worden, daß arromatische Ketone besser in der kommerziellen Praxis verwendbar sind, da ihre Absorption bei größeren Wellenlängen erfolgt und ihre Quantenabgaben höher sind. Benzophenone und Acetophenone (und ihre Derivate) sind sehr häufig anzutreffende einfache Ketone. Solche Moleküle erfahren die Homolyse entweder durch Zerfall oder durch Wasserstoffabspaltung.

Weiterhin können als Photoinitiatoren Übergangsmetallchelate, organisch-metallische Derivate von Übergangsmetallen (beispielsweise Mo(CO)₆ und Ferrocene), und 9-Phenylacridin-Äther verwendet werden. Es können eine Vielzahl von Photoinitiatorfärbemitteln alternativ verwendet werden. Zu Beispielen solcher Färbemittel gehören Methylen blau, Thionin, Fluor und Eosin, etc.

Ein beliebiges aus einer Vielzahl von Photoinitiatormitteln kann gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Beispiele solcher Photoinitiatoren umfassen die einfachen obengenannten Ketone, Benzil, Michler′s Ketone, Thioxanthrachinon, Benzoin, Benzoin Äther, α-Dialkoxyacetophenone, α-Acyloximester, Benzilketale, Hydroxyalkylphenone, α-Halogenketone, Alkylarylketone, Oximester, Halogenthioxantene, Oniumsalze, fluorborsaure Salze, Peroxide, azofreie Radikalerzeuger, organometallische Komplexe und Mischungen der vorgenannten Stoffe, etc.

Flüssige Hydroxyalkylphenone repräsentieren die neuesten und sehr vielversprechenden Entwicklungen auf dem Gebiet der Photoinitiatorchemie. Die Hydroxyalkylphenonmoleküle können, wenn sie durch UV-Licht angeregt sind, durch eine Alpha Abspaltungsreaktion von einem relativ kurzlebigen Tripletzustand in ein Benzoylradikal und ein 2-Hydroxy-2-Propyl-Radikal zerfallen. Das letztere Radikal bildet Aceton nach einem Entzug von Wasserstoff. Hydroxyalkylphenone sind insbesondere als durchsichtige Lacke verwendbar, da die ausgehärtete Ummantelung nicht gelb wird. Hydroxyalkylphenone sind die bevorzugten Photoinitiatoren der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ist das Hydroxyalkylphenon 2-Hydroxy-2-Methyl-1-Phenolpropanon (Darocur 1173^TM) bevorzugt. Die Struktur dieses Hydroxyalkylphenons und dessen UV-induzierter Photolyse sind untenstehend gezeigt (0 stellt einen 6-Carbon-aromatischen Ring dar).

Wie zuvor angedeutet worden ist, wird die Photoinitiatorkomponente verwendet, um die Polymerisation eines polymerisierbaren, UV-aushärtbaren, filmbildenden Monomermittels durchzuführen. Typische Monomere, die bei der Epoxidflüssigkeit verwendet werden können, umfassen chemische Komponenten, die als Acrylester, Metacrylester, Vinylester, Vinyläther, Acryläther, Allylester, Allyläther, Epoxide, Styrene und Surrogate, Vinylpyrrolidone, Acrylamid, Surrogate, Acrylnitrile und -diene. Wie in dem US-Patent 48 47 113 von Wallace offenbart ist, ist das Trimethylopropane Triacrylate (TMPTA) ein besonders gutes Monomer, wenn es in eine Zusammensetzung mit Epoxid-Kunstharzen eingegeben wird. Dennoch ist, wie zuvor erläutert worden ist, herausgefunden worden, daß bei Verwendung von TMPTA zum Reagieren mit bestimmten Epoxid-Härtern (wie dem Epoxid-Härter NX-3 (2, 4, 6- Tri-Dimethylaminomehtylphenol)) die Lebensdauer der Hülle einer solchen Flüssigkeit verringert wird. Während somit TMPTA nur noch erfolgreich mit der Epoxid-Flüssigkeit verwendet werden kann, sollte es gemäß der vorliegenden Erfindung nicht in der Härterflüssigkeit verwendet werden. In bestimmten anderen Ausführungsformen der Erfindung wird es in beiden Flüssigkeiten ersetzt werden.

Der Gegenstand der Erfindung ist darauf gegründet, daß eine einzigartige Gruppe von Ersatzstoffen für TMPTA unerwarteterweise gefunden worden sind, die, wenn sie in der Epoxid-Flüssigkeit verwendet werden, die gleiche Lebensdauer der Hülle erreichen wie wenn TMPTA verwendet wird, und gleichzeitig die Lebensdauer der Hülle wesentlich erhöhen, wenn sie als das filmbildende Mittel der Härterflüssigkeit verwendet werden. Diese Gruppe von Filmbildern wird ausführlicher weiter unten beschrieben werden. Sie sind irgendwelche Dimethacrylate, die in der Lage sind, eine Hüllenbildung zu bewirken, wenn sie UV-Licht oder anderen Arten von Bestrahlung ausgesetzt werden, wie weiter oben bereits beschrieben worden ist, die aber nicht mit dem Epoxid oder Härter reagieren und dabei die Lebensdauer der Hülle herabsetzen.

Die Verwendung der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hat weitere unerwartete Vorteile. Die erforderliche Zeit, um die Hülle auf den Härter- und Kunstharzzusammensetzungen auszuhärten, ist wesentlich niedriger als bei den TMPTA-Ansätzen. Somit ist es möglich, eine Aushärtung mit nur einer UV-Lampe anstatt mit zwei UV-Lampen, wie sie bei der Verwendung von TMPTA-Ansätzen verwendet werden, durchzuführen.

Noch wesentlicher ist die unerwartete Wärmestabilität der EBAD-enthaltenden Ansätze. Es ist wünschenswert, daß die Ansätze eine Viskosität aufweisen, die es ihnen gestattet zu fließen, so daß sie einfach auf eine Oberfläche aufgetragen werden können. Nach dem Auftragen ist es wünschenswert, daß die Zusammensetzungen eine stabile Viskosität aufweisen, damit sie einen festen mechanischen Träger für den Film, der sie überdecken soll, darstellen. Diese gegensätzlichen Forderungen werden normalerweise dadurch erfüllt, daß ein Ansatz erhitzt wird (wodurch die Viskosität erniedrigt wird) bevor er auf ein Substrat aufgetragen wird, um ihn anschließend auf eine viskosere Form abzukühlen. Unglücklicherweise hat sich herausgestellt, daß die Eigenschaften der TMPTA-Ansätze sich verschlechtern, wenn sie über 110°F erhitzt werden. Somit war es nötig, weniger viskose TMPTA-enthaltende Ansätze, als normalerweise wünschenswert wären, zu verwenden, um eine akzeptable Auftragung der Ansätze zu erreichen.

