DE102007017266A1 - Nachvernetzung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes mit einer Nachvernetzung eines Klebstoffes. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines nachvernetzenden Klebstoffes in einem kontinuierlichen Verfahren zur Herstelung eines Verbundelementes.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes aus einem Werkstoff nach Anspruch 1 mit einer Nachvernetzung eines Klebstoffes, sowie die Verwendung eines nachvernetzenden Klebstoffes nach Anspruch 10 in diesem Verfahren.
  • Aus der DE 42 05 860 A1 ist die Verwendung eines Gemisches bekannt, welches ein oder mehrere Copolyamide als Reaktivschmelzkleber sowie mit dem Reaktivschmelzkleber verklebte oder beschichtete Materialien beschreibt. In dieser Druckschrift ist auch der Einsatz von Heißschmelzklebstoffen in der Automobilindustrie zur Herstellung von Verbundteilen offenbart.
  • Die DE 199 63 585 A1 beschreibt eine Beschichtungszusammensetzung auf Polyurethanbasis als wärmereaktiver Schmelzklebstoff für das Verbinden verschiedener Materialien. In dieser Druckschrift ist auch ein Verfahren zum Verkleben verschiedener Materialien, insbesondere Metall, mit der Schmelzklebstoff-Zusammensetzung beschrieben. Bei diesem Verfahren wird der Schmelzklebstoff nach dem Auftrag durch Temperaturerhöhung zur Reaktion, d. h. zum Verkleben und Aushärten, gebracht, wobei das Aufschmelzen des Klebstoffes durch Heißluft, Wärmestrahlung, Mikrowellenstrahlung oder durch Hochfrequenz erfolgen kann. Die mit dem Aufschmelzen des Klebstoffes verbundene Vernetzungsreaktion erfolgt in einem Zeitraum von wenigen Sekunden, in der abhängig von der Art des Aufschmelzens eine weitere Aushärtung des Klebers erfolgt.
  • Die DE 698 31 356 T2 beschreibt Schmelzklebstoffe aus einer Mischung mit einem sauren Polymer und einem basischen Polymer sowie deren Anwendung. Die beschriebenen Schmelzklebstoffe werden thermisch reversibel vernetzt, so dass sie nach dem Auftragen und Abkühlen in der Schmelze verarbeitbar bleiben und die Eigenschaften eines vernetzten Klebstoffes behalten. Dabei können zusätzlich Härtungsschritte gegebenenfalls angewandt werden. Als derartige Härtungsschritte wird die Einwirkung von Strahlung, wie ultravioletter Strahlung oder Elektronenstrahlen, auf den Klebstoff genannt.
  • In diesen Dokumenten ist jedoch weder ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes mit einer Nachvernetzung eines Klebstoffes noch die Verwendung eines nachvernetzenden Klebstoffes in einem kontinuierlichen Verfahren beschrieben.
  • Gerade bei der Verwendung von Klebstoffen im kontinuierlichen industriellen Fertigungsbereich, wie z. B. in der Automobilindustrie, besteht die Problematik einzelne Elemente zunächst zu einem Verbundelement zu verkleben, das anschließend unter Passung gefügt und eingebaut oder weiteren Verarbeitungsschritten unterzogen wird. Die einzelnen Bauelemente können dabei aus verschiedenen Materialien, wie beispielsweise Metall oder Kunststoff, bestehen. Häufig müssen dabei mehrere unterschiedliche Metall- oder Kunststoffmaterialien untereinander oder miteinander verbunden werden. Die technologischen Anforderungen an die Klebeverbindungen sind daher häufig sehr hoch. Die Verklebungen müssen hohen mechanischen und oftmals auch hohen chemischen Belastungen sowie nicht selten extremen Temperaturbeanspruchungen standhalten.
  • Für ein automatisches kontinuierliches Verfahren zur Herstellung der Verbundelemente ist ein zu einer zunächst weich-flexiblen Klebstoffmasse reagierender Klebstoff vorteilhaft, damit bei der nachfolgenden Verarbeitung oder dem Einbau der verklebten Verbundelemente etwaige Maßtoleranzen aufgrund der Flexibilität des Klebstoffes ausgeglichen werden können. Im Betriebszustand ist dagegen häufig ein Klebstoff erforderlich, der zu einer harten oder zäh-elastischen Klebemasse vernetzt ist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines stabilen Verbundelementes bereitzustellen, bei dem die Fertigung automatisiert in schneller Reihenfolge und mit hoher Flexibilität erfolgen kann.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Verwendung eines nachvernetzenden Klebstoffes nach Anspruch 10.
