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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Dichtungsmaterials, das leicht aufzubringen ist, das kaum Unebenheit der Beschichtung verursacht und eine ordentlich fertigbearbeitete beschichtete Oberfläche ergibt.
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Verwandter Stand der Technik
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Es ist herkömmliche Praxis, ein Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis im voraus auf die innere Oberfläche eines Luftreifens aufzubringen, um zu verursachen, dass ein Loch im Reifen natürlich abgedichtet wird, in dem Fall, dass ein Luftreifen platt wird.
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Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis sind Dichtungsmaterialien (was als Rohkautschuk bezeichnet wird), die erhalten werden durch Zumischen unterschiedlicher Mischungsbestandteile zu Kautschuk. Bisher wurde eine Vielzahl von Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die
japanische Patentanmeldung, Kokai, Veröffentlichungsnummer Sho. 53-55802 eine Dichtung auf Kautschukbasis, um zu verhindern, dass ein Reifen platt wird, die Polyisobutylen, einen organischen Füllstoff und Peroxid umfasst.
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Die Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis haben jedoch eine höhere Viskosität (beispielsweise ist im Fall eines aus Butylkautschuk hergestellten Dichtungsmaterials dessen Viskosität etwa 80 Pa·s/100°C). Jedes Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis kann nicht mit einem Sprühbeschichtungsverfahren auf eine Oberfläche (die innere Oberfläche eines Luftreifens) aufgebracht werden, die mit dem Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis beschichtet werden soll, und folglich muss das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis manuell aufgebracht werden. Aus diesem Grund hatte das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis den Nachteil, dass es eine schlechte Verarbeitbarkeit aufweist und leicht Unebenheit der Beschichtung verursacht, und es unmöglich macht, eine ordentliche gleichmäßig beschichtete Oberfläche sicherzustellen.
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Wenn die Viskosität jedes Dichtungsmaterials auf Kautschukbasis verringert werden soll durch Zugabe einer großen Menge eines organischen Lösungsmittels zum Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis, um es zu erleichtern, das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis mit einem Sprühbeschichtungsverfahren aufzubringen, hat das organische Lösungsmittel zusätzlich den Nachteil, dass es eine nachteilige Wirkung auf die Arbeitsumgebung mit sich bringt.
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Die
DE 27 59 122 A1 hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Ausbildung einer pannenverhindernden Schicht für einen Luftreifen zu schaffen, bei dem ein Dichtungsmaterial, das extrudiert wird, selbst wenn es eine hohe Viskosität aufweist, in feine Teilchen pulverisiert wird, um es unter einem Druck auf einer inneren Oberfläche eines Luftreifens durch die Fliehkraft zu beschichten. In dem Ausführungsbeispiel der genannten deutschen Offenlegungsschrift wird ein Dichtungsmaterial mit einer Viskosität von 1 × 10
5 cP bei einer Temperatur von 150°C verwendet.
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Die
US 5,775,603 betrifft ein System, bei dem Materialien, beispielsweise recycelter Gummi oder Kunststoff, kryogen gemahlen werden.
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Selbstdichtende Dichtungsmassen auf Basis einer Mischung von körnigem Kautschuk und Füllstoffen in schlauchlosen Luftreifen sind in der
DE 1 084 407 A , und Dichtungsmassen für Reifen, die pulverisiertes Elastomermaterial enthalten, in der
US 4,057,090 beschrieben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist ein erfindungsgemäßes Ziel, ein Verfahren zum Aufbringen eines Dichtungsmaterials zur Verfügung zu stellen, das leicht aufzubringen ist und bessere Verarbeitbarkeit besitzt, das kaum Unebenheit der Beschichtung verursacht und eine ordentlich fertigbearbeitete beschichtete Oberfläche erzeugt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbringung eines Dichtungsmaterials ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis mit einer Viskosität von 20 bis 200 Pa·s/100°C, das Butylkautschuk umfasst, in ein pulverförmiges Material bei einer Temperatur niedriger als die oder gleich der Brüchigkeitstemperatur des Dichtungsmaterials auf Kautschukbasis pulverisiert wird, und anschließend das pulverförmige Material mit einem Sprühbeschichtungsverfahren auf eine Oberfläche aufgebracht wird, die mit dem Dichtungsmaterial beschichtet werden soll.