Im Gegensatz dazu sind EBAD enthaltende Ansätze gegen Hitze stabiler. Sie können Temperaturen von 200°F oder mehr widerstehen. Somit kann ein hochviskoses Material hergestellt und optimal auf 140°F bis 150°F erhitzt werden, um auf das Substrat aufgetragen zu werden. Bei dieser Temperatur weist das Material die wünschenswerte Fließeigenschaften auf und kann in Gewinde und Nuten von Bolzen und ähnlichem eingebracht werden. Weiterhin erlaubt die erniedrigte Viskosität der erhitzten Zusammensetzungen, mehr Material auf das Substrat aufzutragen; dies resultiert in dickeren Auflagen, die besser den UV-induzierten Film tragen können.

Die unerwarteten Ergebnisse, die durch die Verwendung von diesen Dimethacrylaten erzielt werden, werden durch die folgende Liste von verwandten oder quasi verwandten Komponenten, mit denen effektive Ergebnisse nicht erzielt werden konnten, wenn diese als filmbildende Zugaben in der Ausführung der Erfindung verwendet wurden, augenscheinlich gemacht.

Wie zuvor festgestellt worden ist, stammt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung aus der Entdeckung, daß Dimethacrylate und vorzugsweise die Dimethacrylate ethoxyliertes Bisphenol-A- Dimethacrylat (EBAD) und 1,6-Hexandiol-Dimethacrylat (HDDMA) eine wesentlich erhöhte Lebensdauer der Umhüllung, Aushärtezeit und Hitzestabilität den Zusammensetzungen geben können, und zwar insbesondere denen, die NX-3-Härter beinhalten. Die Strukturen dieser Komponenten sind hierunter gezeigt.

In dieser Hinsicht ist EBAD besonders bevorzugt, das hervorragende filmbildende (z. B. hüllenbildende) Eigenschaften bewiesen hat und eine Reaktion mit dem Epoxid oder dem Härter der Erfindung nicht eingeht, so daß die Lebensdauer der Hülle wesentlich höher als die von TMPTA-Ansätzen liegt, und diese oft um drei Monate und manchmal auch mehr als ein Jahr oder mehr (durch Beschleunigungstest) übersteigt. Hinzu kommt, daß diese Zusammensetzung, wie zuvor beschrieben, eine verbesserte Aushärtezeit und Hitzestabilität aufweist.

Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können außerdem Färbemittel oder Farben zum Färben der "Flecken", die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen sind, enthalten.

Signifikanterweise sind für die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung dennoch keine Färbemittel oder Trübungsmittel, wie sie bei Thompson erforderlich sind (US-Patent 46 32 944), erforderlich. Bei den Thompson-Zusammensetzungen war das Vorhandensein von Trübungsmitteln erforderlich, damit die Zusammensetzungen nachträglich zum Befestigen von Substraten verwendet werden konnten. Solche Trübungsmittel sind bei der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich, da es sich unerwarteterweise gezeigt hat, daß das Ausmaß der Polymerisation entweder durch die Dosis von UV-Licht, das durch die Zusammensetzungen aufgenommen wird, oder durch die Konzentration des Dimethacrylats (beispielsweise EBAD), das zur Bildung der Zusammensetzungen verwendet wird, gesteuert werden kann. Die Konzentration des Dimethacrylats beeinflußt sowohl die Kapazität, den polymerisierten Film zu bilden, als auch das Ausmaß, in dem das polymersierte Dimethacrylat an der Oberfläche der Zusammensetzung das innenliegende Dimethacrylat gegen eine Polymerisation durch UV-Licht abschirmen kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Kunstharz enthaltende Zusammensetzung so angesetzt, daß sie zwischen 15% bis 74% Kunstharz, 20% bis 75% UV-polymerisierbares Monomer und 1% bis 10% UV-aktivierten Photoinitiator enthält. Bevorzugte Ansätze der Kunstharzzusammensetzung sind in dem US-Patent 48 47 113 beschrieben, die hiermit zum Offenbarungsgehalt gemacht wird. Jedoch kann der Einfachheit der Erfindung halber TMPTA durch EBAD oder HDDMA ersetzt werden.

Die Härterzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise so angesetzt, daß sie etwa 75% bis 85% Härter, 14% bis 24% UV-polymerisierbares Monomer und 1% bis 5% Photoinitiator enthalten. Der am meisten bevorzugte Ansatz für die Härterzusammensetzung enthält 80% Härterkomponente, von denen 90% bis 97% NX-3-Härter und 3% bis 10% das Booster-BDMA sind. Die verbleibenden 20% des Ansatzes bestehen vorzugsweise aus EBAD (97%) und Photoinitiator (3%).

Die Zusammensetzungen dieser Erfindung weisen eine Mehrzahl von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Zusammensetzungen, insbesondere dem TMPTA-Deckhüllen Typ, wie er weiter oben erläutert worden ist (Wallace, US-Patent 48 47 113), auf. Zu diesen Vorteilen gehören:

a) der Vorteil der Eliminierung einer zweiten Umhüllung, wie sie durch Wallace US-Patent 49 47 113 erreicht wird, als auch der Vorteil der integralen, kontinuierlichen, lochfreien Natur des Films, werden durch diese Erfindung erreicht;
b) die Möglichkeit, die Länge des Förderapparates, wie er zur Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wesentlich zu reduzieren, als auch die Geschwindigkeit des Förderers verglichen mit der Erfindung von Wallace (US-Patent 48 47 113) wegen der Eliminierung der Notwendigkeit einer zweiten ultravioleten Bestrahlungsstation zu erhöhen;
c) die Steigerung der Drehmomentwerte in vielen Fällen bis zu 5% oder mehr aufgrund der Verwendung des aromatischen multifunktionalen Dimethacrylats (z. B. EBAD);
d) die Eliminierung des aggressiven Geruchs, der mit der Herstellung von herkömmlichen selbstverriegelnden Befestigungselementen aufgrund der Verwendung von BDMA verbunden war; und vielleicht am wichtigsten
e) die signifikante Steigerung in der Lebensdauer der Umhüllung sowohl des Kunstharzes als auch der Härterauflagen mit ihren Schutzhüllen, die einen integralen Teil der jeweiligen Oberflächen bilden. Die Lebensdauer der Hülle wird um über sechs Wochen verlängert und es wird angenommen, daß sie in vielen Fällen ein Jahr oder mehr beträgt (wie durch beschleunigte Tests bestimmt worden ist),
f) die wesentliche Steigerung der Aushärtegeschwindigkeit durch UV-Licht gegenüber dem Stand der Technik. Diese Steigerung erlaubt größere Produktionsgeschwindigkeiten, da die Periode der UV-Bestrahlung reduziert werden kann,
g) die wesentliche Hitzestabilität der Zusammensetzungen erlaubt ihnen so angesetzt zu werden, daß sie viskoser bei Raumtemperatur sind, als es mit den TMPTA-Zusammensetzungen möglich war, ohne dabei die Fließeigenschaften und die Effektivität der Auftragung auf ein Substrat zu beeinträchtigen. Dieser Vorteil erlaubt den Auflagen eine verbesserte mechanische Stabilität aufzuweisen und für die UV-induzierten Filme einen stärkeren Träger darzustellen.

