DE1575199B1

DE1575199B1 - Plattenverbindung

Info

Publication number: DE1575199B1
Application number: DE19671575199
Authority: DE
Inventors: Flanagan Jun William C; Kayser James H
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1966-02-10
Filing date: 1967-02-09
Publication date: 1971-11-11
Also published as: GB1181022A; FR1513722A; US3353663A

Description

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Die vorliegende Erfindung geht aus von einer In den Zeichnungen, in denen verschiedene Aus-Plattenverbindung, bestehend aus zwei verhältnis- führungen der neuen Plattenverbindung dargestellt mäßig steifen Platten, die an ihren Breitflächen durch sind, ist

eine Vielzahl von an den Platten befestigten, flexi- Fig. 1 ein Schnitt durch zwei in Eingriff miteinblen und zueinander komplementären Kupplungs- 5 ander befindliche Plattenverbindungsstücke;

teilen verbunden sind. F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch zwei komplemen-

Es ist die Aufgabe der Erfindung, Platten dieser täre Plattenverbindungsstücke etwas abweichender

bekanntgewordenen Art insoweit zu verbessern, daß Ausführung auf Unterlagen. Die Kupplungsteile die-

eine möglichst günstige Verbindung der Platten an ser Plattenverbindungsstücke befinden sich nicht in den Flächen der Gegenstände erreicht wird, an denen io Eingriff miteinander;

die Platten angebracht werden sollen, so daß diese Fig. 3 zeigt eine Einzelheit der in Fig. 1 dar-

Gegenstände über die Plattenverbindung optimal ver- gestellten Plattenverbindung, zu deren Herstellung

bunden werden können. ein abweichendes Verfahren angewendet wurde.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an den Die in der F i g. 1 dargestellten Plattenverbin-Rückseiten der Platten eine Schwammschicht be- 15 dungsstücke haben mechanisch arbeitende Kuppfestigt ist, die bis zu 6 mm dick ist, an welcher eine lungsflächen, die aus einer verhältnismäßig starren Klebstoffschicht zur Anbringung der Plattenverbin- Platte 1 und aus einer Reihe von Befestigungsdung an einer Unterlage befestigt ist, wobei die Korn- elementen, Kopfelementen oder Kopfstiften 2 bebination der physikalischen Eigenschaften der Kupp- stehen, die in auf Abstand zueinander stehenden lungs- und Klebeflächen so abgestimmt ist, daß der 20 Reihen angeordnet sind. Bei der in Fig. 1 dar-Gesamtwiderstand gegen eine Trennungskraft, die gestellten Ausführung ist der auf jedem Plattenverjede Klebefläche von der Unterlage trennen will, we- bindungsstück vorhandene Klebstoffaufstrich 3 unsentlich größer ist, als die Widerstandskraft gegen mittelbar auf der Plattet aufgebracht. Nach außen Trennung der Plattenverbindung an der Kupplungs- hin folgen dann eine mit einer Schwammschicht 5 stelle. Gegebenenfalls kann die Klebstoffschicht 25 fest verbundene dünne Hautschicht 4, dann die druckempfindlich und mit einer abnehmbaren Ab- Schwammschicht 5, dann eine mit der Schwammdeckschicht versehen sein. schicht 5 fest verbundene dünne Hautschicht 4', dann

Bei dieser Aufgabenlösung ist das an sich be- wieder ein druckempfindlicher Klebstoffaufstrich 3'

kannte Gestaltungsmerkmal benutzt worden, an den und schließlich eine ablösbare Abdeckschicht 6 mit Rückseiten der Platten Klebeschichten, gegebenen- 30 einer glatten Freigabefläche.

falls druckempfindliche, mit Abdeckstreifen vorzu- Bei Plattenverbindungsstücken dieser Art mit die-

nehmen, mit denen die Platten jeweils an den zu ser bestimmten Reihenfolge oder Kombination der

verbindenden Gegenständen befestigt werden können. Schicht, d. h. mit einer druckempfindlichen Schicht

