CZ115199A3 - Mazací prostředek a jeho použití - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká mazacího prostředku na bázi polyolů, vhodného jako mazadlo a chladicí prostředek při řezání výrobků z elastomeru.

Dosavadní stav techniky

Řezání výrobků z elastomeru různými nástroji naráží vzhledem k pryžovitým a elastickým vlastnostem těchto polymerů stále ještě na technické obtíže. U moderních automobilů jsou často okna přímo slepena s karoserií. V těchto případech se zpravidla užije elastomerních lepicích a těsnicích prostředků, ve většině případů na bázi polyurethanových elastomeru. V případě opravy je nezbytné tato okna vyříznout z rámu pomocí různých nástrojů. K těmto účelům se užívají například řezací dráty a nože, avšak také elektrické nebo pneumatické výkyvné nebo vibrační nože. Nože tohoto typu jsou popsány například v patentovém spisu č. DE 3 838 044.

Při použití takových výkyvných nožů vzniká velké množství tepla třením, takže již po krátké době řezání dochází k rozkladným reakcím a tvorbě kouře. Tento vznik tepla je na závadu z hygienického i technického hlediska. Hygienické potíže spočívají ve vývoji kouřových plynů, jejichž chemické složení je zřídka přesně známé, a to vzhledem k tomu, že závisí jak na složení elastomerů, tak na teplotě při rozkladu. Pracovník má při tom zpravidla hlavu velmi blízko u zdroje kouře nebo plynů, takže se plyny dostávají do jeho dýchacích cest. Při tom zpravidla neexistují ochranné pracovní pomůcky a jejich použití by v tomto případě bylo také obtížné.

Technické námitky jsou založeny na obtížné kontrolovatelnosti vedení nože za vzniklých podmínek, ale také v tom, že snadno dochází k zahřátí nožů až k jejich rozžhavení. Toto silné tepelné namáhání nožů vede k jejich velmi rychlému opotřebení. Mimoto může velké zahřátí elastomerů v oblasti řezání vést k tak silným rozkladným reakcím polymerů, že dochází k velkým chemickým a fyzikálněmechanickým změnám těchto materiálů. Tyto změny pak vedou k velkým problémům při dalším lepení materiálu.

Aby bylo možno tyto problémy překonat, byla již navržena řada postupů:

chlazení oblasti řezání pomocí rozpouštědel, zvláště benzinem. Tento postup je závadný z hygienického hlediska. Kromě zdravotních problémů při vystavení pracovníků působení par rozpouštědla dochází také k nebezpečí výbuchu vzniklé směsi par se vzduchem. Tyto směsi mohou být zapáleny příliš horkými částmi řezacího zařízení nebo také elektrickými jiskrami v případě elektrického pohonu těchto zařízení.

Chlazení/mazání oblasti řezání materiálu není možno uskutečnit působením vody.

Zařazování přestávek, v jejichž průběhu dochází ke zchladnutí oblasti řezání. Postupuje se tak, že se rozřízne krátký úsek a jakmile se počnou vyvíjet kouřové plyny, nechá se oblast zchladnout. Tento postup je však velmi nákladný na čas a zřídka se užívá.

Při dodávání řezacího zařízení se často doporučuje používání šamponu ke snížení tření v oblasti řezání materiálu. K tomuto účelu se stříká vodný roztok šamponu

do místa příštího řezu. K postřiku předního skla automobilu je zapotřebí přibližně 150 až 200 ml roztoku smáčedla. Tento postup sice sníží tvorbu tepla v oblasti řezu, avšak zbytky smáčedla zůstanou na řezné ploše a postup proto má velmi nepříznivý vliv na možnost dalšího lepení materiálu.

Ve všech případech, v nichž se předpokládá opětné lepení řezné plochy elastomerů není možno použít poslední z uvedených postupů vzhledem k tomu, že zbytky smáčedla na řezné ploše sníží pevnost tohoto místa v případě dalšího lepení.

V US patentovém spisu č. 4 128 452 se popisuje řez k oddělení slepených materiálů, zvláště samolepicích etiket.

U tohoto nože se čepel nachází v pouzdru, opatřeném vnitřním vyložením z absorpčního materiálu. Mazací kapalina, například silikonový olej se rovnoměrně nanáší na absorpční materiál pouzdra. V případě, že se čepel vsune do pouzdra a opět se vyjme, dojde k nanesení tenké vrstvy mazadla na celý povrch čepele. Tím se umožní styk mezi čepelí a děleným materiálem téměř bez tření. I v tomto případě však snižuje mazací kapalina lepivost zpracovávaného materiálu.

