WO2011003970A1 - Verfahren zur applikation einer flüssigkeit auf ein substrat - Google Patents

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WO2011003970A1
WO2011003970A1 PCT/EP2010/059789 EP2010059789W WO2011003970A1 WO 2011003970 A1 WO2011003970 A1 WO 2011003970A1 EP 2010059789 W EP2010059789 W EP 2010059789W WO 2011003970 A1 WO2011003970 A1 WO 2011003970A1
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liquid
porous material
substrate
marking agent
agent
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PCT/EP2010/059789
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Wolf Rüdiger HUCK
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Sika Technology Ag
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Publication date
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/34—Applying different liquids or other fluent materials simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/28—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by transfer from the surfaces of elements carrying the liquid or other fluent material, e.g. brushes, pads, rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/10—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an adhesive surface

Definitions

  • the invention is in the field of application technology and relates to the application of liquids to substrates, wherein the application site of the liquid is marked on the substrate or made visible or detectable.
  • liquids to substrates plays an important role, especially in the area of pretreatment agents for adhesive surfaces.
  • the application of clear and colorless liquids as a pretreatment agent is problematic since the application site is often difficult to identify after application and is often invisible to the eye.
  • it must be applied to the pre-treated area.
  • a common approach for visualizing a liquid on a substrate is to add a dye to the liquid.
  • a dye for adhesive surfaces
  • pretreatment agents containing luminescent substances are known from WO 03/106579 A1.
  • a disadvantage of the use of dyes or luminescent substances in pretreatment agents is their often observed incompatibility with adhesion-promoting constituents in the pretreatment agent, as a result of which the storage stability of the pretreatment agents can be severely impaired. In some cases, this incompatibility may even lead to precipitation of substances from the pretreatment, which on the one hand can damage the application device, on the other hand, can also lead to losses in the quality of the adhesive bond.
  • aqueous pretreatment agents for adhesive surfaces which luminescent substances as Contain markers.
  • these are often provided with hydrophilic chemical groups, for example with sulfate groups.
  • Such modified luminescent substances tolerate particularly bad with the adhesion promoters commonly used in pretreatment agents, in particular with amino or mercaptosilanes.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for applying a liquid to a substrate, which makes the application site of the liquid visible, but in no way impairs the liquid and in particular its storage stability.
  • the advantage of the present invention is that the marking agent, which marks the point of application of the liquid on the substrate, is not already present in the storage of the liquid, but is only used during its application. As a result, negative effects of the marking agent on the storage stability of the liquid can be prevented.
  • Another advantage of the inventive method is that the duration of use of the porous material can be checked on the application device. If, in the application of the liquid, no marking agent is applied to the substrate, the application device should be replaced or the porous material replaced.
  • Figure 1 is a schematic representation of an application device and the application of a liquid to a substrate
  • Figure 2 is a schematic representation of an application device
  • Figure 3 is a schematic representation of an application device
  • Figure 4 is a schematic representation of a section of a
  • FIG. 5 is a schematic representation of an application device with side-mounted mines
  • Figure 8 is a schematic representation of an application device
  • FIG. 5 and the application of a liquid to a substrate
  • FIG. 9 is a schematic representation of an application device, in which container and porous material are connected to a hose. Only the elements essential for the immediate understanding of the invention are shown. Of course, the invention is not limited to the illustrated and described embodiments. Ways to carry out the invention
  • the present invention relates to a method for applying a
  • Tray passes through a porous material which is in contact with the substrate.
  • the porous material is provided with a marking agent which marks the application site of the liquid on the substrate.
  • the liquid is in particular a clear, colorless liquid.
  • the liquid can be both aqueous and based on an organic solvent. It is preferably an aqueous liquid. Namely, such liquids have the disadvantage that their application site is difficult to identify depending on the nature of the substrate. In particular, this is problematic when a further substance is to be applied to the application site of the liquid. This is the case, for example, if the liquid is a pretreatment agent for adhesive surfaces, which is applied to a substrate, for example, in advance of adhesion to the subsequent application site of the adhesive.
  • the liquid is in particular a pretreatment agent for adhesives, sealants or coatings.
  • the liquid is an activator.
  • Activators are typically solvents containing adhesion-promoting compounds.
  • the liquid is a pretreatment agent which contains a mercapto and / or an aminosilane and / or their reaction product, in particular an aminosilane.
  • the liquid is an aqueous activator comprising at least one mercapto and / or one aminosilane.
  • aminosilanes or “mercaptosilanes” refer to compounds which on the one hand have at least one, usually two or three, alkoxy groups or acyloxy groups bonded via Si-O bonds directly to the silicon atom, and on the other hand at least one, via an Si-C bond, directly bonded to the silicon atom, amino group or mercapto group.
  • suitable aminosilanes are 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] amine, 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3 -aminopropyltriethoxysilane or bis [3- (triethoxysilyl) -propyl] -amine.
  • Suitable mercaptosilanes are, for example, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane or 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane.
  • the marking agent is mounted in or on the porous material.
  • the marking agent is adsorbed on the porous material.
  • the marking agent may be distributed over the entire porous material, or the porous material may be only partially provided with the marking agent.