Der technische Fortschritt bei der erfindungs- zwischen der verhältnismäßig starren Platte und der gemäßen Lösung wird darin gesehen, daß bei sonst 35 Schwammschicht, werden die Platte 1 und die Kuppgleichen Bedingungen wie Klebkraft des Klebstoffes lungsfläche 2 sowie die übrigen Teile der Platten- und Anklebeflächen der Gegenstände eine gegen- Verbindungsstücke gesondert hergestellt und dann zu über den herkömmlichen Platten verbesserte Haftung einer Einheit verbunden, der neuen Platten erzielt wird. Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführung sind

Die viskoelastische Eigenschaft der Schwamm- 40 die die Arbeitselemente tragenden Kupplungsschicht ist vorteilhaft zur Entwicklung einer kräftigen flächen 9 und 10 für gewöhnlich biegsam und werden dauerhaften Verbindung größter Kontaktfläche zwi- daher mit einem stark klebenden Dauerklebstoff 13, sehen dem Klebstoff und einer rauhen oder unregel- z. B. Epoxykitt od. dgl., an eine dünne, aber verhältmäßigen Fläche, gegen die die Schwammschicht ge- nismäßig starre Platte 14 angeklebt, die beispielspreßt wird. Die Schwammschicht hat nicht die rasch 45 weise aus einem Leichtmetallblech bestehen kann, zurückschnellenden Eigenschaften, wie sie die hoch- Von der Platte 14 aus folgen dann die verschiedenen elastischen Kautschukschwammschichten aufweisen Schichten3, 4, 5, 4' und 3', die den in Fig. 1 dar- und die die Kleboberfläche von den Tal- oder Tief- gestellten Schichten entsprechen. Die dicken Teile 15 stellen wegziehen würden, die beim ersten Anpressen sind Wände von Gegenständen bzw. die Unterlage, des Bandes an die Oberfläche nur leicht berührt wor- 50 an denen bzw. der die Befestigungsstücke angeden wären. Gleichzeitig verhütet die verhältnismäßig bracht werden, nachdem die außenliegenden abgeringe Dicke und die Elastizität der Schwamm- nehmbaren Abdeckschichten entfernt worden sind, schicht ein merkbares Durchhängen sowie widersteht Fig. 3 zeigt eine Einzelheit des in-Fig. 1 darauch dem Abblättern oder Abrollen. Jedoch hat gestellten Plattenverbindungsteiles, bei dem die diese Schwammschicht eine genügend große Weich- 55 Schwammschicht 5 unmittelbar an der Platte 1 des heit, Elastizität und Anpassungsfähigkeit, so daß Plattenverbindungsstückes angebracht ist. Es sind jede unzulässige Starrheit vermieden wird und die also die Platte, die Schwammschicht und die mit der zur Einwirkung gebrachten Beanspruchungen so auf- Schwammschicht fest verbundene Schutzschicht oder genommen und verteilt werden, daß eine tatsächlich Hautschicht 4 vorhanden, dagegen fehlt die druckerstaunliche Haltbarkeit erzeugt wird. Die Schwamm- 60 empfindliche Schicht.

schicht bildet auch eine elektrische Isolierung sowie Die einzelnen bzw. kombinierten Eigenschaften

eine Wärme- und Vibrationsisolierung. der verschiedenen Schichten des Schwamm- und

Es wurde auch gefunden, daß die aus Schwamm- Klebstoffteiles der Plattenverbindungsstücke, d. h.

und Klebstoff bestehende Schicht der Plattenverbin- aller Schichten 3, 4, 5, 4', 3' auf der einen Seite einer

düngen einen guten Widerstand gegen Versagen bei 65 verhältnismäßig starren Platte, sind für das Arbeiten

Belastung durch das Eigengewicht hat, wobei die und für die Verwendbarkeit der Plattenverbindung

Ursache für deren Versagen entweder ungenügende von Bedeutung. Die Brauchbarkeit der Plattenver-