In der Tat sind in vielen der bevorzugten Ausführungsformen die Faktoren Lebensdauer der Hülle, Aushärtungsgeschwindigkeit, Hitzestabilität, gesteigerte Produktionsgeschwindigkeiten und höhere Scherspannung um ein Maß optimiert, das wesentlich höher liegt als durch die zuvor bekannte selbstverriegelnden Befestigungselemente erreicht wurde.

Das Klebstoffsystem der vorliegenden Erfindung ist vielseitig und für eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten zur Verbindung zweier Substrate einsetzbar.

In einer Ausführungsform wird das Klebstoffsystem auf ein "Befestigungselement" (z. B. einen Bolzen, eine Schraube, ein Niet, eine Krampe, einen Splint, einen Nagel, eine Mutter, eine Unterlegscheibe und eine Drahtmutter) aufgetragen. Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind die genannten, um auf ein Befestigungselement aufgetragen oder dort angeordnet zu werden, wenn entweder (1) sowohl das Kunstharz als auch die Härterkomponente auf denselben Artikel aufgetragen werden (wie bei einer Schraube, einem Bolzen, einem Niet, einer Krampe, einem Dübel, einem Splint, einem Nagel, einer Mutter, einer Unterlegscheibe oder einer Drahtmutter, etc.) oder (2) eins der Komponenten auf einen Artikel und die zugehörige Komponente auf einen dazu passenden Artikel aufgetragen werden. So sind wie hier beschrieben die Zusammensetzungen beispielswsise der vorliegenden Erfindung die genannten, um auf einen Bolzen aufgetragen zu werden, wenn der Bolzen beide Komponenten enthält, oder wenn eine Komponente auf den Bolzen aufgetragen und die komplementäre Komponente auf eine Mutter, die zum Befestigen des Bolzens an einem Träger verwendbar ist, aufgetragen ist.

Das Klebstoffsystem kann verwendet werden, um zwei Oberflächen, die eng miteinander in Kontakt stehen können, zu befestigen (wie z. B. die Oberflächen von Möbeln, Glas, Plastik, Stein, Mörtel, Asphalt oder anderen Platten (wie Dachziegel) und Gummi oder Latex oder ähnliches) oder in Kombination mit einem zusätzlichen Befestigungselement.

Wo ein Befestigungselement verwendet werden soll, kann das Klebstoffsystem der vorliegenden Erfindung in einer Vielzahl von Weisen angewendet werden. Z.B. können sowohl die Kunstharz- als auch die Härterzusammensetzungen auf das Befestigungselement aufgetragen werden. Diese Anwendung kann entweder so erfolgen, daß zwei getrennte Auftragungen oder "Flecke" oder durch eine geschichtete Auftragung in dem gleichen Bereich des Befestigungselementes aufgetragen werden. Alternativ kann die Epoxid-Flüssigkeit, die Härterflüssigkeit, oder beide in mikroverkapselter Form auf das Befestigungselement aufgebracht werden. Um die Schichtung der Kunstharz- und Härterzusammensetzung herzustellen, wird eine Zusammensetzung zunächst auf das Befestigungselement aufgebracht und dann das Befestigungselement einer UV- oder einer anderen Aushärtung unterzogen, um eine integrale Hülle über der aufgebrachten Zusammensetzung zu bilden. Nachdem die Hülle gebildet ist, wird die zweite Zusammensetzung (der Härter bzw. das Kunstharz) aufgebracht und eine zweite Aushärtungsbehandlung wird durchgeführt. Wo sowohl der Härter als auch das Kunstharz in unterschiedlichen Bereichen aufgebracht sind, kann das Aushärten mit einer einzigen Aushärtungsbehandlung erreicht werden.

Die vorliegende Erfindung betrachtet auch die Verwendung von Befestigungssystemen, in denen das Befestigungselement entweder mit dem Kunstharz oder dem Härter beschichtet ist und das zu befestigende Substrat mit der komplementären Zusammensetzung beschichtet ist (das ist der Härter bzw. das Kunstharz).

Die vorliegende Erfindung betrachtet weiter die Verwendung von Befestigungsvorrichtungen, die aus dem Klebstoffsystem selbst bestehen. Zu diesem Zweck werden die Zusammensetzungen vorzugsweise aufeinandergeschichtet, um einen einzigen Zusammensetzungsstreifen, der dann geschnitten oder verformt werden kann, um Klebestreifen, Scheiben, kreisförmige Ringe (wie Unterlegscheiben) usw. herzustellen. Solche Klebestreifen können Perforationen aufweisen, um den Kontakt zwischen der Kunstharz- und der Härterzusammensetzung zu verbessern. Alternativ können solche Klebestreifen und ähnliches auch gebildet werden, indem eine Vielzahl von Flecken aus Kunstharz und Härter eng beieinander angeordnet werden.

Vorzugsweise werden die Zusammensetzungen mit dem Klebstoff auf ein Trägersubstrat aufgebracht (wie ein Metallblech, eine Unterlegscheibe usw.).

Wo es gewünscht ist, können solche Klebstoffilme auf ein Substrat wie beispielsweise eine Platte, eine Unterlegscheibe, eine Drahtmutter etc. aufgebracht oder in ein solches eingebracht werden, um eine zusätzliche mechanische Stabilität und Festigkeit zu schaffen. In einem bevorzugten Beispiel dieser Ausführungsform umfassen solche Trägerelemenete Unterlegscheibe, insbesondere Kunststoff-, Vinyl-, Teflon- oder Metallunterlegscheiben. Das Trägerelement kann fest wie beispielsweise ein Metallblech sein oder alternativ aus einem Gitter, einem Schirm oder einem ähnlichen Trägerelement bestehen.

Wie oben festgestellt worden ist, kann das Klebstoffsystem der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um zwei Substrate auch ohne eine zusätzliche Befestigungsvorrichtung zu verbinden. So kann beispielsweise der Härter oder das Kunstharz auf eine Oberfläche eines Stuhls, eines Tisches oder eines anderen herzustellenden Gegenstandes aufgetragen werden, wobei die komplementäre Komponente auf die dazu passende Oberfläche aufgetragen wird. Ein Zusammenkleben wird erreicht, indem die beiden beschichteten Oberflächen in Kontakt miteinander gebracht und anschließend die integralen Filme durch ein Aufbringen von Druck und/oder eines Drehmoments zerbrochen werden.

Die Verwendung von Klebstoffsystemen der Erfindung vermindert ein Lösen durch Vibrationen. Da das Klebstoffsystem der vorliegenden Erfindung weiterhin die Fähigkeit aufweist, als Abdichtmittel für Flüssigkeiten zu dienen, kann es weiterhin eingesetzt werden, um einen Flüssigkeitsbehälter (wie beispielsweise einen Gastank, einen Wasserbehälter etc.) an einen Träger zu befestigen. Da das Abdichtmittel in der Lage ist, dem Druck einer Flüssigkeit zu widerstehen, kann es zu Verwendungszwecken eingesetzt werden, in denen eine Druckabdichtung erforderlich ist.

Zusammenfassend weist das bevorzugte Klebstoffsystem der Erfindung folgende Vorteile auf: hervorragende Lebensdauer der Hülle, Sparsamkeit, gute Drehmomentwerte, erhöhte Produktionsgeschwindigkeiten und hoher Scherwiderstand.