  • the liquid When the liquid is applied to the substrate, it passes through the porous material, transporting marking agent out of the porous material, so that the marking agent is deposited or applied to the substrate together with the liquid.
  • the marking agent can be taken up by the liquid in any desired form, for example in dissolved form or in undissolved form, for example as a suspension or emulsion. It is important that labeling agent is deposited on the substrate during the entire application period. Thus, the marking agent should not be completely used up even with the smallest volume of liquid passing through the porous material. Nevertheless, always so much marking agent should be transported to the substrate, so that the application point of the liquid is clearly visible.
  • the marking agent is a substance which is at least partially soluble in the liquid to be applied.
  • marking agent dissolves in the liquid which passes through the porous material and is deposited with the liquid on the substrate.
  • the solubility and the dissolution process of the marking agent are preferably adjusted that the marking agent is continuously released from the liquid, so that the liquid deposits an approximately constant amount of marking agent on the substrate.
  • the methods described above are, in particular, a method in which the liquid, as it passes through the porous material, continuously dissolves marking agents from the porous material and deposits it on the surface of the substrate.
  • marking agent can be used for this embodiment of the invention, any marking agent which is suitable to mark the point of application of the liquid on the substrate.
  • the marking agent may be a dye.
  • the marking agent can be both soluble and insoluble, for example a pigment.
  • the marking agent is a luminescent substance.
  • the marking agent is in particular an at least partially water-soluble substance.
  • the labeling agent is a water-soluble, luminescent substance.
  • the method according to the invention is particularly suitable when the liquid is an aqueous liquid.
  • the marking agent is a luminescent substance
  • the detection of the site of application of the liquid on the substrate is carried out using suitable apparatus and methods, as are well known to the person skilled in the art.
  • the marking agent is a substance which is essentially insoluble in the liquid to be applied and which acts as a mine at at least one point in the porous material
  • Material is arranged directly on the edge of the porous material and is in contact with the substrate.
  • the mine can be designed analogous to a conventional felt-tip pen made of a fiber material, in particular of a felt, which is impregnated with the marking agent. Furthermore, the mine from a
  • Solid marking agent to be made which leaves a mark on the substrate by abrasion, as for example in lead and Crayons is the case.
  • the refill may also consist of a storage container containing the liquid marking agent and a device for applying the marking agent to the substrate, for example a framed rolling ball or a fiber material, as is the case, for example, with ballpoint pens.
  • the porous material is such that the liquid can pass through it. Due to the size and structure of the pores, the speed at which the liquid passes through the porous material and thus the application rate or quantity can be adjusted within wide limits.
  • the porous material is an absorbent, porous material.
  • the porous material is preferably a sponge or a fiber material, in particular a felt or a cloth. Furthermore, the present invention relates to a porous material on which a labeling agent is adsorbed. In particular, the porous material and the marking agent are of the type described above.
  • the preparation of such a porous material having a marking agent adsorbed thereto is typically carried out by immersing the porous material in a solution of the marking agent or by dropping the marking agent on the porous material and then drying the porous material.
  • a marking agent for better filling of the porous material may contain this auxiliary wetting agent.
  • the invention relates to an application device for applying a liquid to a substrate, comprising a container for the liquid with an outlet opening, to which a, provided with a marking agent, porous material is attached.
  • the container containing the liquid is, for example, an arbitrarily shaped, bottle-like container made of a suitable material, typically made of plastic, glass or Metal.
  • This container has an outlet opening or an area with a plurality of outlet openings, via which the liquid passes from the container into the porous material.
  • the container may also be adapted to have an outer shell open to the porous material opposite the exit opening and further to an inner shell in which the liquid is located.
  • the inner shell can then be broken, for example, by squeezing the outer shell so that the liquid exits and passes through the exit opening into the porous material.
  • the outer shell is made of a dimensionally stable, but partially flexible plastic.
  • the inner shell is in particular a glass ampoule. This embodiment is particularly suitable for disposable application devices.
  • the porous material may be attached to the container in any manner. For example, this may be secured by fasteners such as staples, clamps, grooves, threads, snaps, and the like, or it may be adhered to the container.
  • the porous material is reversibly connected to the container, whereby it can be replaced if necessary. A replacement of the porous material is particularly appropriate if the porous material has no marking agent and thus the application point of the liquid is no longer marked on the substrate.
  • the application device can be a disposable or a reusable application device.
  • the application device can also be designed so that the container is connected via a feed line with the porous material, typically via a hose.
  • the application device may have a device which prevents the escape of the liquid.
  • this can be a closure which is located in the region of the outlet opening of the container and can be opened and / or closed.
  • One more way the closure of the application device is a cover or the like, which closes the application device over the porous material.
  • the marking agent is stored separately from the liquid to be applied during the storage of an application device.
  • This leads in particular to an improved storage stability of the entire application system.
  • the quality of the porous material can be monitored by the mark on the substrate.
  • the marking agent which is preferably adsorbed on the porous material, can serve to check the duration of use of the porous material. If only little or no marking agent is deposited on the substrate, this indicates that the porous material has been in use for some time and should be replaced.
