КЛЕЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ СКРЕПЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ С СУБСТРАТОМ
ADHESIVE COMPOSITION AND METHOD OF ATTACHING ARTICLE TO SUBSTRATE

Изобретение относится к клеящей композиции и способу крепления изделия на субстрате или на основе.
Специфической областью использования данного способа и данной клеящей композиции является крепление изделий на стенах зданий и подобных основах. В частности, в санитарно-технической и кухонной области стены снабжены облицовкой, состоящей из кафеля, керамических плиток, каменных или мраморных плиток. В общем плане способ относится к самым различным областям использования, таким как самолетостроение, судостроение, строительство сооружений из металлоконструкций.
Для крепления на стенах изделий оснащения, таких как мебель, осветительные приборы, санитарно-технические изделия типа держателей для полотенец, могут известным образом использоваться крепежные средства в виде винтов. Однако для этого вначале в стенах должны быть выполнены сверления, а в сверления введены дюбели. Для того, чтобы избежать повреждения высококачественной облицовки стен, такой как кафель, эти сверления обычно выполняют в швах между кафельными плитками, что нежелательным образом ограничивает место расположения крепежных средств. Другой недостаток состоит в том, что если через какое-то время нужно снова изменить место установки оснащения, на старом месте установки остаются видными сверления. Это значительно ухудшает внешний вид стены даже в том случае, когда эти сверления заполняют наполнителем.
Для устранения этих недостатков были предприняты попытки заменить крепежные средства в виде винтов клеящими средствами.
В простейшем случае для этого могут использоваться клеящие ленты, в самом простом случае двухсторонняя клеящая лента. Ее недостаток заключается, с одной стороны, в том, что такие крепежные средства отстают с течением времени. Другой недостаток состоит в том, что они непригодны для крепления к стенам каких-либо тяжелых изделий.
В принципе для крепления изделий на таких основах, как стены комнат или зданий, возможно использование аэробного клеящего вещества. Однако здесь проблема связана с тем, что такие аэробные клеящие вещества должны отверждаться в течение нескольких часов, при этом для их отверждения требуется подвод влаги. Если же нанести слой аэробного клеящего вещества на изделие, а затем изделие со слоем клеящего вещества прижать к основе, находящийся между изделием и основой слой клеящего вещества становится изолированным от окружающего воздуха, что делает невозможным отверждение аэробного клеящего вещества.
Монтажная система, обеспечивающая возможность использования таких аэробных клеящих веществ, известна из патентного документа WO 03/036106.
Эта монтажная система служит для стационарной установки таких изделий, как держатели для полотенец, полки, осветительные приборы и другие изделия оснащения, на стене, потолке или подобной поверхности, особенно в помещениях с облицовкой стен кафелем, мраморными плитками и т.п. Монтажная система состоит из крепежных элементов различного вида и клеящего или соединительного средства, которое может быть образовано аэробным клеящим веществом. Крепежные элементы изготовлены из металлокерамики и могут быть приспособлены по форме в соответствии с назначением. Недостаток таких систем заключается в очень долгом времени отверждения, которое может достигать двенадцати часов, что существенно снижает удобство монтажа.
Крепежный элемент служит для приема держателя изделия и содержит основной корпус, который на обращенной к стене задней стороне имеет углубление и ведущее в него заливочное отверстие. Через это отверстие клеящее или соединительное средство вводится между крепежным элементом и стеной.
Для выхода воздуха, вытесняемого клеящим или соединительным средством при его вводе в углубление, крепежный элемент снабжен, по меньшей мере, одним пропускающим жидкость и газ каналом, который проходит от углубления до другой наружной поверхности крепежного элемента и принимает излишек клеящего или соединительного средства.
Обращенная к стене задняя сторона основного корпуса выполнена проницаемой для жидкости и газа, по меньшей мере, в своих частичных областях. Таким образом, при отверждении находящегося в углублении клеящего или соединительного средства может выходить образующийся газ или улетучиваться летучее связующее. Одновременно к этому клеящему или соединительному средству может поступать воздух окружающей среды, так что оно может затвердевать и обеспечивать устойчивое и способное выдерживать нагрузки крепление крепежного элемента на стене.
Недостаток данного решения заключается в том, что выполнение основного корпуса связано с немалыми дополнительными конструктивными затратами и оно также не обеспечивает возможности свободного размещения крепежного средства.