Scherfestigkeit des Klebstoffes oder Abblättern ist; bindung hängt von der Kombination der physika-

ORJQINAL INSPECTED

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lischen Eigenschaften ab. Werden andere Arten von viskoelastischen Querketten-Polymer. Es können

Schwammstoffen und/oder druckempfindlichen Kleb- aber auch Aufstriche gleichwertiger Klebstoffe ver-

stoffen als die hier beschriebenen verwendet, dann wendet werden.

ergeben sich Plattenverbindungen, die oftmals bald Die druckempfindlichen Klebstoffe sind viskoversagen. 5 elastische Querketten-Polyacrylate, die stark klebrig

Die Schwamm- und Klebstoffteile der Plattenver- und stark kohäsiv sind. Das Polyacrylat ist ein Co-

bindungsstücke haben einen Verdichtungs- oder polymer eines Alkylacrylats mit einem Durchschnitt

Kompressionsmodul von annähernd 0,04 bis 2,1 kg/ von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe

cm² bei 20% Kompression. Der Schwamm hat einen und einem kleinen Anteil (etwa 3 bis 12 ⁰Zo) eines codynamischen Speicherungs-Scher-Modul von 10⁸ bis io polymensierbaren Monomers mit einer stark polaren

10⁸ Dyn/cm² und einen Tangentenwertverlust von 0,3 Gruppe (z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconik-

bis 1,5 (beide gemessen bei 600 Zyklen je Sekunde). säure, Acrylamid, Methacrylamid, Acrylnitril, Meth-

Der druckempfindliche Klebstoffaufstrich hat eine acrylnitril oder Gemische dieser Stoffe),

dauernde Hyper-Scherfestigkeit und besteht im we- Als Beispiel wird ein Copolymerisat aus 90 Teilen

sentlichen aus einem wasserunlöslichen, nicht 15 Isoocrylacrylat und 10 Teilen Acrylsäure angegeben,

aufweichenden, stark klebrigen, viskoelastischen Die Kohäsivstärke und Scherfestigkeit dieser Copoly-

Querketten-Polymer, der den Plattenverbindungs- mere kann durch Querketten-Härtung erhöht werden,

stücken einen Klebkraftadhäsionswert von minde- Auch Block-Copolymerklebstoffe sind verwendbar,

stens 30 Stunden erteilt. Die integrierende Hautschicht auf dem Schwamm-

Die Schwammschicht ist weich, »dämpfend«, 20 stoff und die Klebstoffschichten sind sehr dünn und viskoelastisch, von verhältnismäßig hoher Dichte und sind viskoelastisch streckbar, so daß die viskohat eine Dicke bis zu 0,6 cm, weist aber in einer be- elastische Anpassungsfähigkeit und die Zusammenvorzugten Ausführung eine Dicke von etwa 0,08 cm drückbarkeit der Schwammschicht wirksam verwenauf. Die Schwammschicht ist auf der Seite, die von det werden. Es ist notwendig, daß die Schwammder starren Platte weg gerichtet ist, ständig von einer 25 schicht und die Klebstoffschicht einen innerhalb eines dünnen, dehnbaren, ebenflächigen Hautschicht be- bestimmten Bereiches liegenden elastischen Komdeckt, mit der der druckempfindliche Klebstoff im pressionsmodul hat, da sonst die Schwammschicht zu fertigen Plattenverbindungsstück vereinigt ist. Der weich und zu dehnbar (und daher zu schwach) oder Schaum des Schwammes muß kräftig und gleich- zu fest und daher nicht genügend anpassungsfähig mäßig sein, um jede Möglichkeit eines inneren Ver- 30 ist. Diese Erfordernisse werden erfüllt, wenn der aus sagens bei Beanspruchungen durch eine plötzliche Schwamm- und Klebstoff bestehende Teil der Plat-Spannung auszuschließen, beispielsweise wenn die tenverbindungsstücke einen Kompressionsmodul von Oberflächen der Befestigungselemente auseinander 0,4 bis 2,1 kg/cm² bei 20% Kompression hat. gefedert werden. Für gewöhnlich ist diejenige Seite Die Abdeckschichten niedriger Adhäsion, die die der Schwammschicht, die zur starren Platte hin ge- 35 Klebstoffseiten der Plattenverbindungen schützen, richtet ist, aus Herstellungsgründen ebenfalls ständig können aus einer Polyäthylenfolie oder einem dichdurch eine ähnliche integrierende Hautschicht be- ten glatten Papier bestehen, das eine Polyäthylendeckt. Die Schwammschicht hat ebenfalls einen dy- folie trägt oder einen Aufstrich aus Polyäthylen hat. namischen Speicherungs-Scher-Modul (G') im Be- Vorzugsweise ist die Schutzschicht ein dichtes kalanreich von 10⁸ bis 10⁸ Dyn/cm², und einen Tangenten- 40 driertes Papier, das mit einem nichtklebenden, warm wertverlust (ß) im Bereich von 0,3 bis 1,5, gemessen härtbaren Silicon-Kunststoff behandelt ist, der in bei Raumtemperatur und 600 Zyklen je Sekunde. dem flüchtigen Träger der Klebstoffaufstrichlösungen

