CN118055851A - 不对称的粘合装置 - Google Patents

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简·埃勒
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Lohmann GmbH and Co KG
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Abstract

本发明公开了一种用于连接两个不同的接合件的不对称的粘合装置(10)，该粘合装置具有第一粘剂层(12)和与第一粘剂层(12)相对置布置的第二粘剂层(14)。为了以简单和低成本的方式实现迄今为止难以连接的接合件的改进的连接而提出，第一粘剂层(12)具有至少一个反应性粘剂并且第二粘剂层(14)具有至少一个热塑性粘剂。

Description

不对称的粘合装置
技术领域
本发明公开了一种根据权利要求1所述的不对称的粘合装置以及根据权利要求10所述的用于制造不对称的粘合装置的方法。
背景技术
已知的是，为了连接两个不同的接合件而应用不对称的粘合装置，其具有两个相对置的粘剂层，其由两种不同的热塑性粘剂组成。然而，该不对称的粘合装置不适用于接合件的每种想得到的组合。已知的热塑性粘剂经常在织物接合件上很难实现强力并且持久的粘合。
发明内容
特别地，本发明的目的在于，提供一种按照类别的粘合装置，其能够以简单和低成本的方式实现迄今为止仅能很难连接的接合件的改进的连接。根据本发明，该目的通过权利要求1和10的特征实现，同时本发明的有利的设计方案和改进方案能够由从属权利要求得出。
本发明从用于连接两个不同的接合件的不对称的粘合装置出发，具有第一粘剂层和与第一粘剂层相对布置的第二粘剂层。
所提出的是，第一粘剂层具有至少一个反应性粘剂，并且第二粘剂层具有至少一个热塑性粘剂。由此能够提高能够相互连接的可能的接合件的数量。有利地，两个不同的类型的粘剂的组合允许接合件的连接，其由于其材料特性具有不同程度的与粘剂类型的兼容性，并且因此在两个彼此相同的粘剂层中不允许彼此间令人满意的粘合。
特别地，接合件能够通过多个影响接合件上的粘剂的粘合的材料特性相互区分。例如接合件能够通过化学成分、表面能量、粗糙度、硬度、延展性、热力学膨胀系数、微型结构、宏观结构、微型表面形状和/或宏观表面形状进行区分。有利地，接合件具有至少两个相互不同的材料。例如接合件能够具有任意组合的金属、玻璃、塑料、弹性体、纤维素、织物和/或涂层。
能够实现的是，粘剂层构造为全平面的粘剂层。可替换地，粘剂层中的一个或两个能够构造为部分平面的粘剂层，并且特别地具有至少一个留空部和/或凹进处。特别地，粘剂层中的一个或两个能够以任意图案、例如网或栅格的形式设计。此外能考虑的是，粘剂层由多个单独的粘剂元件组成，其例如能够设计为矩形、椭圆形、线形、曲线形或无定形的。此外能够实现的是，粘剂层中的一个或两个具有至少一个凸起部。
特别地，粘剂层能够通过任意的、专业人员常见的方法涂覆。例如，粘剂层能够借助于常规的涂层法、例如帘式涂布或刮刀涂布进行涂覆。可替换地，粘剂层能够借助于常规的2D或3D打印法、例如丝网印刷、3D丝网印刷、喷墨印刷和/或LAM印刷进行涂覆。
第二粘剂层与第一粘剂层相对置布置应当理解为，粘剂层分别具有朝向另一个粘剂层的主侧和分别具有背向另一个粘剂层的另外的主侧。
“反应性”粘剂应当理解为具有未交联状态和交联状态并且通过交联反应不可逆转地能从未交联状态过渡到交联状态的粘剂。能够实现的是，第一粘剂层在反应性粘剂的未交联状态下是一直有粘合粘性的，可替换地，第一粘剂层能够在未交联的状态下仅在确定的条件下是有粘合粘性的，例如直接在交联反应开始之后。特别地，第一粘剂层在反应性粘剂的交联状态下没有具有粘合粘性的表面。特别地，交联反应的速度取决于反应的粘剂的类型。能考虑的是，交联反应进行得足够缓慢，以便能够实现不对称的粘合装置在交联反应开始之后在接合件上的布置。可替换地，交联反应能够快速进行并且在不对称的粘合装置在接合件上布置之后强制开始交联反应。能考虑的是，反应性粘剂构造为多成分粘剂，优选地，反应性粘剂构造为单成分粘剂。