  • Figure 1 shows an application device 1 consisting of a container 2, in which the liquid to be applied is contained, and a porous
  • Application device is positioned so that the liquid from an outlet opening through the porous material, which is in contact with the substrate 4, running and thus applied to the substrate. As it passes through the porous material, the liquid carries labeling agent out of it and deposits it at the application site 5.
  • FIG. 2 shows a detail of an embodiment of an application device with the same functionality as that of FIG. 1, wherein, due to its geometry, it is particularly suitable here for applying liquids to substrates having angled surfaces and edges.
  • FIG. 3 shows an embodiment of an application device 1 with the same mode of operation as that of FIG. 1, whereby this embodiment is particularly suitable for the large-area application of liquids.
  • Application devices, as shown in FIG. 3, are used in particular for disposable use.
  • Figure 4 shows a section of an application device with the same operation as that of Figure 1, wherein the liquid 6 is shown, which runs through the outlet opening 7 in the porous material 3.
  • Figure 5 shows a section of an alternative embodiment of an application device consisting of a container 2, in which the liquid to be applied is contained, and a porous material 8.
  • the marking agent is a substance insoluble in the liquid to be applied, which in the form of Mines 9 is arranged directly on the edge of the porous material.
  • the porous material in addition to the mines 9 no additional marking agent.
  • the refills 9 may be attached to the application device in any manner, but they are arranged opposite the porous material so that they are in contact with the substrate during application of the liquid and mark the point of application of the liquid on the substrate.
  • Figure 6 shows a view of the porous material 8 and the marking means or the refills 9 of an application device, as shown in Figure 5, from below.
  • Figure 7 shows a bottom view of a porous material 8 of a
  • Application device in which the marking agent is selectively attached in the porous material. This is done by inserting leads 9 of the marking agent insoluble in the liquid to be applied into the porous material such that their ends are flush with the surface of the porous material which is in contact with the substrate during application.
  • Figure 8 shows an application device 1 consisting of a container 2, in which the liquid to be applied is contained, and a porous material 8, wherein the marking agent is selectively mounted in the porous material.
  • the application device is positioned so that the liquid from an outlet opening through the porous material, which is in contact with the substrate 4, runs and is thus applied to the substrate.
  • the porous material Marking agent which is mounted in the form of mines 9 on the application device, in contact with the substrate and thus marks the edge of the application site. 5
  • FIG. 9 shows an application device in which the container 2, which contains the liquid 6 to be applied, is connected by a tube 10 to the porous material 3.
  • the liquid is conveyed by means of a pump 1 1 through the tube to the porous material or to the application site.
  • the dried felt cylinder was then fixed by means of plastic felt holder onto a 50 ml polyethylene bottle containing a pretreatment agent.
  • a pretreatment agent was a mixture of 0.5 wt .-% 3- Mercaptopropyltimethoxysilan (Silquest ® A-189 from Momentive Performance Materials Inc., USA), 0.5 wt .-% 3-aminopropyltrimethoxysilane (Silquest ® A-11 10 from Momentive Performance Materials Inc , USA), 0.25% by weight of methyltrimethoxysilane (Fluka Chemie GmbH, Switzerland), 0.5% by weight of wetting agent (Tergitol TM TMN-6 from Dow Chemical Company, USA), 1% by weight of acetic acid and 97.25% by weight. % Water (deionized) used.
  • the pretreatment agent was then applied to a substrate (glass).
  • the application site of the pretreatment agent could be immediate be detected after application and also after drying the application site by means of UV lamp.
  • the application site was wiped off once with a dry paper towel. Even after wiping, the application site could be detected by UV lamp.
  • Leucophor ® FTS LIQ were dissolved in the above-described pre-treatment agent 1 wt .-%. After one to two days, white-yellowish, flake-like precipitates could be observed in the liquid.

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation einer Flüssigkeit auf ein Substrat (4), wobei die Flüssigkeit beim Austritt aus einem Behälter (2) ein poröses Material (3, 8) durchläuft, welches mit dem Substrat in Kontakt steht, und das poröse Material mit einem Markierungsmittel versehen ist, welches die Applikationsstelle (5) der Flüssigkeit auf dem Substrat markiert.

Description

VERFAHREN ZUR APPLIKATION EINER FLÜSSIGKEIT AUF EIN SUBSTRAT
Technisches Gebiet
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Applikationstechnik und betrifft die Applikation von Flüssigkeiten auf Substrate, wobei die Applikationsstelle der Flüssigkeit auf dem Substrat markiert bzw. sichtbar oder detektierbar gemacht wird. Stand der Technik
Die genaue Applikation von Flüssigkeiten auf Substrate spielt insbesondere im Bereich der Vorbehandlungsmittel für Haftflächen eine wichtige Rolle. Problematisch ist dabei insbesondere die Applikation von klaren und farblosen Flüssigkeiten als Vorbehandlungsmittel, da die Applikationsstelle nach der Applikation oft schwierig zu identifizieren ist und von Auge häufig nicht sichtbar ist. Um eine einwandfreie Haftung eines Klebstoffs, Dichtstoffs oder einer Beschichtung auf dem Substrat zu gewährleisten, muss dieser jedoch auf die vorbehandelte Stelle appliziert werden.