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Auf diese Weise ist das Dichtungsmaterial für die Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren das pulverförmige Material, das erhalten wird durch das hoch viskose Kautschukdichtungsmaterial mit der Viskosität von 20 bis 200 Pa·s/100°C. Im Fall der vorliegenden Erfindung muss zusätzlich, weil dieses pulverförmige Material mit einem Sprühbeschichtungsverfahren auf eine Oberfläche aufgebracht wird, die mit dem Dichtungsmaterial beschichtet werden soll, das pulverförmige Material anders als beim herkömmlichen Verfahren zur Aufbringung eines Dichtungsmaterials nicht manuell aufgebracht werden. Dieses ermöglicht es, dass das pulverförmige Material leichter aufgebracht wird, eine bessere Verarbeitbarkeit besitzt, kaum Unebenheit der Beschichtung verursacht und eine ordentlich fertigbearbeitete beschichtete Oberfläche erzeugt.
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Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
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Ein erfindungsgemäß zu verwendendes Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis kann ein übliches, allgemein bekanntes Dichtungsmaterial sein. Beispielsweise ist das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis ein Material, wie es offenbart ist in der
japanischen Patentanmeldung, Kokai-Veröffentlichung Nr. Sho. 53-55802 , welches Polyisobutylen, einen anorganischen Füllstoff und Peroxid umfasst. Das erfindungsgemäß zu verwendende Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis ist ein Material mit einer Viskosität von 20 bis 200 Pa·s/100°C und umfasst Butylkautschuk. Butylkautschuk ist gut im Hinblick auf die Beständigkeit gegen Luftdurchlässigkeit. Zusätzlich kann ein Polymer wie Polybuten, welches anders als Kautschuk ist, in das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis, das Butylkautschuk umfasst, je nach Notwendigkeit zugemischt werden.
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Als anorganischer Füllstoff, der dem Kautschuk zugemischt werden kann, können beispielsweise Ruß, Silica, Zinkoxid und dergleichen aufgelistet werden. Darüber hinaus kann ein weiterer Mischungsbestandteil, wie Stearinsäure und Paraffinöl je nach Notwendigkeit hinzugemischt werden.
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In dem Fall, dass ein Peroxid verwendet werden soll, kann ein allgemein bekanntes Peroxid verwendet werden (jedoch muss Peroxid nicht immer verwendet werden). Als diese Art Peroxid seien Acylperoxide, wie Benzoylperoxid, p-Chlorbenzoylperoxid; Ketonperoxide, wie Methylethylketonperoxid; Peroxyester, wie t-Butylperoxyacetat, t-Butylperoxybenzoat, t-Butylperoxyphthalat; Alkylperoxide, wie Dicumylperoxid, Di-t-butylperoxybenzoat, 1,3-Bis(t-butylperoxyisopropyl)benzol; Hydroperoxide, wie t-Butylhydroperoxid; und dergleichen aufgelistet.
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Ein erfindungsgemäß zu verwendendes Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis ist ein Material mit einer Viskosität von 20 bis 200 Pa·s/100°C. Es ist bevorzugt, dass das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis ein Material mit einer Viskosität von 80 bis 140 Pa·s/100°C ist. Gründe dafür sind wie folgt. Ein Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis mit einer Viskosität niedriger als 20 Pa·s/100°C fließt nach seiner Aufbringung auf eine Oberfläche, die mit dem Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis beschichtet werden soll, aufgrund seiner zu geringen Viskosität übermäßig und entsprechend macht das Material auf Kautschukbasis die beschichtete Oberfläche uneben. Andererseits fließt ein Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis mit einer Viskosität höher als 200 Pa·s/100°C nach seiner Aufbringung auf eine Oberfläche, die mit dem Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis beschichtet werden soll, aufgrund seiner zu hohen Viskosität nicht. Entsprechend macht das Material auf Kautschukbasis die Dicke der Beschichtung uneben und macht die beschichtete Oberfläche ungleichmäßig. Um zu erreichen, dass die Viskosität eines Dichtungsmaterials auf Kautschukbasis 20 bis 200 Pa·s/100°C ist, kann die Menge, in der Mischungsbestandteile für das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis verwendet werden, je nach Notwendigkeit angepasst werden.
