DE3337728A1 - Verfahren zum giessverbinden von gummi auf glas und danach hergestellte gegenstaende - Google Patents

Verfahren zum giessverbinden von gummi auf glas und danach hergestellte gegenstaende

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DE3337728A1
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Description

AGES 8210/83
"Verfahren zum Gießverbinden von Gummi auf Glas und danach hergestellte Gegenstände"
Diese Erfindung beziehL sich auf ein Verfahren zum Gießverbinden von Gummi auf Glas und die dadurch erzielten Produkte.
Bekannt sind Verfahren zum Gießverbinden von Gummi auf Metallträger im allgemeinen, wobei man den Gummi mittels einer Vulkanisationsstufe in innige Adhäsion zum Metall bringt, so daß sich ein zusammengesetzter Herstellungsartikel ergibt, dessen Bestandteile sich nicht mehr trennen lassen, die Gummi-Metall-Verbindung wird dann durch chemische und physikalische Mittel, mechanische Einwirkungen und Alterungsfaktoren nicht beeinflußt.
Die vorliegende Erfindung soll ein Verfahren zum festen Gießverbinden von Gummi auf einen Glasträger im allgemeinen schaffen, um zusammengesetzte Artikel aus Gummi und Glas zu erzeugen, bei denen entsprechend dem Gummi-Glas-Bindungsverfahren der dem Glas während der Reifestufe anhaftende Gummi sich eng mit dem Glas verbindet und bei denen die Verbindung ebenfalls nicht durch mechanische Spannungen, chemische und physikalische Mittel und Alterung beeinflußt wird.
'\\\'\· iü'OO 333772E
AGES 8210/83
— 7 —
Das Verfahren zum, Gießverbinden von Gummi auf Glas nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine chemisch-molekulare Bindung zwischen Gummi und Glas während der dimensionalen Konformation des Gummis und während der gleichzeitigen Umformung des Gummis aus der plastischen in die elastische Phase durch die kombinierte Einwirkung von Zeit, Wärme und/oder Druck erzeugt wird.
Insbesondere wird zur Durchführung des Verfahrens eine besonders formulierte Polymermischung und eine entsprechend besondere Grundschicht erstellt, die prozentual in den unten angegebenen Bereichen liegt, wobei das Verfahren die folgenden aufeinanderfolgenden Stufen umfaßt:
-Glasentfetten
-Aufbringen einer Grundschicht (Primär) -Aufbringen eines Klebers
-Wärmereifung
-Einbringen in eine Gußform
-Spritz-, Übertragungs- oder Druckgießen
-Herausnehmen, Reinigen und Fertigbearbeiten des Produkts.
AGES 8210/83
Nach der Erfindung wird vorzugsweise eine elastomerische Mischung mit der folgenden allgemeinen Formel verwendet:
-ein oder mehrere Polymere in Prozentsätzen zwischen 20 % und 50 % und aus der folgenden Gruppe ausgewählt:
Chloropren (CR), Äthylen-Propylen (EPR), Äthylen-Propylen-Dien (EPDM), natürlicher Gummi (NR), Polyisopren (IR), Styren-Butadien (SBR);
-nichtfleckende AlterungsVerhinderer und Oxidationsverhinderer in Prozentsätzen bis zu 5 %, die für die verwendeten Polymere spezifisch sind;
-verstärkende Füller und/oder organische Chargen in Prozentsätzen von 30 % bis 70 %;
-Plastifizierer von 5 % bis 60 %;
-Beschleuniger (spezifisch für die verwendeten Polymere) von 0,5 % bis 3 %.
Für das GiasenLfeLtcn wird vorteilhaft, eine Mischung organischer I.ö.sungsmi t C e I ve-r wende L, die Verbindungen der π I i ρ h £i L i s c h ο η ti η d / ο d e r .iromaL i sehen Reihe enthält oder Produkte ;inori;an i.srhcr und/oder organischer Natur (seitige- Demi sehr) auf wässeriger Basis.
