DE3814764C2 - Verwendung von ein galvanisches Element bildenden Stoffen zum Entfernen von letzten Wasserresten aus einem verschlossenen Fertigprodukt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verwendung von ein galvanisches Ele­ ment bildenden Stoffen zum Entfernen von letzten Wasserresten aus einem verschlossenen Fertigprodukt.

Es wird schon in der US P 3 993 577 vorgeschlagen, eine wasser­ freie Stoffpaarung eines galvanischen Elements innig miteinander zu vermischen. Dieses galvanische Element soll überall dort ein­ setzbar sein, wo durch kontrollierte Zugabe von Wasser, insbeson­ dere Meerwasser, schnell Energie und/oder Wasserstoff erzeugt werden soll. Die Verwendung des galvanischen Elements zur Trock­ nung geschlossener Produkte wird nicht angesprochen.

Die Erfindung soll bei allen Produkten verwendet werden können, in denen Hohlräume vorhanden sind, in denen kein Schwitzwasser entstehen darf und die eine trockene Atmosphäre aufweisen müssen.

Es gibt eine Vielzahl von Produkten, die bei ihrer Fertigung die an ihrem Fertigungsort vorhandene Luftfeuchtigkeit aufnehmen, dagegen beim späteren Gebrauch möglichst trocken sein und bleiben müssen. Hierzu zählen elektrische und elektronische Geräte in verschlossenen Gehäusen, beispielsweise elektrische Kabel zur Nachrichten- oder Energieübertragung. An bereits verlegten Kabeln kann durch eine Beschädigung des Außenmantels Feuchtigkeit ein­ dringen. Auch bei einer notwendig werdenden Reparatur verbleibt im Kabel eine Restfeuchtigkeit. Die Anwendung der Erfindung kann den ursprünglichen trockenen Zustand wieder herbeiführen.

Auch auf einem ganz anderen Gebiet, Medikamente in verschlossenen Packungen, ist die Erfindung anwendbar. Zu deren Trocknung gibt es bereits eine Anzahl Trockenmittel, wie Silicagel, die in der Regel das Wasser absorbieren.

Diese Trockenmittel verlieren bei einem vorübergehenden Überange­ bot von Wasser durch Sättigung ihre Wirkung. Sogar das kurzzei­ tige Öffnen eines mit dem Trockenmittel ausgestatteten verschlos­ senen Gehäuses kann die Sättigung herbeiführen. Hinzu kommt, daß diese Trockenmittel die aufgenommene Feuchtigkeit wieder abgeben können. Alles das macht sie ungeeignet für eine Anwendung in Pro­ dukten, bei denen sie einige Zeit im Halbfabrikat oder unver­ schlossen an der freien Atmosphäre stehen. Daher sind stets zu­ sätzliche Maßnahmen erforderlich, damit einem solchen Produkt die geforderten elektrischen oder chemischen Eigenschaften über län­ gere Zeit garantiert werden können.

In der Elektrochemie kennt man das galvanische Element. Zwischen zwei Elektroden mit verschiedenem Potential tritt die Potential­ differenz als elektrische Spannung in Erscheinung. Wird der Stromkreis geschlossen, findet ein Stromfluß statt, und die Elek­ trode mit dem niedrigeren Potential geht in Lösung und wird che­ misch gebunden. Bei der sogenannten Kontaktkorrosion handelt es sich auch um eine Elementbildung von zwei Stoffen mit verschie­ denem Potential. Bei Vorhandensein eines Elektrolyten, z. B. Was­ ser, wird dieser zersetzt, und der unedlere Stoff wird chemisch gebunden. Hiervon wird in der Erfindung Gebrauch gemacht.

Bei dem Einsatz von Zink als der unedleren Komponente des galva­ nischen Elementes lautet die Reaktionsgleichung

Zn + 2 H₂O = Zn(OH)₂ + H₂.

Die chemische Reaktion und der Spannungsunterschied zwischen den beiden Elektroden sind umso größer, je weiter die beiden Elektro­ denelemente in der elektrochemischen Spannungsreihe auseinander­ stehen.

Ausgehend von den oben erwähnten Nachteilen der üblichen Trocken­ mittel liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein galvanisches Element als Trockenmittel anzugeben, das seine Wirkung behält und das die letzten Wasserreste aus einem verschlossenen Fertigpro­ dukt entfernt, auch wenn das mit ihm versehene Produkt als Halb­ fabrikat oder unverschlossen vorübergehend der freien feuchten Atmosphäre ausgesetzt ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben.

Vorzugsweise können die zwei chemischen Elemente Metalle, auch Kohlenstoff sein, die in der Spannungsreihe weit auseinanderste­ hen. Sie können in Pulverform, gleichmäßig verteilt, sich gal­ vanisch berührend und eine große Oberfläche bildend auf oder in einen Träger gebracht sein, der aus einem Kunststoff, einem Anstrichmittel oder einem Metall bestehen kann.

Wählt man beispielsweise eine Mischung von Kupfer- und Zinkpul­ ver, welche die beiden Komponenten im Volumenverhältnis 1 : 1 gleichmäßig verteilt enthält, verläuft der Trocknungsprozeß nach der obigen Reaktionsgleichung. Der über einen längeren Zeitraum freiwerdende Wasserstoff hat infolge seiner hohen Diffusionsge­ schwindigkeit ausreichende Möglichkeit, in die Außenatmosphäre zu gelangen.

Mit dieser Lösung werden, und das ist der Vorteil der Erfindung, die beiden angestrebten Wirkungen erreicht: Zum einen verschwin­ det jedes zersetzte Wassermolekül auf Dauer, und zum anderen bleibt, da der elektrochemische Vorgang langsam abläuft, das Trockenmittel selbst bei einem vorübergehenden Überangebot von Wasser, beispielsweise Regen auf das Halbfabrikat, wirksam.