Ein weit verbreiteter Ansatz für das sichtbar machen einer Flüssigkeit auf einem Substrat, ist die Zugabe eines Farbstoffs zur Flüssigkeit. Im Bereich der Vorbehandlungsmittel für Haftflächen ist auch der Einsatz von lumineszie- renden Substanzen bekannt. Beispielsweise sind Vorbehandlungsmittel enthaltend lumineszierende Substanzen bekannt aus WO 03/106579 A1.
Ein Nachteil des Einsatzes von Farbstoffen oder lumineszierenden Substanzen in Vorbehandlungsmitteln ist ihre oftmals beobachtete Unverträglichkeit mit haftvermittelnden Bestandteilen im Vorbehandlungsmittel, wodurch die Lagerstabilität der Vorbehandlungsmittel stark beeinträchtigt werden kann. In manchen Fällen kann diese Unverträglichkeit sogar zu Ausfällungen von Substanzen aus dem Vorbehandlungsmittel führen, welche einerseits das Applikationsgerät beschädigen können, andererseits auch zu Einbussen in der Qualität des Haftverbunds führen können.
In besonderem Masse treten diese Nachteile bei wässrigen Vorbehandlungsmitteln für Haftflächen auf, welche lumineszierende Substanzen als Markierungsmittel enthalten. Zur Herstellung der Wasserlöslichkeit von lumineszierenden Substanzen werden diese nämlich oft mit hydrophilen chemischen Gruppen, beispielsweise mit Sulfatgruppen, versehen. Derartig modifizierte lumineszierende Substanzen vertragen sich besonders schlecht mit den üblicherweise in Vorbehandlungsmittel eingesetzten Haftvermittlern, insbesondere mit Amino- oder Mercaptosilanen.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Applikation einer Flüssigkeit auf ein Substrat bereitzustellen, welches die Applikationsstelle der Flüssigkeit sichtbar macht, jedoch die Flüssigkeit und insbesondere ihre Lagerstabilität in keiner Weise beeinträchtigt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Applikation einer Flüssigkeit auf ein Substrat gemäss den Merkmalen des Anspruchs 1.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Markierungsmittel, welches die Applikationsstelle der Flüssigkeit auf dem Substrat markiert, bei der Lagerung der Flüssigkeit nicht bereits darin vorhanden ist, sondern erst bei deren Applikation zum Einsatz kommt. Dadurch können negative Auswirkungen des Markierungsmittels auf die Lagerstabilität der Flüssigkeit verhindert werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass die Einsatzdauer des porösen Materials auf dem Applikationsgerät überprüft werden kann. Wird nämlich bei der Applikation der Flüssigkeit kein Markierungsmittel mehr auf das Substrat aufgetragen, sollte das Applikationsgerät ausgewechselt bzw. das poröse Material ersetzt werden.
Weiterhin hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Applikationsstelle von Flüssigkeiten, welche nach dem erfindungsgemässen Verfahren appliziert wurden, auch nach einem allfälligen Abwischen der Flüssigkeit mit einem Schwamm, Tuch oder anderen Fasermaterial noch sichtbar ist. Aufgrund der schwierigen Dosierung von Vorbehandlungsmitteln in sehr dünnen Schichten ist ein Schritt des Abwischens nach der Applikation durchaus üblich. Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 schematische Darstellung eines Applikationsgeräts und der Applikation einer Flüssigkeit auf ein Substrat;
Figur 2 schematische Darstellung eines Applikationsgeräts;
Figur 3 schematische Darstellung eines Applikationsgeräts;
Figur 4 schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einem
Applikationsgerät;
Figur 5 schematische Darstellung eines Applikationsgeräts mit seitlich angebrachten Minen;
Figur 6 schematisch dargestellte Ansicht von unten auf das poröse
Material des Applikationsgeräts aus Figur 5;
Figur 7 schematisch dargestellte Ansicht von unten auf das poröse
Material eines Applikationsgeräts;
Figur 8 schematische Darstellung eines Applikationsgeräts aus
Figur 5 und der Applikation einer Flüssigkeit auf ein Substrat;
Figur 9 schematische Darstellung eines Applikationsgeräts, bei welchem Behälter und poröses Material mit einem Schlauch verbunden sind. Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt. Wege zur Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation einer
Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Flüssigkeit beim Austritt aus einem
Behälter ein poröses Material durchläuft, welches mit dem Substrat in Kontakt steht. Das poröse Material ist dabei mit einem Markierungsmittel versehen, welches die Applikationsstelle der Flüssigkeit auf dem Substrat markiert.
Bei der Flüssigkeit handelt es sich insbesondere um eine klare, farblose Flüssigkeit. Die Flüssigkeit kann sowohl wässrig sein als auch auf einem organischen Lösungsmittel basieren. Bevorzugt handelt es sich um eine wässrige Flüssigkeit. Derartige Flüssigkeiten weisen nämlich den Nachteil auf, dass deren Applikationsstelle je nach Beschaffenheit des Substrats schwer zu identifizieren ist. Insbesondere ist dies problematisch, wenn eine weitere Substanz auf die Applikationsstelle der Flüssigkeit aufgetragen werden soll. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn es sich bei der Flüssigkeit um ein Vorbehandlungsmittel für Haftflächen handelt, welches beispielsweise im Vorfeld einer Verklebung an der späteren Applikationsstelle des Klebstoffs auf ein Substrat aufgetragen wird.