AGES 8210/83
Bei Beendigung der Entfettung werden die Glaste iIe, die mit dem Gummi verbunden werden sollen, mit einer Grundschicht aus einer Lösung natürlicher und/oder synthetischer Polymere in aliphatischer und/oder aromatischer Lösung mit Stabilisatoren und verstärkenden Füllern behandelt.
Die allgemeine Formel der Lösung lautet wie folgt:
-ein oder mehrere Polymere von 7 bis 35 % , ausgewählt aus der Gruppe von natürlichem Gummi, Chloropren, Polyisobutylen, Polyäthylen, Chlorosulfonate;
-mineralische und organische Füller von 0,1 bis 50 % bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe Kieselsäure, Aluminium- und
Magnesiumsi1icat, Magnesiumsilicate, CaIciumcarbonat,
Titandioxid, Kohlenstoffschwarz, siliciumorganisehe Stoffe (Organosilane)·
Nach dem Trocknen wird die besagte Crundschicht mit einem Kleber herkömni 1 Lcher Zusammensetzung beschichtet, vorzugsweise mi. t einer organischen Polymerlösung in einer entsprechenden Mischung organischer Lösungsmittel ·
AGRS 8210/83
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend einige praktische Beispiele gegeben, wie dieses Verfahren des Aufgießens von Gummi auf Glas durchgeführt wird, und zwar unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, darin ist
Fig. 1 ein Querschnitt einer Glasscheibe mit einer U-förmigen peripherischen Dichtung aufgegossen;
Fig. 2 ein Querschnitt einer Glasscheibe mit einer aufgebrachten Dichtung, die mit einem plattiertem Metall- oder Plastikkanal versehen ist, so daß es als Glas-Laufweg verwendet kann; und
Fig. 3 und 4 sind den vorhergehenden ähnliche Querschnitte, die den Verbund von Gummielementen auf Glas illustrieren; sie sollen mit entsprechenden Blechteilen zusammenarbeiten.
In den Zeichnungen bedeutet G das Gummielement K das Glas und L das Blechteil.
Das Verbindungsverfahren geht wie. folgt vor sich:
AGES 8210/83
- 11 Beispiel I
Glas K wird wenigstens in der Verbindungsgegend Z mit dem Gummi entfettet; dafür verwendet man irgendein organisches Lösungsmittel der aliphatischen
oder organischen Reihe oder eine Mischung solcher Lösungsmittel.
Diese Stufe kann in Verbindung mit irgendeiner der folgenden bekannten Methoden verwendet werden:
Eintauchen, Aufpinseln, Ultraschallbehandlung, Aufsprühen, Verdampfung des Lösungsmittels.
Nach dem Entfetten wird die Grundschicht auf die für die Gummiverbindung bestimmte Gegend Z aufgebracht Dies geschieht am besten durch Abdecken des verbleibenden Teils der Glasscheibe; die Grundschicht wird entweder aufgepinselt, aufgesprüht oder
das Stück wird eingetaucht.
Diese Grundschicht hat folgende Zusammensetzung:
Bestandteile Konzentrationen (%)
Polyisobutylen 20
Al und Mg Silikate 40
Kohlenstoffschwarz 5
Organosilane 5
Lösungsmittel 30
AGES 8210/83
Nach dem Trocknen wird die zum Verkleben bestimmte Zone Z mit einem Kleber beschichtet; diese Schicht kann auf die gleiche Weise aufgebracht werden wie
die Grundschicht.
Wie bereits erwähnt, kann der Kleber jedes beliebige handelsübliche Produkt sein, am besten eine polymerische organische Lösung in einer entsprechenden Mischung von organischen Lösungsmitteln.
Dann folgt eine Wärmereifungsstufe mit einer Dauer von etwa 30 Sekunden bei einer Temperatur von etwa 1000C.
Danach wird das so vorbehandeLte Glas in eine Gußform gebracht, wo die elastomerische Mischung nach irgendeinem der folgenden herkömmlichen Gußverfahren gegossen wird:
Einspritzen, Übertragen oder Druckguß.