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Im Fall der vorliegenden Erfindung wird ein Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis mit einer Viskosität von 20 bis 200 Pa·s/100°C in ein pulverförmiges Material pulverisiert bei einer Temperatur niedriger als die oder gleich der Brüchigkeitstemperatur des Dichtungsmaterials auf Kautschukbasis. Das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis ist eine hoch viskose Verdickungssubstanz mit einer Viskosität von 20 bis 200 Pa·s/100°C, wird jedoch brüchig gemacht (verfestigt) bei einer Temperatur niedriger als die oder gleich der Brüchigkeitstemperatur des Dichtungsmaterials auf Kautschukbasis. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird, das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis bei einer Temperatur niedriger als die oder gleich der Brüchigkeitstemperatur des Dichtungsmaterials auf Kautschukbasis im Fall der vorliegenden Erfindung in ein pulverförmiges Material pulverisiert. Das Material kann nach einem gewöhnlichen Verfahren pulverisiert werden. Das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis kann unter Verwendung einer Niedertemperatur-Zerkleinerungsmaschine, beispielsweise unter einer Atmosphäre von flüssigem Stickstoff, pulverisiert werden. Im übrigen ist die Temperatur niedriger als die oder gleich der Brüchigkeitstemperatur des Dichtungsmaterials auf Kautschukbasis keine bestimmte. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Temperatur des Dichtungsmaterials auf Kautschukbasis um 10°C oder mehr niedriger ist als die Brüchigkeitstemperatur. Der Partikeldurchmesser des pulverförmigen Materials kann klein genug sein, dass das pulverförmige Material verspricht werden kann, und kann beispielsweise 3 μm bis 8 μm sein.
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Zusätzlich wird erfindungsgemäß das auf die zuvor erwähnte Weise erhaltene pulverförmige Material mit einem Sprühbeschichtungsverfahren auf eine Oberfläche aufgebracht, die mit dem Dichtungsmaterial beschichtet werden soll, beispielsweise die innere Oberfläche eines Luftreifens. Das pulverförmige Material kann aufgebracht werden unter Verwendung eines gewöhnlichen Verfahrens, beispielsweise unter Verwendung einer Luftspritzpistole oder einer luftlosen Spritzpistole. Wenn das Material aufgebracht werden soll, wird das pulverförmige Material versprüht, während es bei einer Temperatur niedriger als die oder gleich seiner Brüchigkeitstemperatur gehalten wird. Dies ist deswegen der Fall, weil das pulverförmige. Material seine Form nicht beibehalten kann, wenn die Temperatur, bei der das pulverförmige Material versprüht wird, dessen Brüchigkeitstemperatur überschreitet. Andererseits kann die Temperatur einer Oberfläche, die mit dem Dichtungsmaterial beschichtet werden soll, eine normale Temperatur (etwa 20°C) sein. Die Oberflächentemperatur kann nicht niedriger als 20°C, jedoch nicht höher als 60°C sein. Es ist bevorzugt, dass die Oberflächentemperatur nicht niedriger als 30°C, jedoch nicht höher als 50°C ist. Dies ist deswegen der Fall, weil dann, wenn die Temperatur der Oberfläche, die mit dem Dichtungsmaterial beschichtet werden soll, höher gemacht wird, das mit einem Sprühbeschichtungsverfahren aufzubringende pulverförmige Material sich schnell aufheizt und seine zugehörige Viskosität schnell wiedererlangt. Dies ermöglicht es, das pulverförmige Material an die Oberfläche anhaften zu lassen; die mit dem Material beschichtet werden soll.
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Beispiele 1 bis 6, Vergleichsbeispiele 1 und 2 und konventionelles Beispiel
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Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis, jeweils mit in Tabelle 1 gezeigter Mischungszusammensetzung (Gew.-Teile) wurden auf die innere Oberfläche eines Luftreifens (Reifengröße: 195/65R15) aufgebracht.
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Vor der Aufbringung wurden zuerst die Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis in die entsprechenden pulverförmigen Materialien mit einem Partikeldurchmesser von etwa 3 μm bis 8 μm unter Verwendung einer Niedertemperatur-Zerkleinerungsmaschine bei einer Pulverisierungstemperatur niedriger als die oder gleich den jeweiligen Brüchigkeitstemperaturen der Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis pulverisiert. Die so erhaltenen pulverförmigen Materialien wurden jeweils mit einem Sprühbeschichtungsverfahren unter Verwendung einer Luftspritzpistole auf die inneren Oberflächen der Luftreifen aufgebracht, während die pulverförmigen Materialien bei ihren Pulverisierungstemperaturen gehalten wurden (Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 und 2). Übrigens wurden die in Tabelle 1 gezeigten Mischungsbestandteile jeweils in. die Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis eingemischt. Danach wurden die Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis für eine Stunde auf eine Temperatur von 120°C erhitzt und hierdurch jeweils vorbereitende Teilvulkanisationsverfahren auf die Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis angewandt. Bedingungen für das Sprühverfahren waren wie folgt. Eine Sprühmaschine vom Typ des Fallens durch Schwerkraft (”gravity drop type”) wurde als Luftspritzpistole verwendet. Man ließ die pulverförmigen Materialien in der Nähe der Sprühdüse herunterfallen. Die Flussgeschwindigkeit, mit der die pulverförmigen Materialien aus der Sprühdüse herausgesprüht wurden, wurde auf 20 m/s bis 100 m/s eingestellt. Der Durchmesser der Öffnung der Sprühmaschine vom Typ des Fallens durch Schwerkraft wurde so eingestellt, dass er groß genug war, um die zuvor erwähnte Flussgeschwindigkeit zu erzielen, und um die pulverförmigen Materialien ausreichend herauszusprühen.