Entsprechend handelt es sich bei der Flüssigkeit insbesondere um ein Vorbehandlungsmittel für Klebstoffe, Dichtstoffe oder Beschichtungen. Bevorzugt ist die Flüssigkeit ein Aktivator. Aktivatoren sind typischerweise Lösungsmittel, welche haftvermittelnde Verbindungen enthalten.
Bevorzugt handelt es ich bei der Flüssigkeit um ein Vorbehandlungsmittel welches ein Mercapto- und/oder ein Aminosilan und/oder deren Reaktionsprodukt, insbesondere ein Aminosilan, enthält. Meist bevorzugt ist die Flüssigkeit ein wässriger Aktivator umfassend mindestens ein Mercapto- und/oder ein Aminosilan.
Im vorliegenden Dokument bezeichnen die Terme„Aminosilane" bzw. „Mercaptosilane" Verbindungen, welche einerseits mindestens eine, üblicherweise zwei oder drei, über Si-O-Bindungen, direkt an das Siliciumatom gebundene Alkoxygruppen oder Acyloxygruppen aufweisen, und andererseits mindestens eine, über eine Si-C-Bindung, direkt an das Siliciumatom gebundene, Aminogruppe bzw. Mercaptogruppe aufweisen.
Beispielsweise sind geeignete Aminosilane 3-Aminopropyltrimethoxy- silan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl-trimethoxysilan, Bis[3-(trimethoxysilyl)- propyl]-amin, 3-Aminopropyltriethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl- triethoxysilan oder Bis[3-(triethoxysilyl)-propyl]-amin.
Geeignete Mercaptosilane sind beispielsweise 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan oder 3-Mercaptopropyl-methyldimethoxysilan.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Markierungsmittel im oder am porösen Material angebracht. Insbesondere ist das Markierungsmittel auf dem porösen Material adsorbiert. Dabei kann das Markierungsmittel über das gesamte poröse Material verteilt vorliegen, oder das poröse Material kann nur teilweise mit dem Markierungsmittel versehen sein.
Bei der Applikation der Flüssigkeit auf das Substrat, durchläuft diese das poröse Material und transportiert dabei Markierungsmittel aus dem porösen Material heraus, sodass das Markierungsmittel zusammen mit der Flüssigkeit auf dem Substrat abgelagert bzw. aufgetragen wird. Das Markierungsmittel kann dabei in jeder beliebigen Form von der Flüssigkeit aufgenommen werden, beispielsweise in gelöster Form oder in ungelöster Form, zum Beispiel als Suspension oder Emulsion. Von Bedeutung ist dabei, dass während der gesamten Applikationsdauer Markierungsmittel auf dem Substrat abgelagert wird. So soll das Markierungsmittel nicht schon bei geringstem Flüssigkeitsvolumen, welches das poröse Material durchläuft, vollständig aufgebraucht sein. Dennoch soll immer soviel Markierungsmittel auf das Substrat transportiert werden, damit die Applikationsstelle der Flüssigkeit eindeutig erkennbar ist.
Insbesondere ist das Markierungsmittel eine in der aufzutragenden Flüssigkeit zumindest teilweise lösliche Substanz. Dadurch löst sich Markierungsmittel in der Flüssigkeit, welche das poröse Material passiert und wird mit der Flüssigkeit auf dem Substrat deponiert. Die Löslichkeit und der Lösungsvorgang des Markierungsmittels ist dabei vorzugsweise so eingestellt, dass das Markierungsmittel kontinuierlich von der Flüssigkeit gelöst wird, sodass die Flüssigkeit einen in etwa konstanten Anteil an Markierungsmittel auf dem Substrat deponiert.
Daher handelt es sich bei vorhergehend beschriebenen Verfahren insbesondere um ein Verfahren, bei welchem die Flüssigkeit beim Durchlaufen des porösen Materials kontinuierlich Markierungsmittel aus dem porösen Material löst und es auf der Oberfläche des Substrats deponiert.
Als Markierungsmittel kann für diese Ausführungsform der Erfindung jedes beliebige Markierungsmittel eingesetzt werden, welches geeignet ist, die Applikationsstelle der Flüssigkeit auf dem Substrat zu markieren. Beispielsweise kann das Markierungsmittel ein Farbstoff sein. Das Markierungsmittel kann dabei sowohl löslich als auch unlöslich, also beispielsweise ein Pigment, sein. Insbesondere ist das Markierungsmittel eine lumineszierende Substanz.
Weiterhin handelt es sich beim Markierungsmittel insbesondere um eine zumindest teilweise wasserlösliche Substanz. Bevorzugt ist das Markierungsmittel eine wasserlösliche, lumineszierende Substanz.
Entsprechend eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere, wenn es sich bei der Flüssigkeit um eine wässrige Flüssigkeit handelt.