Die Apparate, die zur Herstellung der Befestigungselemente der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden an Hand der folgenden Beispiele erläutert.

Fig. 1 stellt ein typisches Verfahren und Gerät dar, die die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zur Herstellung von selbstsperrenden Befestigungselementen verwenden. Wie Fig. 1 zeigt, wird eine Reihe von mit Gewinden versehenen Befestigungselementen oder Bolzen (10) durch einen herkömmlichen Apparat einem Förderer (5) zugeführt. Der Förderer (5) umfaßt ein Paar von horizontalen, seitlich beabstandeten, parallelen Förderbändern (12), zwischen denen die Bolzen (10) an ihren Köpfen hängen. Die Förderbänder (12) werden durch eine herkömmliche bekannte Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) in Richtung des Pfeils Z bewegt. Die einzelnen Bolzen (10) werden durch herkömmliche Einrichtungen (nicht gezeigt) den Förderbändern (12) an einer Ladestation A zugeführt. Ein solches Fördersystem ist für sich bekannt.

An der Ladestation A weisen die Bolzen (10) Umgebungstemperatur, die bei etwa 70°F liegt, auf. In der Praxis können die Bolzen (10) auch mit kontaktierenden Köpfen getragen werden, obwohl sie hier beabstandet voneinander gezeigt sind. Die Bolzen (10) werden in Richtung des Pfeils Z von Station A zu Station B bewegt, wobei die Bolzen (10) durch Heizgeräte erhitzt werden. Die bevorzugten Heizgeräte (18) sind herkömmliche Heizgeräte mit offener Flamme oder Induktionsheizgeräte. Vorzugsweise wird die Temperatur der Bolzen (10) zwischen den Stationen A und B auf ungefähr 90°F erhöht.

An Station B tragen beidseitig des Bandförderers angeordnete Applikatoren (14, 16) bestimmte Mengen von flüssigem Material auf gegenüberliegende Seiten der mit Gewinden versehenen Bereiche der Bolzen (10) auf. Die bevorzugten Applikatoren (14, 16) sind herkömmliche Schaumgummirollen, wobei die Größe der Rollen von der Menge des auf die Befestigungselemente (10) aufzutragenden Fluidmaterials und der Größe des Befestigungselementes (10) abhängt. Alternativ können auch Bürsten oder Sprühapplikatoren verwendet werden.

Die auf eine Seite des Bolzens (10) durch den Applikator (14) aufgetragene Auflage (15) ist eine Mischung aus ungehärtetem Kunstharz, einem filmbildenden UV-aushärtbaren Material (wie TMPTA, EBAD, HDDMA u.ä.) und einem Photoinitiator. Die auf den gegenüberliegenden Seiten der Bolzen (10) durch den Applikator (16) aufgetragenen flüssigen Auflagen sind eine Mischung aus Aushärtemitteln oder Härtern, einem geeigneten multifunktionalen Amin (vorzugsweise BDMA), dem filmbildenden UV-härtbaren Material (wie EBAD, HDDMA oder eine Mischung daraus) und einem Photoinitiator (vorzugsweise derselbe Photoinitiator wie er bei der Auflage (15) verwendet wird).

Die flüssigen Auflagen sollten eine solche Viskosität aufweisen, daß sie in die Gewindenuten (20) (vgl. Fig. 4) und seitlich entlang der Gewindenuten (20) fließen, wobei sie in Axialrichtung im wesentlichen in den Bereichen bleiben, in denen sie aufgebracht sind und die sich über mehrere Gewindegänge entlang des Bolzens erstrecken. Derjenige Bereich des UV-aushärtbaren Materials einer jeden Auflage, der nahe oder an der Oberfläche der Auflage ist, bildet einen sehr dünnen, koninuierlichen Überzug (26, 28) (vgl. Fig. 4).

Die Viskosität der Auflage kann erniedrigt werden, indem die Auflage auf vorzugsweise 140°F bis 150°F erhitzt wird, bevor sie auf das Substrat aufgebracht wird. Dadurch wird das Fließverhalten der Zusammensetzungen in den Gewindegängen der Bolzen verbessert. Nach dem Aufbringen werden die Auflagen abgekühlt, wodurch die Viskosität der Ansätze erhöht wird und diese die erwünschte mechanische Festigkeit zum Tragen des UV-induzierten Films erreichen.

Nachdem die Bolzen (10) hinter die Applikatoren (14, 16) bewegt sind, wird durch Heizgeräte (19) wiederum Hitze aufgebracht. Die bevorzugten Heizgeräte (19) sind wiederum herkömmliche Heizgeräte mit offener Flamme oder Induktionsheizgeräte.

Das Vorheizen der Bolzen (10) durch die Heizgeräte (18) und das Nachwärmen durch die Heizgeräte (19) erwärmt die Bolzen (10) und die Auflage und unterstützt den erwünschten Fluß der Auflage in die Gewindenuten (20). Dieses "Niederlegen" der Auflage verbessert auch das Erscheinungsbild eines überzogenen Bolzens. Die Heizgeräte (18, 19) sind optional und werden nur dann verwendet, wenn sie notwendig sind, um den erwünschten Fluß und das "Niederlegen" zu erreichen. Wenn das Verfahren in einer warmen Umgebung ausgeführt wird, wie beispielsweise im Sommer, werden sowohl die Vorhitze als auch die Nachhitze nicht benötigt und können entfallen.

Die Befestigungselemente (10) führen ihre Bewegung an dem Förderer in Richtung des Pfeils Z zur Station C fort, wo UV-Schränke (22, 24) an gegenüberliegenden Seiten des Bandförderers (12) angeordnet sind. Die Quellen der ultravioletten Strahlung sind vorzugsweise längliche ultraviolette Strahlungsrohre, die an ihrer Rückseite Reflektoren aufweisen, an beiden Seiten des Förderers unterhalb der Förderbänder (12) angeordnet sind und eine Leistung von 300 Watt pro Inch o. ä. aufweisen. Die Fördergeschwindigkeit der Bolzen (10) ist so gewählt, daß die Auflagen (15, 17) auf den gegenüberliegenden Seiten der Bolzen (10) für nur sehr wenige Sekunden, beispielsweise weniger als fünf Sekunden, vorzugsweise zwischen zwei und vier Sekunden, einer Bestrahlung mit hoher Intensität an Station C ausgesetzt werden.

Der Effekt der ultravioletten Bestrahlung an Station C ist, das UV-aushärtbare Material an der Oberfläche der Auflagen (15, 17) in voll ausgehärtete und gesetzte Filme oder Hüllen (26, 28) umzuwandeln.

Im allgemeinen wird die von den UV-Schränken (22, 24) abgegebene Strahlung von dem filmbildenden UV-aushärtbaren Material absorbiert, was zu einer Umwandlung eines Teils der flüssigen Auflagen (15, 17) in feste Filme (26, 28) führt.