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Die Temperaturen der inneren Oberflächen (Temperaturen der beschichteten Oberflächen) der Luftreifen waren jeweils wie in Tabelle 1 angegeben ist.
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Was das konventionelle Beispiel angeht, so besitzt dessen Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis eine höhere Viskosität, wenn es auf Normaltemperatur gebracht wird. Aus diesem Grund wurde das in ein Sheet zu kalandrierende Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis manuell auf die innere Oberfläche des Reifens geklebt. Auf diese Weise wurde die innere Oberfläche des Luftreifens (Reifengröße: 195/65R15) mit dem Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis beschichtet.
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Die jeweiligen Verarbeitbarkeiten für die Aufbringung der Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis und die jeweiligen Grade der Gleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke der Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis sind wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Übrigens meint das Symbol ”o” ”gut”, das Symbol ”Δ” ”ganz gut, wenn auch hinter ”o” zurückstehend” und das Symbol ”x” bedeutet ”schlecht”.
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Im Fall von Vergleichsbeispiel 1 in Tabelle 1 besaß das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis eine niedrigere Viskosität. Aus diesem Grund floss das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis nach seiner Aufbringung auf die innere Oberfläche des Reifens übermäßig und entsprechend wurde die Dicke der beschichteten Oberfläche ungleichmäßig. Im Fall von Beispiel 1 war die Temperatur der beschichteten Oberfläche niedriger. Aus diesem Grund änderte sich die Viskosität des auf die innere Oberfläche des Reifens aufzubringenden Dichtungsmaterials nicht schnell zu einer effektiven Viskosität und entsprechend wurde die Dicke der beschichteten Oberfläche leicht ungleichmäßig. Im Fall von Beispiel 6 war die Temperatur der beschichteten Oberfläche zu hoch. Aus diesem Grund war die Viskosität des Dichtungsmaterials, die nach dessen Aufbringung auf die innere Oberfläche des Reifens erhalten wurde, niedriger und entsprechend war die Ebenheit der beschichteten Oberfläche leicht verschlechtert. Übrigens ist es, wenn die Temperatur der beschichteten Oberfläche zu hoch ist, wahrscheinlich, dass die zu hohe Temperatur den Reifen an sich nachteilig beeinflusst. Im Fall von Vergleichsbeispiel 2 war die Viskosität des Dichtungsmaterials auf Kautschukbasis hoch. Aus diesem Grund floss das Dichtungsmaterial nach seiner Aufbringung auf die innere Oberfläche des Reifens nicht und entsprechend schwankte die Dicke der beschichteten Fläche lokal. Diese Schwankung verschwand und entsprechend wurde die beschichtete Oberfläche nicht eben. Im Ergebnis war die Dicke der beschichteten Oberfläche ungleichmäßig.
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Entsprechend verursachen, wie sich aus Tabelle 1 klar ergibt, die Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis, wenn sie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebracht werden (Beispiele 1 bis 6), kaum Unebenheit der Beschichtung im Vergleich mit den Dichtungsmaterialien auf Kautschukbasis gemäß Vergleichsbeispielen 1 bis 2 und weisen bessere Verarbeitbarkeit auf im Vergleich zum konventionellen Beispiel.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie zuvor beschrieben ist, wird erfindungsgemäß ein Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis mit einer höheren Viskosität in ein pulverförmiges Material pulverisiert bei einer Temperatur niedriger als die oder gleich seiner Brüchigkeitstemperatur. Anschließend wird das pulverförmige Material mit einem Sprühbeschichtungsverfahren auf eine Oberfläche aufgebracht, die mit dem Dichtungsmaterial beschichtet werden soll. Aus diesem Grund ist das Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis mit dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht aufzubringen und besitzt entsprechend eine bessere Verarbeitbarkeit. Das Material verursacht kaum Unebenheit der Beschichtung und erzeugt eine ordentlich fertigbearbeitete beschichtete Oberfläche. Zusätzlich kann das Material in einer beliebigen Dicke aufgebracht werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbringung des Dichtungsmaterial auf Kautschukbasis wird nicht nur für einen Luftreifen, sondern auch für die Abdichtung eines Daches, eines Bades und dergleichen eines Hauses, die Abdichtung von Zwischenräumen jeweils zwischen den Lampen und der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, die Abdichtung von Verbundglas und dergleichen angewandt.