Bylo by proto stále ještě zapotřebí mít k dispozici mazací a chladicí prostředek, umožňující řezat elastomerní materiály bez vývoje velkého množství třecího tepla, přičemž plochy po rozřezání by měly být vhodné pro nové slepení částí elastomerů. Při opravách přímo lepených automobilových skel je tato skutečnost zvláště důležitá, protože při výměně poškozených oken vzniká tak zvaná zbývající svarová housenka různé tlouštky na karoserii vozidla. Na tuto řeznou plochu se pak přímo nalepí nové okno nebo slouží tato řezná plocha jako styčná plocha pro nově nasazované okno. Vzhledem k tomu,

že okna vozidel jsou integrální složkou pevnosti automobilové karoserie, předepisují výrobci automobilů nejnižší hodnoty pevnosti v tahu a ve střihu pro lepené materiály, jejichž 2 hodnota je zpravidla nejméně 3 N/mm . Při standardních lepe2 ných materiálech se obvykle dosahuje hodnot vyšších než 5 N/mm , přičemž těchto hodnot je nutno dosáhnout i při opětném lepení.

Podstata vynálezu

Nyní bylo zjištěno, že při použití mazadel na bázi vodných roztoků a/nebo emulzí polyolů je možno odstranit všechny nevýhody svrchu uvedených postupů. Nový postup dovoluje rychlé a bezpečné opětné lepení oken automobilů a z hlediska toxicity a pracovní hygieny je nezávadný. Schopnost polyolů mazat Čepel a současně ji chladit spolu s obsaženou vodou je velmi dobrá a je doložena řadou pokusů. Rovněž je zajištěna možnost opětného slepení svarové housenky, přičemž je možno dosáhnout nejméně 85 % původní pevnosti v tahu a ve střihu. Uvedeným postupem je totiž možno splnit podmínky, které udávají výrobci automobilů pro první lepení. Zásadně je možno jako mazadla uživ řadu polyolů. Zvláště výhodné jsou polyetherpolyoly na bázi polyethylenglykolů a polypropylenglykolů s přímým nebo rozvětveným řetězcem nebo jejich kopolymerů. Molekulová hmotnost, hydroxylové číslo a viskozita polyetherpolyolů se při tom může měnit v širokém rozmezí. Výhodné hodnoty hydroxylového čísla jsou 500 až 15 a zvláště 50 až 20 mg KOH/g. Viskozita polyetherpolyolů při teplotě 25 °C se pohybuje v rozmezí 500 až 3000 mPa.s. Hydroxylové číslo bylo stanoveno podle normy DIN 53240 a viskozita podle DIN 51550. Polyetherpolyoly jsou pro použití podle vynálezu velmi výhodné, je však možno použít také pólytetrahydrofurany, polyesterpolyoly, polybutadieny s hydroxylovými funkčními skupinami a produkty jejich ethoxylace pro propoxylace a další s vodou • «· 19 11 11 99

111 111 1111

1111 1 1111 1 11 1 91 111 11 11 111 191

11119 11 1 1

111 11 11 11 11 11 mísitelné nebo ve vodě emulgovatelné polyoly. Pro lepší mísitelnost s vodou nebo snadnější vznik .stálé emulze je možno použít směsi polyolů s nízkou a vysokou molekulovou hmotností a malým přídavkem smáčedel nebo emulgátoru. V tomto případě se zpravidla užívají neiontová smáčedla jednotlivě nebo ve směsi, s výhodou smáčedla, obsahující nejméně dvě sku piny OH v molekule. Zvláště výhodné jsou alkylpolyglykosidy (zvláště vyráběné a užívané firnou Henkel). Ke zvýšení stálos ti při skladování je možno přidat známá konzervační činidla.

Pro použití jako mazadla a chladicí prostředky je dosta čující postřik roztokem s obsahem přibližně 2 % hmotnostních polyetherpolyolů na místo řezu. Pro lepší přepravu a skladovatelnost je účelné připravit nejprve koncentrát, který se na místě určení snadno zředí vodou.

Typický koncentrát mazadla a chladicího prostředku podle vynálezu tedy může mít následující složení:

až 40 % hmotnostních polyetherpolyolů, popřípadě jako směs většího počtu těchto látek,

0,1 až 3 % hmotnostní neiontových smáčedel, s výhodou alkylpolyglykosidů,

0,05 až 0,5 % hmotnostních konzervačního prostředku,

56,5 až 84,85 % hmotnostních demineralizované vody.

Možnost ředění koncentrátu uvedeného typu pro vlastní použití závisí na obsahu polyetherpolyolů v koncentrátu, obvykle se koncentrát ředí v poměru 1 : 8 až 1 : 20.

Praktické provedení vynálezu bude osvětleno následujícími příklady.

• ·· 99 99 99 99

9 9 9 9 9 9 9 9

9 99 9 9 99 9 9 9 9 · ······· · · ····· ·· 9· ·· ··

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Koncentrát mazacího prostředku se připraví z následujících složek: 29 % hmotnostních polyetherpolyolu (Lupranol 2040. BASF, hydroxylové číslo 28 mg KOH/g), 0,8 % hmotnostních alkylpolyglykosidů (Henkel), 0,2 % hmotnostních prostředku Acticid SPX (Thorchemie), 70 % hmotnostních demineralizované vody.