Die Filme oder Hüllen (26, 28), die über den Auflagen (15, 17) durch dieses Verfahren gebildet sind, sind extrem dünne, trockene, nicht klebrige und kontinuierliche, integrale Filme, die keine Löcher, wie sie bei der Herstellung nach den herkömmlichen Verfahren auftraten, aufweisen.

Die Bolzen (10) passieren dann eine Abkühlstation, in der herkömmliche Industriegebläse (40) verwendet werden, um Hitze, die sich bei der Bestrahlung durch ultraviolettes Licht aufgestaut haben kann, zu reduzieren oder zu entfernen und um die Bolzen (10) zur losen Lagerung in Schiffscontainern (42) am Ende des Förderers (12) nach der Bestrahlung vorzubereiten. Die Kühlluft erhöht die Viskosität der Auflage, wodurch die Hüllen (26, 28) Halt und Festigkeit bekommen, so daß die Auflagen (15, 17) intakt bleiben, wenn die Bolzen (10) in die Container (42) entladen werden, und die Bolzen (10) nicht zusammenkleben.

Vorzugsweise besteht das mit dem Aushärtemittel gemischte UV-härtbare Material der Auflage (17) aus einer Mischung von Dimethacrylat und einem Photoinitiator. Wie zuvor schon festgestellt worden ist, sind die bevorzugten Dimethacrylate tür den Härter EBAD und HDDMA. EBAD ist besonders bevorzugt. Viele andere UV-aushärtende Komponenten wurden mit anderen Komponenten in den Kunstharzauflagen (15) und den Aushärtemittelauflagen (17) getestet, aber es erwies sich, daß nur diese Klasse von Komponenten mit den Komponenten in den Härterauflagen kompatibel sind. Die anderen Aushärtekomponenten waren nicht mit den anderen Komponenten der Auflage (17) kompatibel, da die UV-härtbaren Komponenten sofort mit den Komponenten der Auflage polymerisierten, wodurch anstelle einer flüssigen Auflage eine unerwünschte feste Auflage geschaffen wurde. Außerdem bildeten die UV-aushärtenden Komponenten nicht den erwünschten Film über den Auflagen, wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt wurden. Schließlich würden die anderen UV-aushärtbaren Komponenten ungünstig den Film, der über den Auflagen gebildet ist, beeinflussen, indem sie den Epoxidpolymerisationsmechanismus deaktivieren.

Besonders bevorzugte Zusammensetzungen zur Verwendung als Auflagen (15, 17) beinhalten gewichtsmäßig die folgenden Bestandteile:

Kunstharz-Auflage 15
Härter Auflage 17
15%-74% EPON 828^TM
70%-77% NX-3
20%-75% EBAD	3%-10% BDMA
1%-10% 2-Hydroxy-2-Methyl-1-Phenolpropanon	19% EBAD
	1% 2-Hydroxy-2-Methyl-1-Phenolpropanon

Voranstehend ist ein Verfahren zur Massenproduktion beschrieben worden, bei dem das ungehärtete flüssige Kunstharz und eine Mischung von flüssigen Erregern oder Härtern in einer Seite-an-Seite Anordnung in einem mit einem Gewinde versehenen Bereich angeordnet werden, wobei jede Auflage ein UV-aushärtbares Material umfaßt, das dann, wenn es ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, einen Schutzfilm über den Auflagen (15, 17) bildet.

Es soll betont werden, daß die Anordnung, in der die Auflagen aufgetragen werden, nicht entscheidend ist. Die vorliegende Erfindung verwendet die Begriffe "erste" und "zweite" Auflage lediglich als Hilfe zur Beziehung auf das Verfahren und nicht um irgendwelche Begrenzungen hinsichtlich der Anordnung, mit der die Komponenten der vorliegenden Erfindung auf einen Gegenstand aufgebracht werden, vorzuschreiben. In der Tat können die Komponenten in jeder beliebigen Anordnung oder gleichzeitig aufgetragen werden.

Zusätzlich zu den vorbeschriebenen Verfahren kann die Erfindung, bei der das Kunstharz und/oder der Härter mikroverkapselt sein kann, ebenfalls bei der Massenherstellung von mit Gewinden versehenen Gegenständen angewendet werden. Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das aufzutragende Material eine Mischung aus mikroverkapseltem ungehärteten flüssigen Kunstharz und flüssigen Härtern oder Aushärtemitteln, einen flüssigen Photoinitiator und ein flüssiges UV-aushärtbares Material enthalten. Die Härterzusammensetzung kann anstelle der Kunstharzzusammensetzung mikroverkapselt sein. Alternativ und vorzugsweise sind beide Zusammensetzungen mikroverkapselt. Die Mikroverkapselung ist hinreichend bekannt.

Eine Mikrokapsel, die die Epoxidkunstharzkomponente des Klebstoffes enthält, enthält vorzugsweise ein Bisphenol A Kunstharz. Eine Mikrokapsel, die die Härterkomponente des Klebstoffes enthält, enthält vorzugsweise die Härter NX-3 und BDMA.

Vorzugsweise wird eine Zusammensetzung, die Mikrokapseln mit Härter und Mikrokapseln mit Epoxid-Kunstharz enthält, auf eine Oberfläche eines Befestigungselements als Mischung in einer Flüssigkeit, die ein UV-aushärtbares filmbildendes Dimethacrylat (vorzugsweise EBAD) und ein Photoinitiatormittel (vorzugsweise 2-Hydroxy-2-Methyl-1-Phenolpropan) enthält, aufgebracht. Ein Film wird über der Mischung von Mikrokapseln gebildet, indem die Flüssigkeit UV-Licht ausgesetzt wird.

Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Befestigungselementen mit mikroverkapselten Zusammensetzungen wird weiter unten an Hand der Fig. 1 bis 4 erläutert. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird eine Mischung aus Kunstharz enthaltenden Mikrokapseln und/oder Härter enthaltenden Mikrokapseln auf Bolzen (10) einer einzigen Flüssigkeit, die das UV-aushärtbare Material und das Photoinitiatormittel enthält, aufgetragen. Wo beide Materialien mikroverkapselt sind, werden die Kapseln in einem Binder aufgetragen. Vor diesem Auftragen sind die Bolzen (10) durch die Heizgeräte (18) erhitzt worden und passieren eine Auftragsstation B. Die Flüssigkeit wird vorzugsweise auf eine Seite der Bolzen (10) aufgetragen. Selbstverständlich kann die Mischung ebenfalls auf Bolzen (10) und Muttern (nicht gezeigt), die mit den Gewinden der Bolzen (10) zur Bildung eines selbstsperrenden Befestigungselements in Eingriff stehen, aufgetragen werden. Die Fluidität und Viskosität werden durch bekannte chemische Behandlungen (vorzugssweise Wärme) eingestellt, um ein Fließen in Axialrichtung über die Gewindenuten zu verhindern, einen verbesserten mechanischen Träger für den Film zu schaffen, um ein Drucken zu vereinfachen und die Anordnungsstabilität der Auflage zu erhöhen.