“热塑性”粘剂应当理解为具有限定粘剂的液态或高粘性的状态与固态状态之间的不取决于粘剂的状态的可逆的过渡的熔化温度的粘剂。特别地，热塑性粘剂没有交联状态，其妨碍可逆的过渡。优选地，第二粘剂层在热塑性粘剂的液态或高粘性的状态下是有粘合粘性的。特别优选地，第二粘剂层在热塑性粘剂的固态状态下没有具有粘合粘性的表面。特别地，热塑性粘剂设置为，在不对称的粘合装置在接合件上布置之前处于液态或高粘性的状态，并且在不对称的粘合装置在接合件上布置之后处于固态的状态。优选地，热塑性粘剂在不对称的粘合装置在接合件上布置之前部分地、特别是在第二粘剂层的表面处于液态或高粘性的状态。可替换地，热塑性粘剂能够在不对称的粘合装置在接合件上布置之后处于固态的状态，在该情况下在不对称的粘合装置在接合件上布置之后进行附加的加热步骤，以用于短时间地使热塑性粘剂转换到液态或高粘性的状态。
特别地，热塑性粘剂能够具有任意的、专业人员在热塑性粘剂的领域中已知的物质。例如，热塑性粘剂能够具有至少一种以聚酰胺、聚乙烯、聚α烯烃、乙烯醋酸乙烯共聚物、共聚酯弹性体、聚氨酯弹性体、共聚酰胺弹性体和/或乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物形式的基础聚合物。此外，热塑性粘剂能够具有至少一种以树脂、特别是松香、萜烯和/或烃树脂、稳定剂、特别是胺、酚、金属钝化剂和/或光稳定剂、蜡、特别是合成蜡和/或天然蜡、增塑剂、特别是邻苯二甲酸酯、增量剂、特别是白垩、重晶石或二氧化钛和/或成核剂形式的添加剂。
为了改进不对称的粘合装置特别是在金属的接合件上的粘合而提出，热塑性粘剂具有至少一个共聚多酯-弹性体。能考虑的是，热塑性粘剂具有另外的物质、特别是另外的粘剂和/或添加剂。优选地，热塑性粘剂完全由共聚多酯-弹性体组成。由此不对称的粘合装置能够用于将金属接合件固定到非金属的接合件上并且因此能够在很多不同应用领域、例如金属手工和汽车工业中采用。
应用的热塑性粘剂能够随着应用领域具有任意的熔化温度。为了提高鲁棒性而提出，热塑性粘剂的熔化温度为至少90℃、有利地至少100℃并且特别有利地至少110℃。对此能够避免不期望地熔解接合件的连接，特别是在汽车工业中的应用中，其中接合件能够定期遭受高温。
特别地，反应性粘剂能够具有任意的、专业人员在反应性粘剂的领域中已知的物质。例如，反应性粘剂能够构造为加聚粘剂、缩聚粘剂或聚合粘剂。此外，反应性粘剂能够具有至少一种胺、酰胺、羧酸酐、硫醇、环氧树脂、聚氨酯、有机硅、硅烷改性聚合物、酚醛树脂、氰基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、氢过氧化枯烯和/或糖精。特别地，反应性粘剂能够具有以硬化剂、特别是双氰胺和/或异氰酸酯、填料、特别是由金属、玻璃、碳和/或塑料制成的颗粒、粘合促进剂和/或催化剂的形式的添加剂。
为了改进不对称的粘合装置在织物接合件上的粘性而提出，反应性粘剂具有至少一种聚氨酯。例如，反应性粘剂能够具有脂肪族聚氨酯和/或芳香族聚氨酯。优选地，反应性粘剂作为聚氨酯的附加具有至少一种交联剂，优选表面失活的异氰酸酯。可替换地，交联剂能够具有任意其它合适的物质，例如所有不对称的芳香族异氰酸酯和/或脂肪族异氰酸酯。交联剂能够与聚氨酯分离地设计或者集成到聚氨酯中。此外，反应性粘剂能够具有任意另外的添加剂或者可替换地是无添加剂的。由此能够应用用于将织物接合件固定到非织物接合件上的不对称的粘合装置并且因此能够在很多不同应用领域、例如医疗领域和汽车工业中采用。
