DE102005044263A1

DE102005044263A1 - Selbstklebendes Verbindungsmittel und Verklebungsverfahren

Info

Publication number: DE102005044263A1
Application number: DE102005044263A
Authority: DE
Inventors: Philippe Velard
Original assignee: Saint Gobain Performance Plastics France; Saint Gobain Performance Plastics Gessil
Current assignee: Saint Gobain Performance Plastics France; Saint Gobain Performance Plastics Gessil
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2006-03-23
Also published as: FR2875233A1; US20060078702A1; FR2875233B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstklebendes Verbindungsmittel zum Verbinden eines Elementes aus Silikon mit einer Verwendungsstelle, das Folgendes aufweist, nämlich: DOLLAR A - einen Träger, DOLLAR A - eine Klebschicht auf einer Seite des Trägers, die dazu vorgesehen ist, mit der Verwendungsstelle in Kontakt zu treten, DOLLAR A - eine Klebstoffschicht aus durch ultraviolette Strahlung vernetzbarem Silikon auf der Seite des Trägers, die dazu vorgesehen ist, mit dem Silikonelement in Kontakt zu treten. DOLLAR A Sie betrifft gleichermaßen ein Element aus Silikon, das mit einem der Verbindungsmittel versehen ist, und ein Verfahren zum Verkleben eines Elementes aus Silikon, bei dem das Verbindungsmittel verwendet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstklebendes Verbindungsmittel zum Verbinden eines Silikonelementes mit einer Verwendungsstelle, sowie ein Verklebungsverfahren, bei dem ein solches Verbindungsmittel verwendet wird.

Materialien aus Silikon werden zunehmend in zahlreichen industriellen Bereichen verwendet, wie in dem Kraftfahrzeugbau, dem Baugewerbe, bei Einrichtungsgegenständen, für deren Langlebigkeit, deren chemischer und physiologischer Reaktionsträgheit, und deren Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen oder Witterungseinflüssen. Allerdings sind diese Materialien gerade wegen dieser besonderen Eigenschaften schwierig mit anderen Materialien zu verbinden, mit denen diese nicht kompatibel sind.

Ein Verbindungsmittel zum Verbinden eines ersten Materials mit einem zweiten Material, das von unterschiedlicher chemischer Natur und inkompatibel mit dem ersten ist, besteht im Allgemeinen aus einem Träger, der auf jeder seiner Seiten eine Klebschicht aufweist, wobei jede Klebschicht kompatibel ist mit dem Material, mit dem diese in Kontakt treten soll. In dem Fall, in dem eines der Materialien aus Silikon besteht, ist es häufig erforderlich, eine zusätzliche Verbindung zu dem Klebemittel hinzuzugeben, um das Letztere mit dem Silikonmaterial kompatibel zu machen. Diese zusätzlichen Verbindungen befinden sich häufig in der Lösungsmittelphase. Das Herstellungsverfahren dieser Verbindungsmittel ist somit langwierig, kompliziert, gefährlich und wenig wirtschaftlich. In der Tat erfordert die Verwendung eines Lösungsmittels eine Trocknungszeit, um das Lösungsmittel zu entfernen, wobei diese Zeit relativ lang sein kann. Dadurch ist das Produkt nicht einfach handhabbar und am Ende des Herstellungsvorganges nicht verwendbar.

Das Dokument US 2004/0001827 beschreibt ein Verbindungsmittel zum Verbinden eines Silikonelementes mit einer Verwendungsstelle, das einen Träger aufweist, wobei der Träger eine Klebschicht auf jeder seiner Seiten aufweist, eine zusätzliche Klebstoffschicht, beispielsweise eine Grundschicht, die zwischen einer der Klebschichten und dem Träger hinzugeben wird. Dadurch ist das in diesem Dokument beschriebene Verbindungsmittel ermüdend und langwierig herzustellen.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteilen abzuhelfen, indem ein selbstklebendes Verbindungsmittel vorgeschlagen wird, das es ermöglicht, ein Silikonelement mit einer beliebigen Verwendungsstelle zu verbinden, wobei das Verbindungsmittel einfach herzustellen ist und ein Minimum an Bestandteilen aufweist.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein selbstklebendes Verbindungsmittel (Verbindungsstück) zum Verbinden eines Silikonelementes mit einer Verwendungsstelle, das Folgendes aufweist, nämlich:

– einen Träger,
– eine Klebschicht (Adhäsionsschicht) auf einer Seite des Trägers, die dazu vorgesehen ist, mit der Verwendungsstelle in Kontakt zu treten,
– eine Klebstoffschicht aus durch ultraviolette Strahlung vernetzbarem Silikon auf der Seite des Trägers, die dazu vorgesehen ist, mit dem Silikonelement in Kontakt zu treten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Silikonelement, das mit einem wie oben beschriebenen selbstklebenden Verbindungsmittel (Verbindungsstück) versehen ist.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben eines Silikonelementes, das die nachfolgenden Schritte aufweist, nämlich:

– a°) Bereitstellen eines Silikonelementes,
– b°) Bestreichen des Elementes mit einer Klebstoffschicht aus durch ultraviolette Bestrahlung vernetzbarem Silikon,
– c°) Anbringen eines Trägers auf der Klebstoffschicht,
– d°) Anbringen einer Klebschicht (Adhäsionsschicht) auf dem Träger mit Druck,
– e°) Unterwerfen des in d°) erhaltenen Produktes einer ultravioletten Bestrahlung für einige Sekunden.

Ein solches Verklebungsverfahren ist besonders einfach und schnell. Es erfordert nicht die Verwendung eines Lösungsmittels. Somit findet ein langwieriger, ermüdender und gefährlicher Schritt nicht statt.

Ferner wird aufgrund des spezifischen Klebstoffes, der für das Verbindungsmittel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine kohäsive Adhäsion erhalten. Somit bewahrt das Verbindungsmittel selbst seine Integrität während der Zeit seiner Verwendung sowie seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Das Verbindungsmittel ist dauerhaft und es besteht nicht das Risiko, dass es sich über die Zeit verändert. Es ist besonders wirksam.

Insbesondere aufgrund der Vernetzung durch ultraviolette Bestrahlung, insbesondere in Schritt d°), ist das Silikonelement, das mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmittel versehen ist, am Ende des Herstellungsvorganges direkt handhabbar. Seine Herstellungsdauer ist erheblich reduziert. Das Silikonelement, das mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmittel versehen ist, kann so direkt durch einfaches Anbringen auf die Verwendungsstelle ohne weitere mechanische Haltemittel geklebt werden.

Das Silikonelement, das mit einer Verwendungsstelle verbunden oder verklebt werden soll, kann jede beliebige Form haben. Es kann ein extrudiertes Profil aufweisen, das dazu vorgesehen ist, als Dichtungsmittel zu dienen, beispielsweise für ein Kraftfahrzeugdach, das sich öffnen lässt, oder auch für ein Fenster in einem Gebäude.

Die Verwendungsstelle kann aus einem beliebigen Material bestehen, wie beispielsweise aus einem Metall, aus Holz, aus Glas, aus Kunststoff oder auch aus Gummi.

Der Träger ist ausgewählt aus jeglichem Material, das eine Barrierenwirkung gegenüber der Klebschicht und der Klebstoffschicht darstellt. Der Träger kann insbesondere ein Vlies, ein Polymerschaumstoff oder auch ein Film auf der Basis eines Polymeres sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Träger des erfindungsgemäßen selbstklebenden Verbindungsmittels in Form eines Filmes auf der Basis eines Polymeres ausgebildet, das ausgewählt ist aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester, Polyvinylchlorid und deren Mischungen. Weiter bevorzugt ist das Polymer ausgewählt aus Polypropylen, Polyester und deren Mischungen. Vorzugsweise ist der Träger transparent.

Unter „transparentem" Teil wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Teil verstanden, das ultraviolette Strahlung durchtreten lässt.

Derartige Träger sind bekannt und kommerziell erhältlich.