В базе данных WPI Week 198916 Thompson Scientific, Лондон, Великобритания; AN 1989-119544 XP002535598 - & JP 01 066279 A (TOYO KOGYO CO) 13 марта 1989 (1989-03-13) описана клеящая композиция для крепления объектов на основании, состоящая из аэробного клеящего вещества, которое состоит из полиуретана, и гидрофильного материала в виде соли. В документе ЕР 2202276 раскрыты структуры силановых MS полимеров.
Задачей изобретения является создание стабильной, гибкой в использовании клеящей композиции для взаимного крепления двух объектов, не требующей конструктивного вмешательства в эти объекты.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет признаков, изложенных в пунктах 1 и 4 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и целесообразные решения по развитию изобретения изложены в зависимых пунктах.
Клеящая композиция по изобретению состоит из смеси аэробного клеящего вещества и гидрофильного материала и выполнена в виде монтажного набора, который содержит два контейнера для раздельного хранения аэробного клеящего вещества и гидрофильного материала, которые могут быть отобраны из контейнеров для замешивания клеящей композиции.
Основная идея изобретения заключается в том, что за счет добавления к аэробному клеящему веществу гидрофильного материала получают образующую клеящую композицию смесь, для которой теперь не требуется поверхностного контакта с влажным окружающим воздухом для ее отверждения в направлении от наружной поверхности. Вместо этого имеющийся в смеси гидрофильный материал, который пронизывает аэробное клеящее вещество, обеспечивает возможность отверждения этого содержащегося в смеси аэробного клеящего вещества в направлении изнутри наружу при отсутствии внешнего контакта с содержащим влагу окружающим воздухом. Требуемые для отверждения влага и кислород содержатся в самом гидрофильном материале, поскольку последний вследствие своих гидрофильных свойств содержит достаточно влаги для отверждения аэробного клеящего вещества в смеси, образующей клеящую композицию.
Ввиду того, что гидрофильные материалы в зависимости от условий окружающей среды либо отдают влагу в среду, либо поглощают ее из среды, в зависимости от случая применения содержание влаги в гидрофильных материалах может оказаться недостаточным, чтобы после смешивания с аэробным клеящим веществом обеспечить полное отверждение смеси.
Однако количество влаги в гидрофильном материале или в смеси гидрофильного материала с аэробным клеящим веществом имеет большое значение. Излишняя влажность препятствует склеиванию, слишком низкая влажность приводит к отсутствию реакции в образованном полимерами аэробном клеящем веществе, так что отверждения не наступает.
Для получения адекватной влажности в клеящей композиции по изобретению смеси из аэробного клеящего вещества и гидрофильного материала осуществляют дозирование влаги. При этом особенно выгодно производить дозированную добавку влаги гидрофильному материалу перед его смешиванием с клеящим веществом.
Особенно пригодна для дозированной добавки жидкости деревянная лопатка, которую используют для смешивания компонентов и которую предварительно погружают в воду или, в широком аспекте, в какое-то количество жидкости. Количество воды или, в широком аспекте, количество жидкости, которое может воспринять лопатка, образует дозированное количество жидкости, которое подают в смесь аэробного клеящего вещества и гидрофильного материала. При этом гидрофильный материал может действовать как буфер влажности, который может воспринимать излишнюю влагу и вновь отдавать ее по потребности. За счет процесса смешивания влага проникает во весь объем смеси, так что смесь может затвердевать полностью. Альтернативно лопатке могут использоваться также другие дозаторы для подвода влаги. В принципе возможно использование содержащих жидкость капсул. Они лопаются в процессе смешивания и отдают влагу в смесь. За счет добавки капсул, как и за счет добавки гидрофильного материала, может быть улучшена стойкость клеящей композиции по изобретению к растяжению и сдвигу. В принципе к гидрофильному материалу в качестве аккумулятора влажности может добавляться аккумулирующий гранулированный материал.
Благодаря смешиванию с гидрофильными материалами отверждение происходит значительно быстрее, чем при всех других способах.
При этом с помощью клеящей композиции по изобретению можно легко крепить объекты друг к другу путем того, что слой клеящей композиции наносят между двумя объектами.
При этом слой клеящей композиции может быть введен в любые выемки или углубления объектов и при сведении объектов располагаться полностью в закрытом внутреннем пространстве, то есть в пространстве, ограниченном непроницаемыми для диффузии поверхностями и изолированном от окружающего воздуха. Тем не менее при этом обеспечивается надежное отверждение аэробного клеящего вещества и соответствующее соединение объектов, способное выдерживать высокие нагрузки. Кроме того, клеящая композиция может быть нанесена на плоские поверхности. Здесь также клеящая композиция по изобретению может быть заложена между двумя непроницаемыми для диффузии поверхностями для их взаимного крепления.