Es wurde gefunden, daß bestimmte Schwamm- unlöslich ist und ein geringes Haften an dem Klebschichten aus viskoelastischem Polyurethan, deren stoff auch dann beibehält, wenn eine Erwärmung Herstellung in der USA.-Patentschrift 2 921916 be- 45 erfolgt,
schrieben ist, sowohl technisch als auch wirtschaftlich für die neue Plattenverbindung gut geeignet Beispiel sind. Diese Stoffe haben eine Schüttdichte im Bereich von 0,08 bis 0,32 g/cm³. In bevorzugten Aus- Dieses Beispiel zeigt nähere Einzelheiten der Herführungen liegt die Schwammdichte im Bereich von 50 Stellung der zur Zeit bevorzugten Erzeugnisse, annähernd 0,19 bis 0,26 g/cm³. Schwammschichten Ein Bauteil, wie er in der USA.-Patentschrift aus Neopren, Polyvinylchlorid und Naturkautschuk 3 266 113 beschrieben und in den Fig. 1 und 2 diesind ebenfalls verwendbar. ser Patentschrift dargestellt ist, bildet die verhältnis-

Der druckempfindliche Klebstoff kann entweder mäßig starre Platte und die Kupplungsfläche. Dieser unmittelbar von der beschriebenen integrierenden 55 Bauteil besteht aus einem Copolymer von Trioxan Hautschicht der Schwammschicht getragen werden (einem zyklischen Trimer von Formaldehyd). Die oder kann, wie dies nachstehend beschrieben ist, eine Platte hat eine Fläche von 7,45 cm² und die Kupp-Füll- oder Vorschicht sein. Der druckempfindliche lungsfläche hat eine Anzahl mit einem Kopf verKlebstoff ist ein kontinuierlicher, flacher, glänzend- sehene Elemente, wie etwa in Fig. 1 angedeutet ist. glatter, viskoelastischer, streckbarer, stark klebender 60 Zwei in Eingriff miteinander befindliche Kupplungs-Aufstrich. Der Klebstoff soll eine Hyper-Scherfestig- flächen dieser Art erfordern eine Trennkraft senkkeit von etwa 500 Minuten haben und soll noch recht zur Oberfläche von 22,6 kg oder etwas mehr alterungsbeständig sein, bei längerer Berührung mit zum Entkuppeln. Die Flächengröße jeder Kupplungs-Oberflächen nicht pastenartig werden und soll ferner fläche beträgt 2,9 cm². Die Rückseite der Platte ist seinen hohen kohäsiven und adhäsiven Zustand bei- 65 in der in Fig. 1 dargestellten Art mit einem doppelt behalten. Es werden Klebstoffaufstriche verwendet, überzogenen druckempfindlichen Band bedeckt, das die im wesentlichen bestehen aus einem wasser- eine Dicke von ungefähr 0,08 cm hat. unlöslichen, nicht weichwerdenden, stark klebrigen, TÖie aus Schwammschicht und druckempfindlichen