Vorzugsweise ist das Klebemittel (Adhäsionsmittel) der Schicht auf der Seite des Trägers, die dazu vorgesehen ist, mit der Verwendungsstelle in Kontakt zu treten, ausgewählt aus den Polyacrylklebemitteln, den Polyurethanklebemitteln, den Silikonklebemitteln, den Gummiklebemitteln und deren Mischungen. Vorzugsweise ist das Klebemittel transparent.

Deartige Klebemittel (Adhäsionsmittel) sind bekannt und kommerziell erhältlich.

Das erfindungsgemäße Verbindungsmittel weist eine Klebstoffschicht aus durch ultraviolette (UV) Bestrahlung vernetzbarem Silikon auf. Diese Klebstoffschicht ist auf der Seite des Trägers vorgesehen, der dazu vorgesehen ist, mit dem Silikonelement in Kontakt zu treten. Diese Klebstoffschicht bildet ein gummiartiges Material mit hoher Festigkeit nach Exposition gegenüber UV. Vorzugsweise basiert der Klebstoff auf acetisch modifiziertem Silikon, das durch UV vernetzbar ist. Ein Klebstoff, der besonders zu dem erfindungsgemäßen Verbindungsmittel passt, ist kommerziell unter der Handelsbezeichnung „Loctite^® 5083" bei der Firma Loctite, Frankreich, erhältlich.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Träger und das Klebemittel transparent. Dadurch kann der Schritt der Vernetzung mit UV unter optimalen Bedingungen durchgeführt werden.

Vorzugsweise weist das Silikonelement, das mit dem erfindungsgemäßen selbstklebenden Verbindungsmittel versehen ist, eine Schälfestigkeit zwischen dem Silikonelement und dem Träger von oberhalb oder gleich 30 N/25 mm auf. Dieser Wert entspricht einem Kohäsionsbruch des Silikonklebstoffes.

In der vorliegenden Anmeldung wird die Schälfestigkeit gemäß der nachfolgenden Methode gemessen:

– Es wird eine Probe eines Silikonelementes mit den folgenden Maßen bereitgestellt: 150 mm Länge auf 25 mm Breite,

was eine Oberfläche von 37,5 cm² bedeutet, auf der das erfindungsgemäße Verbindungsmittel gemäß des erfindungsgemäßen Verklebungsverfahrens aufgebracht wird.

Ein Ende der Probe bleibt unbeweglich. Am anderen Ende wird die Kraft gemessen, die erforderlich ist, um das Silikonelement von dem Verbindungsmittel entsprechend eines Winkels von 90° gemäß der Norm NFT 46008 zu trennen.

Es wird nun das erfindungsgemäße Verklebungsverfahren beschrieben.

In einem ersten Schritt, Schritt a°), wird ein Silikonelement bereitgestellt. Ein solches Element kann jede beliebige Form annehmen. Allgemein weist es die Form eines extrudierten Profils auf.

In einem zweiten Schritt, Schritt b°), wird das Silikonelement mit einer Schicht aus Klebstoff aus Silikon bestrichen, das durch UV-Bestrahlung vernetzbar ist, wie oben beschrieben. Vorzugsweise weist die Schicht eine Dicke von 1 μm bis 1 mm auf.

In einem dritten Schritt, Schritt c°), wird auf die Klebstoffschicht ein wie oben beschriebener Träger angebracht, anschließend wird in einem vierten Schritt, Schritt d°), eine wie oben beschriebene Klebschicht auf dem Träger angebracht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein einseitiges Klebemittel verwendet, das den Träger und die bereits auf dem Träger vorhandene Klebschicht aufweist. Dadurch bilden der dritte und der vierte Schritt, d.h. Schritt c°) und Schritt d°), nur einen einzigen Schritt. Das Herstellungsverfahren wird so vereinfacht.

Beispiele von einseitigen Klebemitteln, die zu der vorliegenden Erfindung passen, sind kommerziell erhältlich unter den Handelsbezeichnungen „9850" bei der Firma NITTO, „2670" bei der Firma GPI, „K125" von der Firma SCAPATAPES oder auch „PL2221" bei der Firma MACTAC.