Die verwendete elastomerische Mischung hat folgende Zusammensetzung:
AGES 8210/83
- 13 -
Bestandteile: Konzentration (%)
Chloiöpren 50
mineralische Füller 30
Antioxidationsmit. teJ 2
Beschleuniger 2
Plastifizierer 21
Nach dem Reifen hat diese Mischung die folgenden Eigenschaften:
-Dichte (g/cm3) 1,40
-CK (kg/cm2) 100
-AR (%) ' 280 -LAC (kg/mm) 2
-HS (Shore A) 60
Nach dem Herausnehmen erfolgt das Reinigen und Fertigbearbeiten, um ein Fertigprodukt zu bekommen. Das Produkt ist gekennzeichnet durch eine innige Verbindung des Gummis mit dem Glas infolge der gegenseitigen Durchdringung der dazwischenliegenden Kleberschichten untereinander und mit dem Gummi.
AGES 8210/83
-U-
Beispiel II
Es wird das gleiche Verfahren wie in Beispiel I angewendet, wobei jedoch eine Grundschicht mit folgender Zusammensetzung verwendet wird:
-Naturgummi 35 %
-Kalziumkarbonat 25 %
-Kohlenstoffschwarz 5 %
Organosilane 5 %.
Lösungsmittel 30 %
sowie eine elastomerische Mischung mit folgender
Zusammensetzung:
-Naturgummi 50 %
-Antioxidationsmittel 1- %'
-Plastifizierer 13 %
-organische Füller 35 %
Beschleuniger 1 %
ACKS 8210/8'i
Ik' i s[) i ο 1 IM
Das Vorfahren ist das gleiche wie in BoispLoJ L,
es wird aber eine (! r undsc. h i r h t mi L folgender
Zusammeη se I zung verwendet:
-Polyäthylen Ch1 orosu1fonaί 30.%
-Titandioxid 10 %
-Koh 1 ens to f f schwa r ·/. 5 %
-OrgtinoK i 1 aiic 5 %
liösungsrn i 11 e 1 50 %
sowie eine eIast omerische Mischung aus folgender Zusammensetzung:
-SLyrenbuladien 2 2,5 %
-P ο L y i s ο r ρ r e η 2 2,5%
-mineralische Kuller 35 %
- P 1 a s t i f i. ζ i e r e r 14 %
Beschleuniger 1 %
Beispiel IV
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel I, aber mit einer Cr untlsch i eh t mit folgender Zusammensetzung :
A(MiS 8210/83
-Chloropren 15 %
-Kieselsäure 40 %
-Koh 1 ens Loffschwarz 5 %
- 0 r g a η ο s i I a η e 5 % -Lösungsmittel 3-5 %
und einer e1 as Iomerisehen Mi sr hung folgender Zusammensetzung:
-Äthylonpropylend ion 3Ό %
-Ant i ο χ i d a t i ο η κ milt ο .1 '3 %
- ο r g a η i s c h e I'' ü I 1 e r 3 0 % -Beschleuniger· 2 % -Plast i. fi zierer 2 ·5 %
Mit den Verfahren der obigen Beispiele t bis IV wurden ausgezeichnete Glasscheiben erzielt, wobei der Gummi innig mit dem (Il as träger verbunden war; außerdem fand man, daf3 die Gummi -G 1 as-Ve r bi η du ag durch mechanische Spannungen, chemische und physikalische Mittel und Alterung nicht beeinflußt wurde.
Daher wird das Verführen besonders bei der Kraftfahrzeugherste1 Iung ; vortei 1 ha(t sein, da sie eine Reihe von Problemen bewail igen kanu, die eng mit dem I1! in bau elastomer er Dichtungen an festen und
7 -
b e w e g I. i c h ο η (! 1 a κ s c h e i ben mil einer bedeutend vereinfachten Konstruktion verbunden sind, ferner bietet sie wirtschaftliche Vorteile* und f u η k t i ο η e 1 1 e Vor be s se πι η g en .
Natürlich können innerhalb des gleichen Prinzips die Ausführungsdο Iai Is- und Verfahren beträchtlich ν on d e r vorhergehend e η erliiuLernden Beschreibung abweichen, ohne jedoch vom Umfang dieser K rfindung ab/.viwe i. eben .