能考虑的是，反应性粘剂能够借助于照射、特别是UV照射或者借助于添加另外的物质能交联。为了简化不对称的粘合装置的制造而提出，反应性粘剂能借助于热量交联。优选地，反应性粘剂的交联温度为至少80℃、特别优选地至少90℃。由此能够通过热塑性粘剂的唯一的方法步骤开始熔化并且开始反应性粘剂的交联。有利地，能够放弃附加的步骤例如需要高花销和高成本的装置来照射反应性粘剂。
能考虑的是，反应性粘剂在未交联状态下不取决于温度地处于液态或高粘性的状态并且能够仅在交联之后处于固态。为了进一步简化不对称的粘合装置的制造而提出，反应性粘剂构造为潜在反应性粘剂，其在未交联状态下具有热塑性表现。“潜在反应性”粘剂应当理解为，能在未交联状态下存储并且能在没有添加另外的物质的情况下交联的粘剂。反应性粘剂在未交联状态下具有“热塑性表现”应当理解为，粘剂在未交联状态下具有熔化温度，其限定反应性粘剂的液态或高粘性的状态与固态状态之间的可逆的过渡。特别地，具有热塑性表现的粘剂与热塑性粘剂之间的区别在于，粘剂仅在确定的状态下能够具有热塑性表现，同时热塑性的粘剂的可逆的过渡不取决于热塑性粘剂的状态。优选地，反应性粘剂在未交联状态下具有交联温度，其在熔化温度之上。特别地，交联温度限定粘剂的未交联状态与交联状态之间的不可逆的过渡。优选地，反应性粘剂在交联状态下不再能从固态转换为液态或高粘性状态。特别地，反应性粘剂的熔化温度为至少35℃。由此能够将反应性粘剂以及热塑性粘剂在固态中存储并且仅为了加工而熔化。
能提出的是，反应性粘剂在未交联状态下的熔化温度基本上等于反应性粘剂的交联温度。为了进一步简化不对称的粘合装置的制造而提出，反应性粘剂在未交联状态下的熔化温度比反应性粘剂的交联温度低至少20℃、有利地至少30℃。由此能够在反应性粘剂熔化时避免反应性粘剂的交联反应的不期望的开始。有利地，反应性粘剂能够随心所欲地熔化，而不必交联，由此能够简化不对称的粘合装置的制造和/或应用。
优选地，反应性粘剂的熔化温度为至少35℃、特别优选地至少45℃、并且最高70℃、特别优选地最高60℃。由此能够简化不对称的粘合装置在接合件上的布置。有利地，不对称的粘合装置能够以简单的方式加热直到第一粘剂层的表面开始熔化，由此能够简化第一粘剂层在接合件上的定位。
能够实现的是，不对称的粘合装置构造为双侧的粘带并且具有布置在粘剂层之间的支撑件。优选地，第二粘剂层直接布置在第一粘剂层上。特别地，不对称的粘合装置构造为不对称的粘合膜。优选地，不对称的粘合装置具有能熔解地与粘剂层之一连接的衬垫。特别地，衬垫在将没有衬垫的粘剂层之一涂覆在接合件上之后能被去除，以便通过其它的接合件暴露出粘剂层中的另一个以用于接触。衬垫能够具有任意的、专业人员从衬垫的领域中已知的材料。例如，衬垫能够具有纤维素、纺织物和/或塑料膜。优选地，衬垫具有硅化材料、特别是硅化纤维素。由此能够以简单和低成本的方式提供不对称的粘合装置。
此外，本发明从用于制造不对称的粘合装置的方法出发。
所提出的是，反应性粘剂在潮湿状态下涂覆在衬垫上，反应性粘剂随后进行干燥以用于形成第一粘剂层，并且用于形成第二粘剂层的热塑性粘剂粘合到第一粘剂层上。能够实现的是，衬垫构造为过程衬垫并且还在不对称的粘合装置的制造结束之前被去除。优选地，衬垫构造为释放型衬垫，其设置为，直接在应用不对称的粘合装置之前被去除。由此能够以简单和低成本的方式提供能够实现迄今为止很难连接的接合件的改进的连接的不对称的粘合装置。有利地，能够通过将第二粘剂层粘合到第一粘剂层上直接在涂覆反应性粘剂之后充分利用的是，反应性粘剂还未完全过渡到固态并且因此具有粘接性，其简化了胶合过程。
