DE4334754C1 - Verfahren zur Versiegelung, Versiegelungsmittel und Verfahren zur Herstellung des Versiegelungsmittels - Google Patents
Verfahren zur Versiegelung, Versiegelungsmittel und Verfahren zur Herstellung des VersiegelungsmittelsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Versiegelung; ein
Versiegelungsmittel und ein Verfahren zur Herstellung
des Versiegelungsmittels nach den Oberbegriffen der
Ansprüche 1, 7 und 8.
Feuchtigkeits- und/oder sauerstoffhärtende Kleb- und/oder
Dichtstoffe werden in hohlzylindrischen Behältern, soge
nannten Kartuschen, verpackt und bis zu ihrer Endanwendung
gelagert. Diese Kartuschen, deren Wandmaterial aus Alumi
nium, Kunststoff oder Verbundmaterial wie z. B. Pappe/Poly
ethylen/Aluminium bestehen können, haben an ihrem Einfüll
ende einen nach der Befüllung eingefügten sogenannten
Ausdrückkolben. Bei der Entnahme des Kleb-/Dichtstoffes
aus der Kartusche wird dieser Ausdrückkolben in einer sog.
Spritzpistole mit Hilfe einer Vorschubstange (mechanisch)
oder mit Hilfe von Druckluft in Richtung der
Entnahmeöffnung der Kartusche gepreßt. Es ist daher
erforderlich, daß der Kolben während der Entnahme mit
möglichst geringer Kraft in der Kartusche verschiebbar
sein muß. Aufgrund von Markterfordernissen muß der
Kleb-/Dichtstoff nach der Abfüllung in die Kartuschen beim
Erzeuger für eine lange Zeit gebrauchsfähig bleiben.
Moderne feuchtigkeitshärtende Kleb-/Dichtstoffe auf der
Basis von z. B. Polysulfid, Polyurethan, Silikonkautschuk
oder silanvernetzender Polyether haben wegen der erwünsch
ten schnellen Aushärtezeit eine hohe Reaktivität gegen
über der Luftfeuchtigkeit. Üblicherweise werden diese Ma
terialien daher in wasserdampfdiffusionsdichten Kartuschen
aus Aluminium oder Verbundmaterialien wie z. B. Pap
pe/Polyethylen/Aluminium verpackt und zusätzlich an dem
Befüllende mit einem Metalldeckel verbördelt. Trotz die
ser üblichen Vorsichtsmaßnahmen treten, insbesondere bei
den hochreaktiven Kleb/Dichtstoffen, im Randbereich zwi
schen der Seitenfläche des Ausdrückkolbens und der Innen
wand der Kartuschen Anhärtungen durch Feuchtigkeitsspuren
in der Kartusche auf. Dieses führt zu einer Behinderung
der Beweglichkeit des Ausdrückkolbens während des Aus
drückvorganges, so daß derartige Kartuschen mit Spritzpi
stolen mit einer Schubstange nur unter erheblichem Kraft
aufwand entleerbar sind und in Druckluft-betriebenen Pi
stolen überhaupt nicht entleerbar sind. Derartige Kartu
schen müssen häufig samt Inhalt der Entsorgung zugeführt
werden, was mit erheblichem Kostenaufwand verbunden ist.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, dieses Problem
befriedigend zu lösen.
Die DE 29 20 915 A1 schlägt daher speziell geformte Ausdrück
kolben vor, die im Bereich des Übergangs zum Kolbenboden
mit einer ringförmigen Dichtlippe und auf ihrer Außen
fläche mit mehreren ringförmigen Vorsprüngen versehen
sind, zusätzlich enthält dieser Ausdrückkolben eine ent
gegengesetzt zum Kolbenboden gewölbte Druckplatte. Zwar
verhindern derartige Ausbildungsformen unerwünschtes Aus
treten des Kleb-/Dichtstoffes zwischen Kolbenwand und Be
hälter-Innenwand, jedoch hat sich in der Praxis gezeigt,
daß die überwiegend ringförmigen Anhärtungen im Randbe
reich zwischen Kolbenwand und Behälter-Innenwand während
der Lagerzeit der Kleb-/Dichtstoffe nicht sicher verhin
dert werden kann.
Die DE 30 21 522 A1 schlägt vor, zwischen die Druckstange der
Spritzpistole und den Kolbenboden ein sich unter Druckein
wirkung im Durchmesser vergrößerndes Zwischenelement
anzubringen, dessen Rand auf die Kolbenwand einwirkt.
Auch diese Maßnahme erhöht die Dichtigkeit zwischen Kol
benwand und Behälter-Innenwand während des Auspreßvor
ganges, eine durch Feuchtigkeitsspuren hervorgerufene An
härtung zwischen Kolben und Behälter-Innenwand während der
Lagerung der Kartusche kann auch diese Maßnahme nicht ver
hindern.