Handelt es sich beim Markierungsmittel um eine lumineszierende Substanz, erfolgt die Detektierung der Applikationsstelle der Flüssigkeit auf dem Substrat mit dafür geeigneten Geräten und Verfahren, wie sie dem Fachmann bestens bekannt sind.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich beim Markierungsmittel um eine in der aufzutragenden Flüssigkeit im Wesentlichen unlösliche Substanz, welche als Mine an mindestens einer Stelle im porösen
Material oder unmittelbar am Rand des porösen Materials angeordnet ist und mit dem Substrat in Berührung steht.
Die Mine kann dabei analog zu einem herkömmlichen Filzstift aus einem Fasermaterial, insbesondere aus einem Filz, gestaltet sein, welches mit dem Markierungsmittel durchtränkt ist. Weiterhin kann die Mine aus einem
Festen Markierungsmittel gefertigt sein, welches durch Abrieb eine Markierung auf dem Substrat hinterlässt, so wie dies beispielsweise bei Blei- und Buntstiften der Fall ist. Die Mine kann weiterhin auch aus einem Vorratsbehälter enthaltend das flüssige Markierungsmittel und einer Vorrichtung zum Auftragen des Markierungsmittels auf das Substrat, also beispielsweise einer eingefassten, rollenden Kugel oder einem Fasermaterial, bestehen, so wie dies beispielsweise bei Kugelschreibern der Fall ist.
Das poröse Material ist so beschaffen, dass die Flüssigkeit es durchlaufen kann. Durch Grosse und Struktur der Poren kann die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit das poröse Material passiert und somit die Appli- kationsgeschwindigkeit bzw. -menge in weiten Bereichen eingestellt werden. Insbesondere ist das poröse Material ein saugfähiges, poröses Material.
Beim porösen Material handelt es sich vorzugsweise um einen Schwamm oder ein Fasermaterial, insbesondere um ein Filz oder ein Tuch. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein poröses Material, auf welchem ein Markierungsmittel adsorbiert ist. Insbesondere sind dabei das poröse Material und das Markierungsmittel von der Art, wie sie vorhergehend beschreiben ist.
Die Herstellung eines derartigen porösen Materials mit darauf adsorbiertem Markierungsmittel erfolgt typischerweise durch Eintauchen des porösen Materials in eine Lösung des Markierungsmittels oder durch Auftropfen des Markierungsmittels auf das poröse Material und anschliessender Trocknung des porösen Materials. Zur besseren Besetzung des porösen Material kann diesen hilfsweise Benetzungsmittel enthalten.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Applikationsgerät zur Applikation einer Flüssigkeit auf ein Substrat, umfassend einen Behälter für die Flüssigkeit mit einer Austrittsöffnung, an welcher ein, mit einem Markierungsmittel versehenes, poröses Material angebracht ist.
Beim Behälter, welcher die Flüssigkeit enthält handelt es sich beispielsweise um einen beliebig geformten, flaschenartigen Behälter aus einem dafür geeigneten Material, typischerweise aus Kunststoff, Glas oder Metall. Dieser Behälter weist dabei eine Austrittsöffnung oder ein Bereich mit mehreren Austrittsöffnungen auf, über welche die Flüssigkeit vom Behälter in das poröse Material gelangt.
Der Behälter kann weiterhin auch so beschaffen sein, dass er eine Aussenhülle aufweist, welche gegenüber der Austrittsöffnung zum porösen Material offen ist und weiterhin eine Innenhülle, in welcher sich die Flüssigkeit befindet. Die Innenhülle kann dann beispielsweise durch Zusammendrücken der Aussenhülle zerbrochen werden, sodass die Flüssigkeit austritt und durch die Austrittsöffnung in das poröse Material läuft. Typischerweise ist bei einer derartigen Ausführungsform die Aussenhülle aus einem formbeständigen jedoch teilweise flexiblen Kunststoff gefertigt. Bei der Innenhülle handelt es sich insbesondere um eine Glasampulle. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Einwegapplikationsgeräte.
Das poröse Material kann auf beliebige Art am Behälter befestigt sein. Beispielsweise kann dies durch Befestigungsmittel, wie Klammern, Klemmen, Nuten, Gewinde, Druckknöpfe und dergleichen befestigt sein, oder es kann am Behälter angeklebt sein. Insbesondere ist das poröse Material reversibel mit dem Behälter verbunden, wodurch es bei Bedarf ersetzt werden kann. Ein Ersatz des porösen Materials ist insbesondere dann angebracht, wenn das poröse Material kein Markierungsmittel mehr aufweist und somit die Applikationsstelle der Flüssigkeit auf dem Substrat nicht mehr markiert wird.
Das Applikationsgerät kann dabei ein Einweg- oder ein Mehrweg- applikationsgerät sein.
Das Applikationsgerät kann weiterhin auch so beschaffen sein, dass der Behälter über eine Zuführleitung mit dem porösen Material verbunden ist, typischerweise über einen Schlauch. Weiterhin kann das Applikationsgerät eine Vorrichtung aufweisen, welche das Austreten der Flüssigkeit verhindert. Beispielsweise kann dies ein Verschluss sein, welcher sich im Bereich der Austrittsöffnung des Behälters befindet und sich öffnen und/oder verschliessen lässt. Eine weitere Möglichkeit des Verschliessens des Applikationsgeräts ist ein Deckel oder dergleichen, welcher das Applikationsgerät über dem porösen Material verschliesst.