Im wesentlichen direkt nach dem Auftragen der flüssigen Mischung wird die Flüssigkeit einer sehr kurzen Bestrahlungsbehandlung durch ultraviolette Lampen an Station C ausgesetzt (ca. eine bis vier Sekunden). Das UV-sensitive Material an der Oberfläche der Flüssigkeit festigt sich zu einem integralen, extrem dünnen, flexiblen, trockenen, nicht klebrigen, lochfreien schützenden Deckfilm (26, 28) über den mikroverkapselten Auflagen, so daß die Bolzen (10) nicht zusammenkleben. Durch den Film ist die Mischung, die die Kunstharzmikrokapseln und die Härtermikrokapseln enthält, geschützt. Diese Mikrokapseln sind voneinander getrennt, um ein vorzeitiges Vermischen und Aushärten des Kunstharzes zu verhindern.

Die flüssige Auflage wird durch einen Film geschützt, der im wesentlichen direkt nach der Auftragung der Auflage gebildet wird, so daß keine lange Trockenperiode notwendig ist. Das durch Bestrahlung aushärtbare Material dient dem Zwecke, die Mischung in einem flüssigen Brei zusammenzuhalten, bis der Schutzfilm gebildet ist.

Wenn ein Bolzen (10) mit den hier beschriebenen Auflagen, in denen sowohl das Kunstharz als auch die Härter mikroverkapselt sind, mit einem mit einem Gewinde versehenen Element in Eingriff gebracht wird, zerbrechen die Mikrokapseln, so daß das Kunstharz und die Härter sich vermischen, das Kunstharz zu einem festen Zustand aushärten und eine Gewindeverriegelung herstellen. Der Schutzfilm über der Auflage bricht und "ballt sich auf" und unterstützt das Zerbrechen der Kapseln.

Eine typische Maschine zur Herstellung von Drahtmuttern, d 06072 00070 552 001000280000000200012000285910596100040 0002004204365 00004 05953ie die Klebstoffe der vorliegenden Erfindung enthalten, ist in Fig. 5 dargestellt. In einer solchen Maschine wird ein Förderband oder eine Kette (31) verwendet, die eine Vielzahl von Aufnahmen (33) (vorzugsweise 124) aufweist, um eine darin enthaltene Drahtmutter (45) sicher zu halten. Ein schematischer Querschnitt einer solchen Drahtmutter ist in Fig. 6 gezeigt. Mit Hilfe der Kette (31) sind die Aufnahmen (33) bewegbar, und zwar mit Hilfe einer Index-Vorrichtung mit einer indizierten Geschwindigkeit von beispielsweise einer bis fünf Aufnahmen (37) pro Sekunde. Eine Drahtmutteranordnung (45), die vorzugsweise eine darin angeordnete Feder (51) zur Erzeugung einer zusätzlichen Spannung für den Verriegelungsmechanismus enthält, wird in eine leere Aufnahme (33) an Station E der Drahtmuttermaschine eingefüllt und bildet so eine Drahtmutteranordnung (36). Die aufgenommene Drahtmutter (36) wird dann zu einer Station F gefördert, wo eine geeignete Menge einer Kunstharzzusammensetzung (55) mit Hilfe eines Kunstharzfüllstutzens (34) hinzugegeben wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kunstharzfüllung (55) ausreichend, um den Federmechanismus (51) der Drahtmutter (36) im wesentlichen oder gänzlich zu bedecken.

Die aufgenommene Drahtmutter (36) wird dann zu Station G gefördert, wo sie einer UV-Bestrahlung ausgesetzt wird (vorzugsweise bei einer Fluenz von 200 Watt pro Quadratinch). Nach der UV-Bestrahlung wird die Aufnahme der Drahtmutter (36) zu einer Station H bewegt, wo die Härterzusammensetzung (65) zugegeben wird. Da die vorherige Bestrahlung durch UV-Licht zu einer Bildung eines integralen Films (56) über der Kunstharzfüllung (55) geführt hat, mischt sich die Härterzusammensetzung (65) mit der Kunstharzfüllung (55) nicht, sondern bildet eine Schicht (65) über ihr. Die Drahtmutter (36) wird dann zu einer Station I gefördert, die eine weitere UV-Bestrahlung vorsieht, die benötigt wird, um die Härterzusammensetzung auszuhärten und eine integrale Hülle (66) über der Härterzusammensetzung (65) zu bilden. Die Drahtmutter (36) wird dann aus dem Kettenförderer (31) an Station J ausgeworfen.

Wenn die Drahtmutter (55) mit den zuvor beschriebenen Auflagen versehen mit einem Draht in Eingriff gebracht wird, vermischen sich die Kunstharz- und Härterschichten, Härten das Kunstharz zu einem festen Zustand aus und stellen eine fest Verbindung her. Der Schutzfilm über der Auflage zerbricht und "ballt sich auf" und unterstützt das Zerbrechen der Kapseln.

Zuvor ist ein Verfahren zur Massenherstellung beschrieben worden, bei dem das nicht ausgehärtete flüssige Kunstharz und eine Mischung von flüssigen Anregern oder Härtern in einer Schicht-auf-Schicht-Anordnung angeordnet werden, wobei jede Auflage ein UV-aushärtbares Material aufweist, welches, wenn es UV-Licht ausgesetzt wird, einen Schutzfilm über den Auflagen (55, 65) bildet. Dennoch kann die vorliegende Erfindung ebenso unter Verwendung von mikroverkapselten Ansätzen ausgeführt werden. Wo solche Mikrokapseln verwendet werden, ist eine Scherkraft nötig, um die Kapseln zum Erreichen der Ziele der Erfindung zu zerbrechen.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung kann das anzuordnende Material eine Mischung aus mikroverkapseltem nicht ausgehärteten flüssigen Kunstharz und flüssigen Härtern oder Aushärtungsmitteln, einen flüssigen Photoinitiator und ein flüssiges UV-aushärtbares Material enthalten. Der Härter kann anstelle des Kunstharzes oder beide Komponenten können mikroverkapselt sein. Das Kunstharz, die Härter, der Photoinitiator und das UV-aushärtbare Material sind aus dem selben Material wie zuvor beschrieben.

Die Mischung, die den Kunstharz und die Härter, von denen zumindest eine Komponente mikroverkapselt ist, sowie das UV-aushärtbare Material und den Photoinitiator enthält, kann auf die Drahtmutter (36) aufgetragen werden.

Im wesentlichen direkt nach dem Auftragen der flüssigen Mischung wird die Mischung einer sehr kurzen Bestrahlungsbehandlung durch ultraviolette Lampen an Station I ausgesetzt (ca. zwei bis vier Sekunden). Das UV-sensitive Material der Oberfläche der Auflage härtet zu einem integralen extem dünnen, flexiblen, trockenen, nicht klebrigen, lochfreien, schützenden Deckfilm, der die Kunstharzzusammensetzung (55) und die Härterzusammensetzung (65) einschließt. Da das Kunstharz oder die Härter oder beide Komponenten mikroverkapselt sind, sind das Kunstharz und der Härter voneinander getrennt und ein vorzeitiges Mischen unter Aushärtung des Kunstharzes wird so vermieden.