Bei den mit einem Metalldeckel zusätzlich verbördelten
Kartuschen wird häufig ein Wasser-absorbierendes Material
wie z. B. Molekularsieb in den Hohlraum zwischen Ausdrück
kolben und Bördeldeckel gegeben. Diese Maßnahme vermag
zwar die Lagerfähigkeit der Kleb-/Dichtstoffe für einen
gewissen Zeitraum zu erhöhen, durch Desorptionsvorgänge
vom Molekularsieb findet jedoch auch bei diesem Verfahren
eine langsame Anhärtung des Kleb-/Dichtstoffes während der
Lagerzeit statt.
Die DE 38 19 765 A1 schlägt vor, den Hohlraum zwischen dem
verbördelten Metalldeckel und dem Ausdrückkolben mit mono
funktionellen Alkoholen zu beaufschlagen, um dadurch das
Vernetzen oder Aushärten von Isocyanat-Gruppen-haltigen
Polyurethan-Zusammensetzungen zurückzudrängen. Bei hoch
reaktiven Kleb-/Dichtstoffen hat sich dieses Verfahren in
der Praxis nicht bewährt, da bei diesen Materialien
trotzdem Verfestigungen und Anhärtungen im Kolbenbereich
beobachtet werden.
Ein Besprühen der Kartuscheninnenwand im Bereich des Aus
drückkolbens mit hydrophoben Flüssigkeiten wie z. B. Weich
machern erhöht zwar die Gleitfähigkeit des Kolbens, die
Praxis hat jedoch gezeigt, daß diese Maßnahme eine Diffu
sion des Wassers durch den Weichmacher hindurch nicht si
cher verhindern kann, so daß es auch bei diesen Maßnahmen
zu Anhärtungen und damit zu einer Blockierung des Kolbens
kommt.
Ein anderes bekanntes Verfahren verwendet Wachse zur Ver
siegelung des Zwischenraums zwischen Kartuscheninnenwand
und Kolbenseitenfläche. Vorzugsweise wird hierbei die
Kartusche vor dem Befüllen mit einem aufgeschmolzenen
Wachs von innen beschichtet. Obwohl diese Maßnahme insbe
sondere bei der Verwendung von Kartuschen und Ausdrück
kolben aus Aluminium für eine Reihe von Kleb-/Dichtstoffen
eine bemerkenswerte Verbesserung der Lagerfähigkeit be
wirkt, ist auch diese Maßnahme noch nicht voll befrie
digend. Insbesondere bei der Lagerung der Kartuschen un
ter wechselnden Temperaturbedingungen, kommt es anschei
nend zu Haarrissen in der Wachsschicht, so daß bei sehr
reaktiven Kleb-/Dichtstoffen Anhärtungen nicht sicher ver
mieden werden können.
Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe ge
stellt, ein Verfahren zur Versiegelung des Zwischenraums
zwischen der Innenfläche der Kartusche und der zylindrischen Außenfläche des Ausdrückkolbens be
reitzustellen, das es ermöglicht, auch hochreaktive
Kleb-/Dichtstoffe in den handelsüblichen Kartuschen unter
wechselnden klimatischen Bedingungen zu lagern, ohne daß
es zu den oben beschriebenen Anhärtungen kommt.
Überraschenderweise führt die Verwendung von Mischungen
aus Butenpolymeren und Wachsen als Versiegelungsmaterial
für den Zwischenraum zwischen der zylindrischen Außenfläche des Ausdrückkolbens und
der Innenfläche eines hohlzylindrischen Behälters, insbesondere
einer Kartusche,
zu einer sehr dauerhaften und zu
verlässigen, feuchtigkeitsdichten Versiegelung dieses Zwi
schenraumes. Ein besonderer Vorteil dieser Art der Ver
siegelung besteht darin, daß sie auch nach Klimawechsella
gerungen (+ 40° / -20°C) über einen langen Zeitraum An
härtungen im Kolbenbereich sicher verhindert, selbst wenn
die Kartuschen nicht durch einen zusätzlichen verbördelten
Metalldeckel verschlossen sind. Zusätzlich wurde beobach
tet, daß diese Mischung die Gleitfähigkeit des Kolbens
während des Auspreßvorganges deutlich verbessert. Diese
Verbesserung der Gleitwirkung ist besonders wichtig bei
der Verwendung von Metallkolben in Metallkartuschen, da
diese Systeme bisher sehr ungern von den Verarbeitern be
nutzt wurden, weil die Reibung des Metallkolbens auf der
Metallwand der Kartusche in der Regel einen höheren Kraft
aufwand für das Auspressen des Kleb-/Dichtstoffes erfor
derlich machte. Aufgrund ihrer Diffusionsdichtigkeit ge
gen Wasserdampf sind jedoch Kartuschen aus Metall in Kom
bination mit Metallkolben für eine lange Lagerfähigkeit
des Kleb-/Dichtstoffes bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Mischungen für das Versiegelungsma
terial enthalten 10 bis 95 Gew.% Butenpolymer und 90 bis 5
Gew.% Wachs, vorzugsweise 20 bis 95 Gew.% Polybuten und 80
bis 5 Gew.% Wachs. Als Polybutene können flüssige Poly
butene oder Gemische von Polyisobutylen und/oder Poly
-α-n-buten und/oder Poly-cis-β-n-buten und/oder Poly
-trans-β-n-buten oder deren Copolymere verwendet werden.