  • Bei der Erfindung erfolgt in einem kontinuierlichen Verfahren nach einem Verkleben einzelner Bauelemente zu einem Verbundelement eine Nachvernetzung und ein Aushärten des verwendeten Klebestoffes zu einem frei wählbaren Zeitpunkt zur Fertigstellung des Produktes. Durch die Nachvernetzung wird eine hohe Endfestigkeit und eine endgültige dauerhafte Fixierung der Einzelelemente erreicht. Darüber hinaus wird durch den Nachvernetzungsprozess auch die Temperaturbeständigkeit des Klebstoffes erhöht, so dass das gefertigte Verbundelement hohen thermischen Belastungen standhalten kann. Ferner ist es bei diesem Verfahren möglich, vor der Nachvernetzung Justierungen und Anpassungen an den verklebten Elementen oder andere weiterverarbeitende Schritte durchzuführen. Dadurch wird eine gute Fehlertoleranz sowie eine hohe Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht.
  • Es wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Verkleben relativ schnell eine bestimmte Anfangsfestigkeit des Klebstoffes erreicht, die zunächst ausreicht, um die Einzelelemente, die das Verbundelement bilden, in einer hinreichend stabilen Lage vorläufig zu fixieren. Die Endfestigkeit wird dann jedoch erst später gezielt durch die Nachvernetzung bewirkt. Somit kann das geklebte Verbundelement verhältnismäßig rasch nach dem Klebevorgang weiterbehandelt werden, ohne dass der Produktionsprozess unterbrochen oder verlangsamt werden muss. Dadurch kann die Produktionsrate deutlich gesteigert und der Kostenaufwand für die Herstellung eines Verbundelementes erheblich reduziert werden.
  • Weitere vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Unteransprüchen.
  • So wird bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundelementes vorgeschlagen, dass als Klebstoff ein Schmelzklebstoff verwendet wird. Dabei wird der Schmelzklebstoff, der auch als sogenannter Hotmelt bezeichnet wird, im geschmolzenen Zustand aufgetragen, und durch Abkühlung des Schmelzklebstoffes eine gewisse durchaus ausreichende Anfangsfestigkeit durch das Erstarren des Klebstoffes erreicht. Die Endfestigkeit wird dann später durch die gezielte Nachvernetzung bewirkt.
  • Schmelzklebstoffe sind im Allgemeinen lösungsmittelfrei und bei Raumtemperatur mehr oder weniger feste Produkte, die im heißen Zustand auf die Klebefläche aufgetragen werden und beim Abkühlen die Verbindung herstellen. Diese bekannte Gruppe von Klebstoffen basiert auf verschiedenen chemischen Rohstoffen. Die Schmelzpunkte der verwendeten Klebstoffe liegen hauptsächlich im Bereich zwischen 80 und 200°C. Die Adhäsion wird durch die Temperaturerhöhung, also das Schmelzen, erreicht, was eine Verringerung der Viskosität zur Folge hat. Durch die geringe Viskosität kann eine ausreichende Benetzung des Substrates gewährleistet werden. Die Kohäsion wird durch das Abkühlen der Schmelze bewirkt. Als Grundmaterial für den Schmelzklebstoff können eine Reihe verschiedener Basispolymere verwendet werden. Dazu zählen insbesondere Polyamide und Polyethylene mit einer Applikationstemperatur von zumeist über 200°C. Ferner werden amorphe Poly-α-olefine mit einer Applikationstemperatur von ca. 170°C und Ethylen-Vinylacetet-Copolymere mit einer Applikationstemperatur von etwa 150°C häufig verwendet. Darüber hinaus können auch Polyester-Elastomere, Polyurethan-Elastomere sowie Copolyamid-Elastomere als Schmelzklebstoffe verwendet werden.
  • Neben den Basispolymeren kommen zumeist weitere Zusatzstoffe wie Harze, insbesondere Kolophonium, Terpene und Kohlenwasserstoffe, sowie Stabilisatoren wie Antioxidantien primärer Art, wie z. B. Phenole, und sekundärer Art, wie Peroxidzersetzer, und gegebenenfalls Metalldesaktivatoren zur Komplexbildung mit Metallionen und Lichtschutzmittel zum Einsatz. Zudem können natürliche und synthetische Wachse zur Konsistenzverbesserung beigemischt werden. Zur Unterstützung des Erstarrungsprozesses ist die Zugabe weiterer Nukleierungsmittel von Vorteil.