В особенно выгодном примере осуществления изобретения аэробное клеящее вещество образовано силановыми MS-полимерами.
В принципе гидрофильные материалы могут быть образованы солями. Особенно предпочтительно гидрофильные материалы образованы гидрофильным волокном-носителем, которое может представлять собой натуральное или химическое волокно и предпочтительно состоит из хлопка. В принципе, в качестве гидрофильных материалов пригодны мел, мука, керамзит, галактоза, вата, лен, пенька, вискоза, целлюлоза, водоросли, войлок, а также древесное волокно, фильтрующие материалы с воздушными порами и вообще пропускающие воздух материалы.
Существенное преимущество клеящей композиции по изобретению состоит в том, что для выполнения функции клеящей композиции не требуется точного соблюдения соотношения в смеси клеящего вещества и гидрофильного материала. Для обеспечения по возможности хорошего отверждения аэробного клеящего вещества выгодно только, чтобы гидрофильный материал был по возможности равномерно смешан с аэробным клеящим веществом.
Далее для использования клеящей композиции существенно, чтобы компоненты клеящей композиции были смешаны незадолго до ее применения.
Для этого в предпочтительном примере осуществления подготовлен монтажный набор, который содержит два контейнера для раздельного хранения аэробного клеящего вещества и гидрофильного материала, в частности гидрофильного волокна-носителя. Из этих контейнеров компоненты могут быть отобраны в желаемом количестве для замешивания клеящей композиции.
Поскольку не требуется точного соотношения аэробного клеящего вещества и гидрофильного материала, клеящая композиция из этих компонентов может быть быстро и просто замешана даже неопытным персоналом.
Следующее преимущество клеящей композиции по изобретению заключается в том, что с его помощью может быть получено разъемное соединение двух объектов. Эта возможность базируется на том, что созданное посредством клеящей композиции соединение обладает очень высокой стойкостью к тяговым силам, однако менее стойко к воздействию усилий сдвига или среза. Поэтому путем поворота объекта созданное клеящей композицией соединение может быть нарушено. После этого места крепления могут быть очищены от остатков клеящей композиции лопаткой или подобным инструментом.
Согласно способу по изобретению объект закрепляют на основе с помощью следующих этапов.
Вначале замешивают клеящую композицию путем смешивания гидрофильного материала, в частности гидрофильного волокна-носителя, с аэробным клеящим веществом. Затем наносят слой клеящей композиции на объект и далее закрепляют объект на основе путем прижима слоя клеящей композиции к основе. В этом слое аэробное клеящее вещество отверждается с помощью влаги, содержащейся в гидрофильном материале.
В особенно предпочтительном примере осуществления перед смешиванием с аэробным клеящим веществом гидрофильному материалу дозированным образом придают влажность.
Особенно предпочтительно, когда основа может быть образована стеной, а объект образован крепежным элементом, на котором может быть установлено изделие оснащения.
При этом изделие оснащения устанавливают на крепежном элементе после того, как затвердел слой клеящей композиции между стеной и крепежным элементом. В общем случае изделия оснащения могут устанавливаться на стене также непосредственно вместе с крепежным элементом.
Согласно изобретению крепление клеящей композиции на стене производится без использования винтов и подобных элементов, так что в стене не проделывают никаких сверлении.
Таким образом, крепление осуществляется без повреждений или вреда для стены.
Это особенно выгодно в том случае, когда стена снабжена настенной облицовкой из кафеля, керамических плиток, каменных или мраморных плиток, на которой крепят крепежный элемент.
Для чувствительной и в типовом случае дорогостоящей настенной облицовки процесс крепления не представляет никакого риска повреждения или вреда для стены.
Краткий перечень чертежей
Далее изобретение будет пояснено на примере осуществления со ссылками на чертежи. На чертежах:
фиг.1 схематично изображает монтажный набор с компонентами клеящей композиции по изобретению,
фиг.2 изображает клеящую композицию, замешанную в емкости,
фиг.3 изображает крепление изделия на стене с помощью клеящей композиции по фиг.1.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематично показан монтажный набор 1 с отдельными компонентами для приготовления клеящей композиции 2, которая показана на фиг.2 в замешанном состоянии.