Es ist ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass das Markierungsmittel während der Lagerung eines Applikationsgeräts getrennt von der zu applizierenden Flüssigkeit aufbewahrt wird. Dadurch, dass es zu keinen chemischen Reaktionen zwischen dem Markierungsmittel und der Flüssigkeit kommt, führt dies insbesondere zu einer verbesserten Lagerstabilität des gesamten Applikationssystems.
Ein weiterer bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Qualität des porösen Materials anhand der Markierung auf dem Substrat überwacht werden kann. So kann das Markierungsmittel, welches bevorzugt auf dem porösen Material adsorbiert ist, neben seiner Funktion als Markierungsmittel dazu dienen, die Einsatzdauer des porösen Materials zu überprüfen. Wird nämlich nur noch wenig oder kein Markierungsmittel auf dem Substrat deponiert, deutet das darauf hin, dass das poröse Material schon länger im Einsatz ist und ausgetauscht werden sollte.
Figur 1 zeigt ein Applikationsgerät 1 bestehend aus einem Behälter 2, in welchem die zu applizierende Flüssigkeit enthalten ist, und einem porösen
Material 3, welches mit einem Markierungsmittel versehen ist. Das
Applikationsgerät ist so positioniert, dass die Flüssigkeit aus einer Austritts- öffnung durch das poröse Material, welches in Kontakt mit dem Substrat 4 steht, läuft und somit auf dem Substrat appliziert wird. Beim Durchlaufen des porösen Materials transportiert die Flüssigkeit Markierungsmittel aus diesem heraus und deponiert es an der Applikationsstelle 5.
Figur 2 zeigt ein Ausschnitt einer Ausführungsform eines Applikationsgeräts mit gleicher Funktionsweise wie jenes aus Figur 1 , wobei dieses hier aufgrund seiner Geometrie besonders geeignet ist, um Flüssigkeiten an Substraten mit verwinkelten Oberflächen und Kanten aufzutragen.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform eines Applikationsgeräts 1 mit gleicher Funktionsweise wie jenes aus Figur 1 , wobei dieses hier sich besonders für die grossflächige Applikation von Flüssigkeiten eignet. Applikationsgeräte, wie sie in Figur 3 dargestellt sind, werden insbesondere für den Einweggebrauch eingesetzt.
Figur 4 zeigt einen Ausschnitt eines Applikationsgeräts mit gleicher Funktionsweise wie jenes aus Figur 1 , wobei die Flüssigkeit 6 dargestellt ist, welche durch die Austrittsöffnung 7 in das poröse Material 3 läuft.
Figur 5 zeigt einen Ausschnitt einer alternativen Ausführungsform eines Applikationsgeräts bestehend aus einem Behälter 2, in welchem die zu applizierende Flüssigkeit enthalten ist, und einem porösen Material 8. Bei dieser Ausführungsform ist das Markierungsmittel eine in der aufzutragenden Flüssigkeit unlösliche Substanz, welche in der Form von Minen 9 unmittelbar am Rand des porösen Materials angeordnet ist. Das poröse Material weist neben den Minen 9 kein zusätzliches Markierungsmittel auf.
Die Minen 9 können auf beliebige Art am Applikationsgerät angebracht sein, sie sind jedoch gegenüber dem porösen Material so angeordnet, dass sie bei der Applikation der Flüssigkeit mit dem Substrat in Berührung sind und die Applikationsstelle der Flüssigkeit auf dem Substrat markieren.
Figur 6 zeigt eine Ansicht auf das poröse Material 8 und das Markierungsmittel bzw. die Minen 9 eines Applikationsgeräts, wie es in Figur 5 dargestellt ist, von unten.
Figur 7 zeigt eine Ansicht von unten auf ein poröses Material 8 eines
Applikationsgeräts, bei welchem das Markierungsmittel punktuell im porösen Material angebracht ist. Dies erfolgt dadurch, dass Minen 9 des in der zu applizierenden Flüssigkeit unlöslichen Markierungsmittels in das poröse Material eingesteckt werden, sodass ihre Enden mit der Fläche des porösen Materials, welche bei der Applikation mit dem Substrat in Berührung steht, bündig sind.
Figur 8 zeigt ein Applikationsgerät 1 bestehend aus einem Behälter 2, in welchem die zu applizierende Flüssigkeit enthalten ist, und einem porösen Material 8, bei welchem das Markierungsmittel punktuell im porösen Material angebracht ist. Das Applikationsgerät ist so positioniert, dass die Flüssigkeit aus einer Austrittsöffnung durch das poröse Material, welches in Kontakt mit dem Substrat 4 steht, läuft und somit auf dem Substrat appliziert wird. Beim Applizieren der Flüssigkeit, kommt gleichzeitig mit dem porösen Material das Markierungsmittel, welches in Form von Minen 9 am Applikationsgerät angebracht ist, in Kontakt mit dem Substrat und markiert so den Rand der Applikationsstelle 5.