Das einseitige Klebemittel oder die alleinige bzw. einzige Klebschicht wird mit einem Druck angebracht, der in Abhängigkeit von der Geometrie des Silikonelementes bestimmt wird.

In einem letzten Schritt wird das Produkt, das aus dem vorherigen Schritt erhalten wurde, einer UV-Bestrahlung für einige Sekunden, vorzugsweise für 1 bis 30 Sekunden, gemäß den Expositionsbedingungen unterzogen. Vorzugsweise wird in Schritt e°) eine UV-Bestrahlung von 30 mW/cm² für ungefähr 20 Sekunden angewendet.

Der Vernetzungsschritt kann aufgrund der Luftfeuchtigkeit bei Raumtemperatur auf 48 Stunden verlängert sein. Allerdings ist das Produkt, nämlich das Silikonelement, das mit dem selbstklebenden Verbindungsmittel versehen ist, am Ende des Verklebungsvorganges handhabbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach oder vor dem Schritt e°) die Klebschicht mit einem Schutzfilm bedeckt. Dieser Film ist vorzugsweise transparent, insbesondere wenn dieser vor dem Schritt e°) der Vernetzung auf die Klebschicht aufgebracht wird. In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Schutzfilm bereits auf dem einseitigen Klebemittel auf der Seite vorhanden, die dem Träger entgegengesetzt ist. Der Schutzfilm begünstigt das Haften der Klebschicht auf ihrem Träger während des Abrollens einer Rolle von einseitigem Klebemittel.

Durch den so auf das erfindungsgemäße selbstklebende Verbindungsmittel aufgebrachten Schutzfilm wird eine Verschmutzung während der Handhabung, der Verpackung und dem Transport des selbstklebenden Verbindungsmittels vermieden. Der Schutzfilm muss vor der Verwendung des Verbindungsmittels abgezogen werden.

Somit weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Silikonelement, das mit dem selbstklebenden Verbindungsmittel versehen ist, einen Schutzfilm auf, der die Klebschicht bedeckt.

Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter beschrieben, insbesondere mit Hilfe der Figur, die ein Silikonelement repräsentiert, das durch das erfindungsgemäße selbstklebende Verbindungsmittel mit einer Verwendungsstelle verbunden wurde.
In der Figur ist ein Element 1 aus Silikon repräsentiert, das in diesem Beispiel ein Dichtungsmittel für ein Autodach ist, das geöffnet werden kann. Das Element 1 wird mit einer Verwendungsstelle 2 verbunden, die in diesem Beispiel das Dach ist, das geöffnet werden kann. Das selbstklebende Verbindungsmittel 3 weist einen Träger 4 auf, beispielsweise aus Polyester. Das Verbindungsmittel 3 weist außerdem eine Schicht 5 aus Klebstoff aus Silikon, das durch UV vernetzbar ist, auf, die zwischen dem Element 1 aus Silikon und dem Träger 4 angeordnet ist. Das Verbindungsmittel 3 weist eine Klebschicht 6 auf, beispielsweise ein Acrylklebemittel, die zwischen der Verwendungsstelle 2 und dem Träger 4 angeordnet ist.
Ein solches Verbindungsmittel ist besonders 72 Stunden nach dem Verklebungsvorgang wirksam. Es ist gegenüber Temperaturunterschieden, gegenüber Hitze und Kälte, beständig.
Die vorliegende Erfindung wird nun mittels des unten stehenden Beispieles illustriert.
BEISPIEL 1:
Es werden vier identische Elemente aus Silikon (Elemente 1 bis 4) bereitgestellt. Auf jedem dieser Elemente wird eine Schicht von acetisch modifiziertem Klebstoff aus Silikon aufgebracht, das durch UV vernetzbar ist, und der unter der Handelsbezeichnung „Loctite^® 5083" von der Firma Loctite, Frankreich, vertrieben wird. Danach wird ein auf jedem Element unterschiedliches einseitiges Klebemittel aufgebracht. Die verwendeten einseitigen Klebemittel (Klebemittel 1 bis 4) sind die Folgenden:
Klebemittel 1: Träger aus mono-orientiertem Polypropylen und einer Polyacrylklebschicht, vertrieben unter der Handelsbezeichnung „9850" von der Firma NITTO.
Klebemittel 2: Träger aus Polyester und eine Polyacrylklebschicht, vertrieben unter der Handelsbezeichnung „2670" von der Firma GPI.
Klebemittel 3: Träger aus Polyester mit einem Silikonschutzfilm und einer Polyacrylklebschicht, vertrieben unter der Handelsbezeichnung „K125" von der Firma SCRPATAPES.
Klebemittel 4: Träger aus Polyester und eine Polyacrylklebschicht, vertrieben unter der Handelsbezeichnung „PL2221" von der Firma MACTAC.
Jedes der erhaltenen Produkte wurde danach dem Schältest unterzogen, der in der vorliegenden Anmeldung beschrieben ist.
Die gemessenen Schälwerte sind in der unten stehenden Tabelle zusammengestellt:
In jedem der Fälle weist die Klebstoffschicht einen Kohäsionsbruch auf.