特别地，热塑性粘剂和衬垫构造为轨道形的并且优选地借助于一列引导圆柱体沿着过程路径引导。有利地，热塑性粘剂和衬垫由输送辊缠绕并且不对称的粘合装置在胶合过程之后在相互对置的层中缠绕到生产辊上。优选地，在缠绕进程上至少进行批量进程。批量进程能够具有任意数量的剪切过程和/或挤压过程。优选地，批量进程具有不对称的粘合装置的线圈缠绕。优选地，线圈缠绕包括至少一个剪切过程或挤压过程(在其中不对称的粘合装置被加工成薄带)和至少一个缠绕过程(在其中将带缠绕到另外的生产辊上)。有利地，缠绕过程包括至少一次反向缠绕，其当带到达供应辊的端部的时候特别有利地实施，由此使得带在相对置的层中缠绕。由此能够增加每个其他生产辊可用的材料的数量。
有利地，热塑性粘剂在胶合过程之前经受电晕处理。有利地，将热塑性粘剂引导至接地的引导圆柱体，在其上为了执行电晕处理布置至少一个电极。由此能够进一步简化不对称的粘合装置的制造。有利地，能够在胶合过程之前放弃热塑性粘剂的熔化。
特别有利地，反应性粘剂构造为潜在反应性粘剂，并且反应性粘剂的在干燥过程之后剩余的粘接性用于胶合过程。优选地，干燥过程的加工温度高于反应性粘剂的熔化温度，从而使得反应性粘剂在干燥过程结束后在有限的时间具有粘接性。由此能够进一步简化不对称的粘合装置的制造。有利地，能够在胶合过程之前放弃用于加热反应性粘剂的附加的方法步骤。特别有利地能够避免的是，通过附加的方法步骤减少不对称的粘合装置的鲁棒性和粘合持续时间。
在此，不对称的粘合装置和方法不应当局限在上述应用和实施方式上。特别地，不对称的粘合装置和方法能够为了满足在此描述的功能原理具有与在此提及的各个元件、组件、单元和方法步骤的数量所不同的数量。
附图说明
从接下来的附图说明中得出另外的优点。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含大量的特征组合。专业人员也能够合适地单独考虑这些特征并且组合为另外的合理的组合。
在此示出：
图1示出根据本发明的不对称的粘合装置的横截面的示意图，和
图2示出用于制造不对称的粘合装置的方法的示意性流程图。
具体实施方式
图1示出了不对称的粘合装置10。不对称的粘合装置10用于连接两个不同的接合件(未示出)。接合件之一构造为弹簧钢带。另一个接合件构造为聚酯纺织物。可替换地，接合件能够具有任意其它的材料、结构和/或形状，其中，在不对称的粘合装置10中应用的粘剂(如果需要)能够改变。
不对称的粘合装置10构造为不对称的粘合膜。不对称的粘合装置10具有衬垫16。衬垫16构造为释放型衬垫。可替换地，衬垫16能够构造为过程衬垫。此外，不对称的粘合装置10能够构造为双侧的粘合带。在该情况下，不对称的粘合装置10作为衬垫16的替换或附加而具有支撑件(未示出)。衬垫16具有硅化纸。可替换地，衬垫16或支撑件能够具有泡沫、纺织物材料、无纺布材料、其它类型的纤维素和/或塑料膜。不对称的粘合装置10具有第一粘剂层12。衬垫16布置在第一粘剂层12的第一主侧上。
第一粘剂层12具有反应性粘剂。反应性粘剂具有聚氨酯。可替换地，反应性粘剂能够具有任意其它合适的物质，例如环氧树脂、胺类和/或酰胺。聚氨酯构造为脂肪族聚氨酯。可替换地，聚氨酯能够构造为其它类型的聚氨酯，例如芳香族聚氨酯。反应性粘剂能借助于热量交联。可替换地，反应性粘剂能够借助于照射或附加另外的物质能交联。反应性粘剂的交联温度为大约100℃。反应性粘剂构造为潜在反应性粘剂。反应性粘剂在未交联状态下的熔化温度为大约50℃。
不对称的粘合装置10具有第二粘剂层14。第二粘剂层14与第一粘剂层12相对置地布置。第二粘剂层14直接布置在第一粘剂层12上。衬垫16、第一粘剂层12和第二粘剂层14以三明治结构形式布置。衬垫16、第一粘剂层12和第二粘剂层14分别具有大约50μm的厚度。根据应用领域和应用的粘剂类型，厚度能够变化。
第二粘剂层14具有热塑性粘剂。热塑性粘剂具有共聚多酯-弹性体。可替换地，第二粘剂层14能够具有任意其它合适的物质，例如聚酰胺、聚乙烯和/或聚α-烯烃。热塑性粘剂的熔化温度为大约120℃。