Figur 9 zeigt ein Applikationsgerät, bei welchem der Behälter 2, welcher die zu applizierende Flüssigkeit 6 enthält, durch einen Schlauch 10 mit dem porösen Material 3 verbunden ist. Dabei wird die Flüssigkeit mittels einer Pumpe 1 1 durch den Schlauch zum porösem Material bzw. zu Applikationsstelle gefördert. Beispiele
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele aufgeführt, welche die beschriebene Erfindung näher erläutern sollen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es wurde eine Lösung von 50 Gew.-% Leucophor® FTS LIQ, kommerziell erhältlich von der Firma Clariant AG, Schweiz, in 50 Gew.-% Isopropanol hergestellt. Von der hergestellten Lösung wurden 1 bis 4 Tropfen von je etwa 0.4 g auf einen Filzzylinder (mittelharter, hydrophilisierter Filz; Durchmesser 20 mm, Höhe 15 mm; kommerziell erhältlich von der Filzfabrik Fulda GmbH & Co. KG, Deutschland) gegeben. Anschliessend wurde der Filzzylinder während zwei Wochen im Dunkeln an der Luft getrocknet.
Der getrocknete Filzzylinder wurde dann mittels Kunststofffilzhalter auf eine 50 ml Polyethylenflasche enthaltend ein Vorbehandlungsmittel befestigt.
Als Vorbehandlungsmittel wurde eine Mischung von 0.5 Gew.-% 3- Mercaptopropyltimethoxysilan (Silquest® A-189 von Momentive Performance Materials Inc., USA), 0.5 Gew.-% 3-Aminopropyltrimethoxysilan (Silquest® A-11 10 von Momentive Performance Materials Inc., USA), 0.25 Gew.-% Methyltrimethoxysilan (Fluka Chemie GmbH, Schweiz), 0.5 Gew.-% Netzmittel (Tergitol™ TMN-6 von Dow Chemical Company, USA), 1 Gew.-% Essigsäure sowie 97.25 Gew.-% Wasser (deionisiert) verwendet.
Das Vorbehandlungsmittel wurde dann auf ein Substrat (Glas) appliziert. Die Applikationsstelle des Vorbehandlungsmittels konnte unmittelbar nach der Applikation und auch nach dem Trocknen der Applikationsstelle mittels UV-Lampe detektiert werden.
In einem weiteren Versuch wurde nach der Applikation des Vorbehandlungsmittels, die Applikationsstelle einmalig mit einem trockenen Papier- tuch abgewischt. Auch nach dem Abwischen konnte die Applikationsstelle mittels UV-Lampe detektiert werden.
Weiterhin wurden 1 Gew.-% Leucophor® FTS LIQ im vorhergehend beschriebenen Vorbehandlungsmittel gelöst. Nach einem bis zwei Tagen konnten weiss-gelbliche, flockenartige Ausfällungen in der Flüssigkeit beobachtet werden.
Bezugszeichenliste
I Applikationsgerät
2 Behälter
3 poröses Material mit adsorbiertem Markierungsmittel
4 Substrat
5 Applikationsstelle
6 Flüssigkeit
7 Austrittsöffnung
8 poröses Material ohne adsorbiertes Markierungsmittel
9 Mine
10 Schlauch
I I Pumpe

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Applikation einer Flüssigkeit (6) auf ein Substrat (4), wobei die Flüssigkeit beim Austritt aus einem Behälter (2) ein poröses Material (3, 8) durchläuft, welches mit dem Substrat in Kontakt steht,
dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material (3, 8) mit einem
Markierungsmittel versehen ist, welches die Applikationsstelle (5) der Flüssigkeit auf dem Substrat markiert.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (6) eine klare, farblose Flüssigkeit ist.
3. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (6) eine wässrige Flüssigkeit ist.
4. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (6) ein Vorbehandlungsmittel für Klebstoffe, Dichtstoffe oder Beschichtungen ist.
5. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbehandlungsmittel ein Aminosilan und/oder ein Mercaptosilan und/oder deren Reaktionsprodukt enthält.
6. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmittel eine in der aufzutragenden Flüssigkeit zumindest teilweise lösliche Substanz ist.
7. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmittel auf dem porösen Material (3) adsorbiert ist.
8. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmittel eine lumineszierende Substanz ist.
9. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (6) beim Durchlaufen des porösen Materials (3) kontinuierlich Markierungsmittel aus dem porösen Material löst und es auf der Oberfläche des Substrats (4) deponiert.
10. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmittel eine wasserlösliche Substanz ist.
11. Verfahren gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmittel eine in der aufzutragenden Flüssigkeit (6) unlösliche Substanz ist, welche als Mine an mindestens einer Stelle im porösen Material (8) oder unmittelbar am Rand des porösen Materials (8) angeordnet ist und mit dem Substrat in Berührung steht.
12. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material (3, 8) ein Schwamm oder ein Fasermaterial, insbesondere ein Filz oder ein Tuch, ist.
13. Poröses Material (3), dadurch gekennzeichnet, dass darauf ein Markierungsmittel adsorbiert ist.
14. Applikationsgerät (1) zur Applikation einer Flüssigkeit (6) auf ein Substrat (4), umfassend einen Behälter (2) für die Flüssigkeit mit einer Austrittsöffnung (7), an welcher ein, mit einem Markierungsmittel versehenes, poröses Material (3, 8) angebracht ist.
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