Polyol se smísí se smáčedlem jako předloha a pak se v rozpouštěcím zařízení pomalu přidává za energického míchání k vodě. Je zvláště důležité dosáhnout intenzivního míchání ve vysoce viskózní fázi tak, aby vznikla stálá emulze s jemně dispergovanými kapkami polyolů.

Příklad 2

Při zkoušce na praktické použití se mazací prostředek z příkladu 1 zředí vodou v poměru 1 : 15 a výsledná kapalina se stříká na svarovou housenku čelního skla PKW. Vytvrzená lepicí housenka se snadno řeže výkyvným nožem, aniž by došlo k vývoji tepla.

Příklad 3 (srovnávací)

Ke zjištění pevnosti v tahu a střihu u nově slepeného materiálu byly vyříznuty proužky skla s rozměrem 25 x 100 x 4 mm a tyto proužky byly slepeny s lakovanými ocelovými plechy s rozměrem 25 x 100 χ 1 mm pomocí lepicí housenky, tvořené jednosložkovým lepidlem Terostat 8597 (Teroson) při tloušťce vytvořené vrstvy 5 mm . Příprava těchto zkušebních vzorků a stanovení pevnosti v tahu a střihu bylo prováděno podle normy DIN EN 1455. Po vytvrzení podle návodu výrobce bylo dosaženo

pevnosti v tahu a střihu 5 až 6 MPa.

K simulaci nového zasklení byly provedeny jednak řezy materiálem při použití mazadla a chladicího prostředku podle vynálezu a jednak při použití dětského šamponu ve vodě, užitého k postřiku na místo řezu. Pak byly opět vyříznuty zkušební vzorky. K opětnému slepení byly použity nové proužky skla, na něž byl nanesen Terostat 8510 (Teroson). Po zaschnutí povrchu tohoto primeru bylo naneseno odpovídající množství lepidla Terostat 8597. Pak byly použity odříznuté proužky ple chu, na nichž se ještě nacházela housenka k simulaci opětného slepení, takže opět vzniknul materiál s tlouštkou vrstvy 5 mm

Po dosažení konečného vytvrzení lepeného skla bylo dosaženo při použití mazadla a chladicího prostředku podle vy2 nález u při řezání pevnosti slepené části více než 5 N/mm .

U vzorků, rozřezaných při použití roztoku dětského šamponu 2 bylo dosaženo pevnosti v tahu a střihu nižší než 1 N/mm .

Je tedy zřejmé, že při použití mazadel dosud známých vzniká podstatné bezpečnostní riziko vzhledem ke snížené pevnosti slepeného místa v tahu a střihu, kdežto při použití lepicího a chladicího prostředku podle vynálezu je možno dosáhnout pevnosti, která je podstatně vyšší než nejnižší po2 žadovaná pevnost, uváděná výrobci automobilů, 3 N/mm .

Zastupuje:

• 44 · · · · · · · •4»· 4 4 4 4 4 * · · · «4 · · 4 · · · · 44« 444 • 4 4 4 4 4 · 4 4

4 4 4 4 44 44 4« 44

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Použití prostředku na bázi vodných roztoků a/nebo emulzí polyetherpolyolů jako mazadla k mazání a chlazení při řezání vytvrzených vrstev elastomerních lepidel a těsnicích materiálů nebo vytvrzených elastomerních tvarových částí nebo profilů.
2. 2. Použití podle nároku 1, při němž obsahuje mazací prostředek vodu, nejméně jeden polyetherpolyol, nejméně jedno neiontové smáčedlo a popřípadě konzervační prostředek.
3. 3. Použití podle nároku 1 nebo 2, při němž se polyetherpolyol volí ze skupiny přímých nebo rozvětvených polyethylenglykolů, polypropylenglykolů nebo jejich kopolymerů.
4. 4. Použití podle nároku 3, při němž má polyol hydroxylové číslo 500 až 15, s výhodou 50 až 20 mg KOH/g (DIN 53240) a viskozitu při teplotě 25 °C v rozmezí 500 až 3000 mPa.s (DIN 51550).
5. 5. Použití podle některého z nároků 2 až 4, při němž smáčedlo nebo smáčedla obsahují nejméně dvě skupiny OH.
6. 6. Použití podle nároku 5, při němž je smáčedlem alkylpolyglykosid.
7. 7. Způsob řezání vytvrzených lepidel nebo těsnicích materiálů z elastomerních látek ve spárách nebo elastomerních tvarových částí, vyznačující se tím, že se řezané oblasti elastomeru postřikují nebo natírají mazacím prostředkem podle některého z nároků 1 až 6, ···

   49 ·4 ι « · • ··· > 4 9 1 ► 9 9 I

   4 9 49

   99 99 » · « ·

   I 9 9 9

   949 494
8. 9 · ·· ·· elastomer se řeže při použití vibračního nebo výkyvného nože nebo řezacího drátu, popřípadě se na nejméně jedné řezné ploše uskuteční další slepení.