Leerseite

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1.) Verfahren zum Gießverbinden von Gummi auf Glas,
    dadurch gekennzeichnt, daß eine chemisch-molekulare Bindung zwischen dem Gummi und Glas während der dimensjonalen Konformation des Gummis und während seiner gleichzeitigen Umwandlung aus der plastischen in die elastische Phase durch die Kombination von Zeit, Wärme und/oder Druck erzeugt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Stufen umfaßt:
    -Glasentfetten mit einer Mischung aus organischen Lösungsmitteln der aliphatischen und/oder organischen Reihe oder mit wässerigen Lösungen von Produkten anorganischer und/oder organischer Natur; "
    AGKS^ 8210/83
    — 2 -
    -Aufbringen einer Grundschicht aus einer Lösung von natürlichen und/oder synthetischen Polymerer in aliphatischen und/oder aromatischen Lösungsmitteln mit verstärkenden und/oder stabilisierenden Kullern;
    -Aufbringen eines Klebers aus einer organischen polymeren Lösung in einem Gemisch organischer Lösungsmittel; χ
    -Wärmereifung des Glases mit der Grundschicht und dem Kleber;
    -Einbringen in eine Gußform;
    -Aufgießen auf das so vorbereitete Glas einer elastomeren Mischung eingeschlossen ein oder mehrere Polymere, nichtfleckende Antioxidationsmittel und Antiozonmittel, mineralische und/oder organische Füller, Pia tifizierer und Beschleuniger;
    -Herausnehmen, Reinigen und Fertigbearbeiten des sich ergebenden Herstellungsartikels.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Grundschicht im wesentlichen die folgende Zusammensetzung au.fwei.sL:
    AGES 8210/83
    -ein oder mehrere Polymere von Prozentsätzen von 7% bis 35 %, ausgewählt aus einer Gruppe einschließlich natürlichem Gumi, Chloropren, Polyisobutylen, Polyäthylen und Chlorosulfonat;
    -mineralische und organische Füller von 0,1 % bis 50 % mit Bestandteilen aus der Gruppe Kiesel säur Aluminium- und/oder Magnesiumsilicate, Calciumcarbonate, Titandioxid, Kohlenstoffschwarz und organischen Mischungen von Silikon (Organosilanen).
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die el. as torn ore Mischung im wesentlichen folge»nde Zusammensetzung hat:
    -ein oder mehrere Polymere in Prozentsätzen von 20 bis 50 % ausgewählt aus einer Gruppe ein-
    . schließlich Chloropren, Äthylen-propylen, Äthylen-propy 1 en-dien, natürlichem Gummi, Polyisopren und Styren-butadien;
    -nichtfleckende Antiodixidationsmittel und Antiozonmitt bis zu 5 %, wie sie für die verwendeten Polymere spezifisch sind;
    AGES 8210/83
    -verstärkende Mineralien und/oder organische Füller von 30 bis 70 %;
    -Plastifizierer von 5 % bis 60 % .
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschicht und die elastomere Mischung in Verbindung mit und in einer bestimmten Zeitfolge verwendet werden.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmereifungsstufe 3 bis 30 Sekunden dauert bei einer Temperatur von 60° C bis 1400C.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Kleber verwendet wird, der auch als Grundschicht dient.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis? , dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschicht wenigstens zwei Polymere der angegebenen Gruppe in Verbindung enthalt.
    AGES 8210/83
    . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die olasLomerische Mischung wenigstens zwei, der Polymere der angegebenen Gruppe* in Verbindung enthält.
    10. Ein mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche bis 9 hergestelltes Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß es einen innigmit wenigstens einem Gummielement (G) verbundenen Glasträger (K) umfaßt, wobei sich die innige Bindung aus der Anwendung des genannten Verfahrens ergibt, die durch das Durchdringen der dazwischenliegenden Kleberschicht miteinander, mit dem Gummi. (G) und dem Glas (K) gekennzeichnet ist.
    11. Produkt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer festen oder beweglichen Glasscheibe (K) eines Kraftfahrzeuges in Verbindung mit einer oder mehreren el as tomeren Dichtungen besteht.
    DIPL.-ING. CONRAD KoCHUfJG
    PATENTANWALT
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