Der Träger des Metallpulvers kann in der Form von Platten, Fo­ lien, Bändern oder Rundkörpern wie Drähten oder Fäden ausgebildet sein und dem trocken zu haltenden Objekt beigefügt werden, oder er kann ein Anstrichmittel sein, das auf das betreffende Objekt aufgebracht wird.

Für daß Trägermaterial gibt es im Prinzip keine Einschränkung. Bei einem Träger aus Kunststoff empfiehlt sich die Verwendung von offenzelligem Kunststoff wie Polyurethan, mit dem das Elementpul­ ver verschäumt wird. Es können auch solche Thermoplaste oder Duroplaste verwendet werden, die ein ausreichendes Diffusionsver­ mögen für Wasser haben. Ihnen wird das Elementpulver beigemischt, aufgetragen oder eingesintert. Das Auftragen geschieht mittels eines Haftklebers auf der Basis Naturkautschuk, Polyakrylate o. ä.

Sofern Metalle als Träger verwendet werden, empfiehlt es sich, als das eine elektrochemisch wirkende Element das Trägermetall selbst in Band- oder Folienform, und nur das zweite Element in Pulverform zu verwenden. Auf den metallischen Träger wird das Pulver mittels Haftvermittler, durch Flammspritzen oder durch Einsintern möglichst porenreich aufgetragen.

Bei der einfachsten Ausführungsform der Erfindung wird eine Pul­ vermischung von zwei Metallen, wie Kupfer und Zink verwendet, welche die beiden Komponenten im Volumenverhältnis 1 : 1 gleich­ mäßig verteilt enthält, wobei die Teilchengröße des Pulvers einen Wert zwischen 10 µm und 2 mm, vorzugsweise 100 µm hat.

Die Wirksamkeit des Trockenmittels wird erhöht, wenn die Ober­ fläche der Teilchen des unedleren Metalls aktiviert wird, bei­ spielsweise durch Salzsäure.

Als Trägermaterial können auch Anstrichmittel mit ausreichender Wasserdampf-Durchlässigkeit, wie wasserlösliche Leimfarben oder Zaponlack, verwendet werden. Ihnen wir das Metallpulver beige­ mischt. Bei wasserhaltigen Anstrichmitteln erfolgt dies unmittel­ bar vor dem Auftragen auf das Trocknungsobjekt.

Wird das Elementpulver einem Kunststoff oder Anstrichmittel bei­ gemischt, so muß dies in einer solchen Konzentration erfolgen, daß eine galvanische Verbindung der Pulverteilchen gewährleistet ist. Bei einem Füllgrad von über 30 Volumenprozent ist dies gege­ ben.

Die Erfindung kann folgendermaßen in praktische Anwendung gebracht werden:
Das Elementpulver (Metallpulver) wird auf oder in eine ca. 0,1 mm dicke Kunststoffolie aus Polyamid, Polycarbonat oder Polystyrol gebracht, und diese wird in einem elektrischen Kabel als Be­ deckung (längslaufend) oder Bewicklung (rundum) der Kabelseele oder der Leiter angeordnet.

In medizinische Verpackungen wird jene Trocknungsfolie einfach eingelegt.

Gehäuse für elektronische Schaltungen erhalten gegen unerwünschte Feuchtigkeit Folien oder Innenanstriche mit dem Trockenmittel ein- bzw. aufgebracht.

Eine spezielle Anwendung ist, die unedlere Pulverkomponente, bei­ spielsweise Zink, der in Hochspannungskabeln häufig eingesetzten rußhaltigen Leiterglättungsmasse beizumischen. Hier bildet der Ruß (Kohlenstoff) die edlere Komponente des galvanischen Ele­ ments.

Claims (8)

1. Verwendung von ein galvanisches Element bildenden Stoffen zum Entfernen von letzten Wasserresten aus einem verschlossenen Fer­ tigprodukt, bestehend aus mindestens zwei chemischen Elementen, die in der Spannungsreihe möglichst weit auseinanderstehen, sich galvanisch berühren und eine möglichst große Ober­ fläche bilden.

2. Verwendung von zwei chemischen Elementen zum Entfernen von Wasserresten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente gleichmäßig verteilt in Pulverform, auf oder in einen Träger, der in Form von Platten, Folien, Bändern oder Rundkör­ pern ausgebildet oder ein Anstrichmittel ist, in das verschlos­ sene Fertigprodukt eingebracht sind.

3. Verwendung von zwei chemischen Elementen nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Elementenpulver mit Haftkleber auf einem Träger aus Kunststoff aufgetragen ist.

4. Verwendung von zwei chemischen Elementen nach einem der An­ sprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Pulvers zwischen 10 µm und 2 mm liegt.

5. Verwendung von zwei chemischen Elementen nach einem der An­ sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Teilchen des unedleren Metalls aktiviert ist.

6. Verwendung von zwei chemischen Elementen nach einem der An­ sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Elementpulver einem Kunststoff oder einem Anstrichmittel mit einem Füllgrad von über 30 Prozent beigemischt ist, der eine galvanische Ver­ bindung der Pulverteilchen gewährleistet.

7. Verwendung von zwei chemischen Elementen nach einem der An­ sprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das edlere Element Kohlenstoff und/oder das unedlere Element Zink ist.

8. Verwendung von zwei chemischen Elementen nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das eine Element in Band- oder Folien­ form als Metall als Träger und das andere Element als Pulver mit Haftkleber, durch Flammspritzen oder durch Einsintern auf dem Träger aufgetragen ist.