Klebstoffschichten bestehende Seite dieser Plattenverbindung kann nach ihrem Ankleben an einer herkömmlichen Unterlage einer senkrecht zu der Fläche gerichteten kurzzeitigen Kraft von etwa 45 kg widerstehen. Wenn also ein komplementäres Paar dieser Plattenverbindungsstücke in der Stellung ihrer beabsichtigten Verwendung angeordnet ist und einer Trennkraft unterworfen wird₅ erfolgt die Trennung zwischen den Kupplungsflächen, während die Plattenverbindungsstücke in ihrer richtigen Stellung für das Wiedereinkuppeln bleiben.

Die Größe und Zahl der Plattenverbindungsvorrichtungen, die benötigt werden, um einen bestimmten Gegenstand in irgendeiner Stellung zu halten, hängt von den Umständen ab_ä Als Faustregel gilt, daß mindestens 25,8 cm² druckempfindlicher Klebstofffläche (d. h, auf jedem komplementären Plattenverbindungsstück) erforderlich sind, um eine Dauerbelastung von 0,454kg zu tragen,, d.h., daß für jedes Kilogramm Dauerlast etwa 60 cm² erfor- so derlich sind. Der Widerstand der Haftfläche oder Haftverbindung gegen schnell zur Einwirkung kommende Beanspruchungen, wie sie beispielsweise beim Öffnen einer Tafel oder einer Tür auftreten, ist für gewöhnlich mindestens lOOmal, manchmal sogar as mindestens 300mal oder noch größer als der Widerstand gegen eine Dauerbelastung. Der Widerstand der Kupplungsflächen gegen Trennen unter hohen kurzzeitigen Beanspruchungen und langen Beanspruchungen kann weitgehend geändert werden, was von dem Profil der Oberfläche und von dem verwendeten Ausführungsmaterial abhängt. Obwohl einige Kupplungsflächen den stärkeren kurzzeitigen Beanspruchungen besser widerstehen als langen Beanspruchungen, ist das Verhältnis zwischen ihnen für gewöhn·^ Hch viel kleiner als bei den druckempfindlichen Oberflächen. Die Gesamtkräfte, die erforderlich sind, um eine Trennung der Kupplungsflächen und der Haftflächen einer jeweiligen Plattenverbindung zu bewirken, können durch die Relativabmessungen der beiden Oberflächen geändert werden. Einen zufriedenstellenden Sicherheitsfaktor gibt das Verhältnis von 2:1 der gesamten Kraft, die erforderlich ist, um die druckempfindliche Fläche abzuheben, zu der Kraft, die erforderlich ist, um bei Einwirkung einer kurzzeitigen oder schnellen Belastung die Kupplungsflächen voneinander zu trennen.

Claims

Patentansprüche:

1. Plattenverbindung, bestehend aus zwei verhältnismäßig steifen Platten, die an ihren Breitflächen durch eine Vielzahl von an den Platten befestigten, flexiblen und zueinander komplementären Kupplungsteilen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rückseiten der Platten (1, 14) eine Schwammschicht i (S) befestigt ist, die bis zu 6 mm dick ist, an wel- " eher eine Klebstoffschicht (3) zur Anbringung der Plattenverbindung an einer Unterlage befestigt istj wobei die Kombination der physikalichen Eigenschaften der Kupplungs- und Klebeflächen so abgestimmt ist, daß der Gesamtwiderstand gegen eine Trennungskraft, die jede Klebefläche von der Unterlage trennen will, wesentlich größer ist, als die Widerstandskraft gegen Trennung der Plattenverbindung an der Kupplungsstelle.

2. Plattenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht druckempfindlich ist und mit einer abnehmbaren Abdeckschicht (6) versehen ist.

"Hierzu 1 Blatt Zeichnungen