Diese Copolymeren sind als sogenannte "Polybutene" mit
Molekulargewichten zwischen beispielsweise 380 und 8000
handelsüblich. Vorzugsweise werden Polybutene, Polyiso
butylene oder deren Copolymere im Molekulargewichtsbereich
zwischen 1000 und 5000 eingesetzt.
Als Wachse können dabei pflanzliche Wachse, wie zum Bei
spiel Carnaubawachs, Montanwachs, tierische Wachse, Mine
ralwachse wie zum Beispiel petrochemische Wachse, Paraf
finwachse oder Polyamidwachse verwendet werden. Besonders
bevorzugt sind dabei sogenannte Mikrowachse auf Basis von
Kohlenwasserstoffen oder Polyamidwachse. Die bevorzugten
Kohlenwasserstoffwachse haben einen Erstarrungspunkt zwi
schen 50 und 110°C, vorzugsweise zwischen 60 und 90°C.
Der genaue Ablauf des Versiegelungsverfahrens kann inner
halb weiter Grenzen geändert werden und richtet sich nach
den vorhandenen Maschinen und dem betrieblichen Ablauf,
grundsätzlich wird jedoch die Versiegelungsmasse bei er
höhter Temperatur, d. h. oberhalb des Erstarrungspunktes
der Versiegelungsmasse appliziert. Dabei kann nach einer
Ausführungsform die Kartusche vor dem Befüllen mit dem
Kleb-/Dichtstoff durch Sprüh- oder Tauchverfahren auf der
gesamten Innenwandung der Kartusche mit dem Versiegelungs
material beschichtet werden. Eine andere Ausführungsform
sieht die Beschichtung durch Einsprühen des Innenwandbe
reiches und gegebenenfalls der Oberfläche des bereits
eingefüllten Kleb-/Dichtstoffes mit der erwärmten
Versiegelungsmasse vor, bevor der Ausdrückkolben in die
Kartusche eingesetzt wurde. Es ist jedoch auch möglich,
die Versiegelung nach dem Befüllen und Einsetzen des
Ausdrückkolbens vorzunehmen.
In vielen Fällen reicht eine derartige Versiegelung der
Kartusche aus, es ist jedoch auch möglich, bei Kartuschen,
die über einen sehr langen Zeitraum und/oder die unter
sehr schwierigen klimatischen Bedingungen gelagert werden
müssen, zusätzlich eine Verbördelung der Kartusche mit
einem Metalldeckel vorzusehen. Zusätzlich können in den
Luftraum zwischen dem erfindungsgemäß versiegelten Aus
drückkolben und dem Bördeldeckel Wasser absorbierende
Mittel, wie z. B. Molekularsiebe, als weitere Vorsichts
maßnahme gegeben werden. Erfahrungsgemäß ist diese
Zusatzmaßnahme jedoch nicht erforderlich.
Die Vorzüge der Erfindung seien durch nachfolgendes typi
sches Ausführungsbeispiel näher erläutert.
27,27 Gewichtsteile eines modifizierten Mikrowachses
(Tropfpunkt 75 bis 86°C gemäß DIN 51801) wurden durch Er
wärmen auf 120° geschmolzen, anschließend wurden 72,73 Ge
wichtsteile eines Polybutens (Isobutylen-Butencopolymer,
Molekulargewicht (Zahlenmittel 2300) unter Rühren in die
Wachsschmelze eingetragen.
Eine handelsübliche 310 ml-Düsenkartusche aus Aluminium
wurde mit einem handelsüblichen einkomponentigen Polyure
than-Kleb-/Dichtstoff (Terostat 8590) befüllt, anschließ
end wurde die ca. 140° warme Polybuten/Wachsmischung auf
die Innenwände der Kartusche sowie in geringem Umfang auch
auf die Kleb-/Dichtstoffoberfläche gesprüht. Sofort
anschließend wurde ein handelsüblicher Ausdrückkolben aus
Polypropylen eingesetzt, anschließend wurde die Kartusche
mit einem handelsüblichen Metalldeckel verbördelt.