Монтажный набор 1 включает тубу 3, в которой находится аэробное клеящее вещество 4. В данном случае клеящее вещество 4 образовано силановыми MS-полимерами (силил-модифицированные полимеры). Монтажный набор 1 включает также какое-то количество гидрофильных материалов, которые в данном случае образованы гидрофильным волокном-носителем 5, уложенным в мешке 6 или другом контейнере. В данном случае в качестве гидрофильного волокна-носителя используется невысушенный хлопок. Монтажный набор 1 также включает лопатку 7 и, при необходимости, инструкцию по применению, которая на фигуре не показана.
Для приготовления клеящей композиции 2 ее замешивают непосредственно перед употреблением для скрепления объектов, а именно смешивают аэробное клеящее вещество 4 и гидрофильное волокно-носитель 5. Для этого, как показано на фиг.2, аэробное клеящее вещество 4 и гидрофильное волокно-носитель 5 выкладывают в емкость 8 или подобный поднос и равномерно перемешивают лопаткой 7.
Предпочтительно лопатка 7 изготовлена из дерева. Для того, чтобы сохранить в смеси содержание влаги, необходимое для полного отверждения, лопатку 7 вначале погружают в воду. Тогда содержащаяся в лопатке 7 влага передается на гидрофильный материал, а затем его смешивают лопаткой 7 с аэробным веществом 4.
Предпочтительно объемная доля гидрофильного волокна-носителя 5 в смеси составляет примерно от 30 до 40%, при этом массовая доля гидрофильного волокна-носителя 5 в смеси имеет порядок 10%.
Непосредственно после замешивания клеящей композиции 2 ее используют для взаимного крепления двух объектов.
Пример этого показан на фиг.3. На чертеже показан участок стены 9 здания, в частности стены комнаты жилого дома, на которой имеется настенная облицовка 10 в виде кафельных плиток.
К облицовке 10 стены 9 должна быть приклеена клеящая композиция 2, к которой должно быть прикреплено изделие оснащения, в частности, такое санитарно-техническое изделие, как держатель для полотенец, полка, душевая арматура или подобное изделие. Обычно могут быть предусмотрены несколько таких крепежных элементов для фиксации изделий оснащения.
На фиг.3 схематично показан запорный элемент 12 в качестве компонента изделия оснащения, который может быть зафиксирован на крепежном элементе 11.
Крепежный элемент 11 имеет по существу дисковый контур. На его обращенной к стене 9 нижней стороне имеется углубление 13, ограниченное круговым бортиком 14, который проходит по всей окружности крепежного элемента 11.
Показанную на фиг.2 свежезамешанную клеящую композицию 2 берут, например, лопаткой 7 и заполняют ею углубление 13 снятого со стены 9 крепежного элемента 11. При этом образуется определенный поддающийся профилированию слой клеящей композиции.
Затем крепежный элемент 11 со слоем клеящей композиции 2 устанавливают на настенной облицовке 10 стены 9. За счет того, что аэробное клеящее вещество 4 в клеящей композиции 2 изначально имеет определенную клеящую силу, крепежный элемент 11, который имеет диаметр всего в несколько сантиметров и небольшой собственный вес, надежно удерживается на настенной облицовке 10.
После установки крепежного элемента 11 на настенной облицовке 10 клеящая композиция 2 находится в полностью замкнутом пространстве и не имеет никакого контакта с окружающим воздухом. Несмотря на это за счет добавления гидрофильного волокна-носителя 5 аэробное клеящее вещество 4 в клеящей композиции 2 может полностью отверждаться изнутри наружу, поскольку гидрофильное волокно-носитель 5 запасло требуемую для этого влажность или требуемый для этого кислород.
Как только клеящая композиция 2 отвердилась, создается способное нести нагрузку крепление крепежного элемента 11 на стене 9, так что на нем может быть установлено изделие оснащения. В данном случае для этого запорный элемент 12 закрепляют на крепежном элементе 11 с помощью винтового или разъемного контактного соединения. Запорный элемент 12 снабжен приемным элементом 16, на котором может быть укреплено изделие оснащения, такое как держатель для полотенец.
Перечень позиций:
1 Монтажный набор
2 Клеящая композиция
3 Туба
4 Аэробное клеящее вещество
5 Гидрофильное волокно-носитель
6 Мешок
7 Лопатка
8 Емкость
9 Стена
10 Настенная облицовка
11 Крепежный элемент
12 Запорный элемент
13 Углубление
14 Бортик