Die flüssige Auflage wird durch einen Film geschützt, der im wesentlichen direkt nach dem Auftragen der Auflage gebildet wird, so daß keine lange Trocknungsperiode notwendig ist. Selbst wenn sowohl das Kunstharz als auch die Härter mikroverkapselt sind, dient das durch Bestrahlung aushärtbare Material dem Zweck, die Mischung in einem flüssigen Brei zusammenzuhalten, bis der Schutzfilm gebildet ist.

Wenn die Drahtmutter (45), die die Auflagen aufweist, in denen das Kunstharz und/oder der Härter mikroverkapselt sind, mit einem Draht in Eingriff gebracht wird, brechen die Mikrokapseln, so daß das Kunstharz und der Härter miteinander vermischen und das Kunstharz zu einem festen Zustand ausgehärtet wird und eine Drahtverriegelung bildet. Der Schutzfilm über der Auflage bricht und "ballt sich auf" und unterstützt das Zerbrechen der Kapseln.

Claims

1. Klebstoffsystem mit einer Härter enthaltenden Komponente, zu der (a) ein Härter, der ein Kunstharz polymerisieren kann, (b) eine UV-aushärtbare filmbildende Komponente mit einem Dimethacrylat und (c) eine Photoinitiatorkomponente, die in der Lage ist, das filmbildende Dimethacrylat (b) bei einer Bestrahlung durch UV-Licht auszuhärten, um eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle zu bilden, gehören.

2. Klebstoffsystem nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Härter enthaltende Komponente eine flüssige Auflage ist, von der zumindest eine Oberfläche durch eine integrale, dünne kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle, die durch Aushärten des UV-aushärtbaren filmbildenden Dimethacrylats gebildet ist, begrenzt ist.

3. Klebstoffsystem nach Anspruch (1) oder (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Härter enthaltende Komponente mikroverkapselt ist.

4. Klebstoffsystem nach einem der Ansprüche (1) bis (3), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat der UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente (b) aus einer aus EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

5. Klebstoffsystem nach Anspruch (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat der UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente (b) EBAD ist.

6. Klebstoffsystem nach einem der Ansprüche (1) bis (5), dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Kunstharz enthaltende Komponente mit (1) dem Kunstharz, (2) einer UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente und (3) einer Photoinitiatorkomponente, die bei Bestrahlung mit UV-Licht die filmbildende Komponente (2) aushärten kann, um eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle zu bilden, vorgesehen ist, und daß zumindest eine Komponente der aus der Kunstharz enthaltenden Komponente und der Härter enthaltenden Komponente bestehenden Gruppe mikroverkapselt ist.

7. Klebstoffsystem nach Anspruch (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharz enthaltende Komponente und die Härter enthaltende Komponente flüssige Auflagen sind, von denen zumindest eine Oberfläche durch eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle, die durch Aushärten der UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente (2) oder des filmbildenden Dimethacrylats (b) gebildet ist, begrenzt ist.

8. Klebstoffsystem nach Anspruch (6) oder (7), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat der UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente aus der aus EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

9. Klebstoffsystem nach Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat der UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente (b) EBAD ist.

10. Klebstoffsystem nach Anspruch (6) oder (7), dadurch gekennzeichnet, daß die UV-aushärtbare filmbildende Komponente (2) aus der aus TMPTA, EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

11. Klebstoffsystem nach Anspruch (10), dadurch gekennzeichnet, daß die UV-aushärtbare filmbildende Komponente (2) TMPTA ist.

12. Klebstoffsystem nach Anspruch (10), dadurch gekennzeichnet, daß die UV-aushärtbare, filmbildende Komponente (2) EBAD ist.

13. Befestigungselement, das zumindest an einer Oberfläche eine Kunstharz enthaltende Komponente und eine Härter enthaltende Komponente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kunstharz enthaltende Komponente (1) ein Kunstharz, (2) eine UV-aushärtbare filmbildende Komponente und (3) eine Photoinitiatorkomponente, mit der unter Bestrahlung durch UV-Licht die filmbildende Komponente (2) aushärtbar ist, um eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle zu bilden, enthält, und daß die Härter enthaltende Komponente (a) einen Härter, der das Kunstharz (1) polymerisieren kann, (b) eine UV-aushärtbare filmbildende Komponente mit einem Dimethacrylat und (c) eine Photoinitiatorkomponente, mit der bei Bestrahlung durch UV-Licht das filmbildende Dimethacrylat (b) zur Bildung einer integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenen, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle härtbar ist, enthält.

14. Befestigungselement nach Anspruch (13), dadurch gekennzeichnet, daß die das Kunstharz enthaltende Komponente und die den Härter enthaltende Komponente flüssige Auflagen sind, von denen zumindest eine Oberfläche durch eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle, die durch Aushärtung entweder der UV-härtbaren, filmbildenden Komponente (2) oder des filmbildenden Dimethacrylats (b) gebildet ist, begrenzt ist.

15. Befestigungselement nach Anspruch (14), dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Auflagen zumindest teilweise in Kontakt miteinander stehen.

16. Befestigungselement nach Anspruch (14), dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Auflagen nicht in Kontakt miteinander stehen.

17. Befestigungselement nach einem der Ansprüche (14) bis (16), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Komponente der aus der Kunstharz enthaltenden Komponente und der Härter enthaltenden Komponente bestehenden Gruppe mikroverkapselt ist.

18. Befestigungselement nach einem der Ansprüche (14) bis (17), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat der UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente (b) aus einer aus EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

19. Befestigungselement nach Anspruch (18), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat der UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente (b) EBAD ist.

20. Befestigungselement nach einem der Ansprüche (13) bis (17), dadurch gekennzeichnet, daß die UV-aushärtbare filmbildende Komponente (2) aus einer aus TMPTA, EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

21. Befestigungselement nach Anspruch (20), dadurch gekennzeichnet, daß die UV-aushärtbare filmbildende Komponente (2) TMPTA ist.

22. Befestigungselement nach Anspruch (20), dadurch gekennzeichnet, daß die UV-aushärtbare filmbildende Komponente (2) EBAD ist.

23. Befestigungselement nach einem der Ansprüche (13) bis (22), dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement aus einer Gruppe, bestehend aus einem Bolzen, einer Schraube, einem Niet, einer Krampe, einem Dübel, einem Splint, einem Nagel, einer Mutter, einer Unterlegscheibe und einer Drahtmutter, ausgewählt ist.

24. Befestigungselement nach Anspruch (23), dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement eine Drahtmutter ist.