Diese Kartuschen wurden einem Klimawechseltest unterzogen
wobei die Kartuschen im täglichen Wechsel bei 40°C bzw.
-20°C jeweils 24 Std. gelagert wurden, die gesamte Prüf
dauer betrug 9 Zyklen.
Nach Abschluß dieser Klimawechsellagerung waren die Kar
tuschen sowohl in mechanischen Spritzpistolen mit Schub
stange als auch in Druckluftpistolen ohne Schwierigkeiten
bis zum letzten Rest verarbeitbar.
Anstelle der erfindungsgemäßen Versiegelungsmasse wurde
ein handelsübliches Kohlenwasserstoffwachs mit einem
Schmelzbereich von etwa 80°C verwendet. Alle übrigen Ar
beitsschritte und der Testzyklus waren wie oben beim er
findungsgemäßen Beispiel beschrieben. Nach Abschluß des
Testzyklus gab es bei der Verarbeitung in Druckluftpisto
len sogenannte "Patscher", das heißt, wegen mangelnder Be
weglichkeit des Ausdrückkolbens kam es zu seitlichen
Druckluftdurchschlägen in die Kleb-/Dichtstoffmasse, die
bei der Verarbeitung zum Austreten von störenden Luftbla
sen führte. Gegen Ende des Auspreßvorganges des Materials
aus der Kartusche wurden in dem ausgedrückten Kleb-/Dicht
stoff in erheblichem Umfang ausgehärtete Materialfetzen
beobachtet, die bei einer sachgerechten Verarbeitung des
Klebstoffes zu Störungen im Arbeitsablauf führen.
Aus obigem Beispiel wird deutlich, daß das erfindungsge
mäße Verfahren zur Versiegelung von Kartuschen zu einer
erheblichen Verbesserung der Lagerfähigkeit für Kleb-/
Dichtstoffe in Kartuschen führt.
Claims (8)
1. Verfahren zur Versiegelung des Zwischenraums zwischen der zylindrischen Außenfläche des
Ausdrückkolbens und der Innenfläche eines hohlzylindrischen Behälters,
insbesondere einer Kartusche, mit einem in den Zwischenraum eingebrachten Versiegelungsmittel, dadurch
gekennzeichnet, daß als Versiegelungsmittel eine Mi
schung aus Butenpolymeren und Wachs verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Butenpolymere ein flüssiges Polybuten oder
Polyisobutylen oder eine Mischung aus beiden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Wachs ein Paraffinwachs, ein Polyethylen
wachs, ein Polyamidwachs oder ein Mikrowachs oder ei
ne Mischung von mindestens zwei dieser Wachse verwen
det wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenwand des hohlzylindri
schen Behälters vor dem Befüllen mit der aufgeschmol
zenen Mischung aus Butenpolymer und Wachs beschichtet
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtung der Innenwand
des hohlzylindrischen Behälters nach der Befüllung,
jedoch vor dem Einführen des Ausdrückkolbens erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Versiegelung der Zwischenräu
me nach dem Einführen des Ausdrückkolbens erfolgt.
7. Versiegelungsmittel zur Versiegelung von Zwischenräu
men zwischen Ausdrückkolben und hohlzylindrischen Be
hältern zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischung 20 bis 95 Gew.% -Butenpolymer und 80 bis
5 Gew.% Wachs enthält.
8. Verfahren zur Herstellung eines Versiegelungsmittels
gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Wachs durch Erwärmen auf 60°C bis 140°C geschmolzen
wird, und das Butenpolymer unter Rühren mit dem Wachs
gemischt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934334754 DE4334754C1 (de) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | Verfahren zur Versiegelung, Versiegelungsmittel und Verfahren zur Herstellung des Versiegelungsmittels |
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---|---|---|---|
DE19934334754 DE4334754C1 (de) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | Verfahren zur Versiegelung, Versiegelungsmittel und Verfahren zur Herstellung des Versiegelungsmittels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4334754C1 true DE4334754C1 (de) | 1995-05-24 |
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ID=6499968
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---|---|---|---|
DE19934334754 Expired - Fee Related DE4334754C1 (de) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | Verfahren zur Versiegelung, Versiegelungsmittel und Verfahren zur Herstellung des Versiegelungsmittels |
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Country | Link |
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1993
- 1993-10-12 DE DE19934334754 patent/DE4334754C1/de not_active Expired - Fee Related
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