Claims

Verbindungsmittel zum Verbinden eines Silikonelementes mit einer Verwendungsstelle, das Folgendes aufweist, nämlich: – einen Träger, – eine Klebschicht auf einer Seite des Trägers, die dazu vorgesehen ist, mit der Verwendungsstelle in Kontakt zu treten, – eine Klebstoffschicht aus durch ultraviolette Strahlung vernetzbarem Silikon auf der Seite des Trägers, die dazu vorgesehen ist, mit dem Silikonelement in Kontakt zu treten.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ausgewählt ist aus jeglichem Material, das eine wirksame Barriere gegenüber der Klebschicht und der Klebstoffschicht darstellt.
Verbindungsmittel nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Vlies, ein Polymerschaumstoff oder ein Film auf der Basis eines Polymeres ist.
Verbindungsmittel nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ausgebildet ist in Form eines Filmes auf der Basis eines Polymeres, das ausgewählt ist aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester, Polyvinylchlorid und deren Mischungen.
Verbindungsmittel nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ausgewählt ist aus Polypropylen, Polyester und deren Mischungen.
Verbindungsmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebemittel der Schicht auf der Seite des Trägers, die dazu vorgesehen ist, mit der Verwendungsstelle in Kontakt zu treten, ausgewählt ist aus den Polyacrylklebemitteln, den Polyurethanklebemitteln, den Silikonklebemitteln, den Gummiklebemitteln und deren Mischungen.
Verbindungsmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Klebstoff um einen solchen auf der Basis von acetisch modifiziertem Silikon handelt, das durch UV vernetzbar ist.
Verbindungsmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger und das Klebemittel transparent sind.
Silikonelement, das mit einem selbstklebenden Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8 versehen ist.
Silikonelement nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schutzfilm aufweist, der die Klebschicht bedeckt.
Element nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Schälfestigkeit zwischen dem Silikonelement und dem Träger aufweist, die größer oder gleich 30 N/25 mm beträgt.
Verfahren zum Verkleben eines Silikonelementes, das die nachfolgenden Schritte aufweist, nämlich: – a°) Bereitstellen eins Silikonelementes, – b°) Bestreichen des Elementes mit einer Klebstoffschicht aus durch UV-Bestrahlung vernetzbarem Silikon, – c°) Anbringen eines Trägers auf der Klebstoffschicht, – d°) Anbringen einer Klebschicht auf dem Träger mit Druck, – e°) Unterwerfen des in d°) erhaltenen Produktes einer ultravioletten Bestrahlung für einige Sekunden, vorzugsweise für 1 bis 30 Sekunden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes e°) eine UV-Bestrahlung von 30 mW/cm² für ungefähr 20 Sekunden angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein einseitiges Klebemittel verwendet wird, das den Träger und die bereits auf dem Träger vorhandene Klebschicht aufweist, wobei Schritt c°) und Schritt d°) nun nur einen einzigen Schritt bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach oder vor dem Schritt e°) die Klebschicht mit einem Schutzfilm bedeckt wird.