25. Befestigungselement, das zur Verhinderung der Trennung von einem zu diesem passenden Element mit einem eine Verbindung bildenden Material versehen ist, welches aus einer ersten und einer zweiten Auflage auf der Oberfläche des Artikels zusammengesetzt ist, wobei zu der ersten Auflage ein flüssiges Gemisch aus einem ungehärtetem Epoxidkunstharz, das ein durch Bestrahlung aushärtbares filmbildendes Material aufweist, und zu der zweiten Auflage ein flüssiges Gemisch aus einem Aushärtungsmittel für das ungehärtete Epoxidkunstharz, das durchgehend ein durch Bestrahlung härtbares filmbildendes Material aufweist, gehört, wobei ein Teil des durch Bestrahlung aushärtbaren filmbildenden Materials, das sich durch jedes Gemisch erstreckt, in der Form einer integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenen, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle vorliegt, die in und über der gesamten Oberfläche einer jeden Auflage existiert, wobei die Hülle zerbrechbar ist, um zu ermöglichen, daß sich das Kunstharz und das Aushärtemittel zum Aushärten des Kunstharzes miteinander vermischen, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite filmbildende Material in der zweiten Auflage ein Dimethacrylat oder eine Mischung daraus ist.

26. Befestigungselement nach Anspruch (25), dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Auflagen zumindest teilweise in Kontakt miteinander stehen.

27. Befestigungselement nach Anspruch (25), dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Auflagen nicht miteinander in Kontakt stehen.

28. Befestigungselement nach einem der Ansprüche (25) bis (27), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Komponente der aus dem ungehärteten Epoxidkunstharz und dem Aushärtemittel für das ungehärtete Epoxidkunstharz bestehende Gruppe mikroverkapselt ist.

29. Befestigungselement nach einem der Ansprüche (25) bis (28), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat der zweiten filmbildenden Komponente der zweiten Auflage aus der aus EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

30. Befestigungselement nach Anspruch (29), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat des zweiten filmbildenden Materials in der zweiten Auflage EBAD ist.

31. Befestigungselement nach einem der Ansprüche (25) bis (28), dadurch gekennzeichnet, daß das durch Bestrahlung aushärtbare filmbildende Material der ersten Auflage aus einer aus TMPTA, EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

32. Befestigungselement nach Anspruch (31), dadurch gekennzeichnet, daß das durch Bestrahlung aushärtbare filmbildende Material der ersten Auflage TMPTA ist.

33. Befestigungselement nach Anspruch (31), dadurch gekennzeichnet, daß das durch Bestrahlung aushärtbare filmbildende Material der ersten Auflage EBAD ist.

34. Befestigungselement nach einem der Ansprüche (25) bis (33), dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement aus der Gruppe bestehend aus einem Bolzen, einer Schraube, einem Niet, einer Krampe, einem Dübel, einem Splint, einem Nagel, einer Mutter, einer Unterlegscheibe und einer Drahtmutter bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

35. Befestigungselement nach Anspruch (34), dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement eine Drahtmutter ist.

36. Befestigungselement nach Anspruch (35), dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtmutter ein Klemmverbindungselement ist.

37. Befestigungselement nach Anspruch (36), wobei das Klemmverbindungselement aus einem hohlen Metallrohr, das an jedem Ende einen Draht aufnehmen kann, besteht, wobei das Rohr in einem kapselartigen Gehäuse vorgesehen ist, und das Gehäuse eine Abdeckung, die an einer Aufnahme für das Metallrohr angelenkt ist, und geeignete Öffnungen an ihren Enden für die Drähte, die sich von dem Rohr erstrecken, aufweist, wobei das Gehäuse einen vergrößerten Mittelbereich aufweist, der eine erste und zweite Auflage auf einer Oberfläche des Gehäuses aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Auflage eine Härter enthaltende Komponente mit (a) einem Härter, der ein Kunstharz polymerisieren kann, (b) einer filmbildenden Komponente mit einem Dimethacrylat, das durch UV-Licht aushärtbar ist und (c) einer Photoinitiatorkomponente, aufweist, wobei die Auflage durch eine integrale, dünne, kontinuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle bedeckt ist, die durch Bestrahlung des UV-aushärtbaren, filmbildenden Dimethacrylats (b) durch UV-Licht gebildet ist, daß zu der zweiten Auflage eine Kunstharz enthaltende Komponente mit (1) dem Kunstharz, (2) einer UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente und (3) einer Photoinitiatorkomponente gehört, wobei die Auflage durch eine integrale, dünne, koninuierliche, trockene, im wesentlichen lochfreie, flexible, nicht klebrige äußere Schutzhülle bedeckt ist, die durch Bestrahlung der UV-aushärtbaren Komponente (2) mit UV-Licht gebildet ist und daß die angelenkte Abdeckung geschlossen werden und die Schutzhüllen der ersten und zweiten Auflage zerbrechen kann.

38. Verfahren zur Herstellung eines Befestigungselements mit mit einem verriegelungsbildenden Material zur Verhinderung der Trennung von einem passenden Element, wobei das Verfahren enthält:

A) Auftragen einer Kunstharz enthaltenden Komponente mit (1) einem Kunstharz, (2) einer UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente und (3) einer Photoinitiatorkomponente, die unter Bestrahlung durch UV-Licht zur Bildung einer integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenen, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle aushärtbar ist, auf die Oberfläche I des Befestigungselements,
B) Auftragen einer Härter enthaltenden Komponente mit (a) einem Härter, der das Monomerkunstharz (1) polymerisieren kann, (b) einer UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente mit einem Dimethacrylat und (c) einer Photoinitiatorkomponente, die unter Bestrahlung mit UV-Licht das filmbildende Dimethacrylat (b) zur Bildung einer integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenen, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle aushärten kann, auf die Oberfläche II des Befestigungselements,
C) Bestrahlen der Oberflächen I und II mit einer UV-Strahlungsmenge, die ausreichend ist, um die filmbildende Komponente (2) oder das filmbildende Dimethacrylat (b) zur Bildung der integralen, dünnen, kontinuierlichen, trockenden, im wesentlichen lochfreien, flexiblen, nicht klebrigen äußeren Schutzhülle anzuregen.

39. Verfahren nach Anspruch (38), dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen I und II zumindest teilweise miteinander in Kontakt stehen.

40. Verfahren nach Anspruch (38), dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen I und II nicht miteinander in Kontakt stehen.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche (38) bis (40), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Komponente der aus der Kunstharz enthaltenden Komponente und der Härter enthaltenden Komponente bestehenden Gruppe mikroverkapselt ist.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche (38) bis (41), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat der UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente (b) aus der aus EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

43. Verfahren nach Anspruch (42), dadurch gekennzeichnet, daß das Dimethacrylat der UV-aushärtbaren filmbildenden Komponente (b) EBAD ist.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche (38) bis (41), dadurch gekennzeichnet, daß die UV-aushärtbare Komponente (2) aus der aus TMPTA, EBAD und HDDMA bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

45. Verfahren nach Anspruch (44), dadurch gekennzeichnet, daß die UV-aushärtbare filmbildende Komponente (2) TMPTA ist.

46. Verfahren nach Anspruch (44), dadurch gekennzeichnet, daß die UV-aushärtbare, filmbildende Komponente (2) EBAD ist.

47. Verfahren nach einem der Ansprüche (38) bis (42) dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement aus der aus einem Bolzen, einer Schraube, einer Niet, einer Krampe, einem Dübel, einem Splint, einem Nagel, einer Mutter, einer Unterlegscheibe und einer Drahtmutter bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

48. Verfahren nach Anspruch (47), dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement eine Drahtmutter ist.