图2示出了用于制造不对称的粘合装置的方法的示意性流程图。在涂层步骤100中将反应性粘剂在潮湿状态下涂覆在衬垫16上。为了涂覆反应性粘剂应用刮刀，然而也能考虑的是，应用其它涂层方法例如帘式涂布。
在干燥步骤110中将衬垫16和反应性粘剂引导通过商业上通用的干燥通道。干燥通道的加工温度为大约60℃。在干燥步骤110之后反应性粘剂以第一粘剂层12的形式存在并且具有粘接性。干燥步骤110在此在涂层步骤100之后。
在预处理步骤120中热塑性粘剂经受电晕处理。热塑性粘剂以非粘性的膜的形式存在。热塑性粘剂经由接地的引导圆柱体引导，在其上布置多个电极，借助其执行电晕处理。预处理步骤120能够与干燥步骤110同时进行或在干燥步骤后短时间内进行。
在粘合步骤130中将用于形成第二粘剂层14的热塑性粘剂粘合到第一粘剂层12上。在此适用的是，第一粘剂层12在干燥过程110之后还未完全过渡到固态。不需要用于熔化第一粘剂层12的附加的方法步骤，由此使得粘剂层12，14较少地处于温度波动中并且具有更高的鲁棒性。在此，粘合步骤130在预处理步骤120之后。
附图标记列表
10 不对称的粘合装置
12 第一粘剂层
14 第二粘剂层
16 衬垫
100 涂层步骤
110 干燥步骤
120 预处理步骤
130 粘合步骤。

Claims (12)

1.一种用于连接两个不同的接合件的不对称的粘合装置(10)，所述粘合装置具有第一粘剂层(12)和与所述第一粘剂层(12)相对置布置的第二粘剂层(14)，其特征在于，所述第一粘剂层(12)具有至少一个反应性粘剂并且所述第二粘剂层(14)具有至少一个热塑性粘剂。
2.根据权利要求1所述的不对称的粘合装置(10)，其特征在于，所述热塑性粘剂具有至少一种共聚多酯弹性体。
3.根据权利要求1或2所述的不对称的粘合装置(10)，其特征在于，所述热塑性粘剂的熔化温度为至少90℃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的不对称的粘合装置(10)，其特征在于，所述反应性粘剂具有至少一种聚氨酯。
5.根据前述权利要求中任一项所述的不对称的粘合装置(10)，其特征在于，所述反应性粘剂能借助于热量交联。
6.根据前述权利要求中任一项所述的不对称的粘合装置(10)，其特征在于，所述反应性粘剂构造为潜在反应性粘剂，所述潜在反应性粘剂在未交联状态下具有热塑性表现。
7.根据权利要求5或6所述的不对称的粘合装置(10)，其特征在于，所述反应性粘剂的熔化温度在未交联状态下比所述反应性粘剂的交联温度低至少20℃。
8.根据权利要求7所述的不对称的粘合装置(10)，其特征在于，所述反应性粘剂的熔化温度至少为35℃并且最高为70℃。
9.根据前述权利要求中任一项所述的不对称的粘合装置(10)，其特征在于，所述第二粘剂层(14)直接布置在所述第一粘剂层(12)上。
10.一种用于制造尤其根据前述权利要求中任一项所述的不对称的粘合装置(10)的方法，其特征在于，在潮湿状态下将反应性粘剂涂覆到衬垫(16)上，随后干燥所述反应性粘剂以用于形成第一粘剂层(12)，并且将热塑性粘剂胶合到所述第一粘剂层(12)上以用于形成第二粘剂层(14)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述热塑性粘剂在胶合过程之前经受电晕处理。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述反应性粘剂构造为潜在反应性粘剂，并且将所述反应性粘剂的在干燥过程之后剩余的粘接性用于胶合过程。
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