  • Die Schmelzklebstoffe befinden sich bei Raumtemperatur in einem festem hochmolekularem Zustand. Durch Erwärmung werden sie in den flüssigen Aggregatzustand versetzt und sind in der Lage die zu verklebenden Oberflächen zu benetzen. Sofort nach dem Abkühlen können Kräfte übertragen werden. Da die Schmelzklebstoffe keine Lösungsmittel enthalten treten auch keine Schwundprozesse auf.
  • Das Schmelzkleben ist unter prozesstechnischen Gesichtspunkten besonders vorteilhaft. Schmelzklebstoffe haben wegen ihrer guten Verarbeitungseigenschaften eine Reihe von Vorteilen. Da es sich bei Schmelzklebstoffen um einkomponentige Klebstoffe handelt, ist kein Dosieren und Mischen erforderlich. Sie enthalten zumeist keine gesundheitsschädlichen Monomere oder Lösungsmittel. Zudem wird eine bestimmte Handhabungsfestigkeit schnell erreicht.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Schmelzklebstoff ein Polyamidsystem verwendet. Schmelzkleber auf Polyamidbasis sind insbesondere temperaturbeständig und vor allem für die Metallverarbeitung geeignet.
  • Die meisten technisch bedeutsamen Polyamide sind teilkristalline thermoplastische Polymere und zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit aus. Sie besitzen eine gute Chemikalienbeständigkeit und Verarbeitbarkeit. Viele Eigenschaften der Polyamide werden weitgehend durch die Amidgruppen dominiert, die über Wasserstoffbrückenbindungen miteinander Wechselwirken.
  • Ferner weisen Polyamide einen hohen Verschleißwiderstand sowie gute Gleiteigenschaften auf. Durch Faserverbunde mit Glas- oder Kohlefasern lassen sich die mechanischen Eigenschaften weiter verbessern, so dass z. B. die Festigkeiten und die Schlagzähigkeit auf den Anwendungsfall abgestimmt werden können. Aufgrund ihrer Beständigkeit gegen Schmier- und Kraftstoffe, selbst bei Temperaturen bis über 150°C sind Polyamide insbesondere für den Einsatz im Fahrzeugbau für Motoranbauteile wie Ansaugsysteme, Kraftstoffleitungen und Motorabdeckungen geeignet.
  • Grundsätzlich kann die Nachvernetzung auf verschiedene Arten bewirkt werden. So kann die Nachvernetzung beispielsweise durch Zufuhr von Feuchtigkeit, durch Temperaturerhöhung, radikalisch oder strahlenchemisch induziert werden.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren ist eine strahlenchemisch bewirkte Nachvernetzung besonders geeignet. Hierbei kann der bestrahlte Bereich genau definiert werden, so dass lediglich die gewünschten Klebstoffareale aushärten. Dadurch kann das Verfahren zeit- und energiesparend durchgeführt werden. Ferner kann die Nachvernetzungszeit bei einer ausreichend hohen Strahlungsintensität im Vergleich zu anderen Varianten deutlich reduziert werden. Damit wird die Produktionsrate gesteigert und die Herstellungskosten gesenkt. Als Strahlungstypen sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. Es können Mikrowellen-, Infrarot-, UV-, Röntgen- und Teilchenstrahlen eingesetzt werden.
  • Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Gamma- und Elektronenstrahlen. Bei diesen Strahlungsarten wird eine besonders hohe Energiedichte übertragen, die zu einer effektiven Vernetzung in verhältnismäßig kurzer Zeit führt und daher die benötigte Herstel lungszeit für die Verbundelemente verringert. Insbesondere kann die bei herkömmlichen mehrkomponentigen Reaktivklebstoffen notwendige längere Fixierzeit deutlich verkürzt werden.
  • In Folge der Einwirkung dieser hochenergetischen Strahlung werden hochreaktive Radikale erzeugt, die wiederum von der Polymerkette Wasserstoffatome abstrahieren und somit die Radikalstelle auf das Polymer übertragen.
  • Die erzeugten Radikale können Rekombinieren, Disproportionieren oder auf andere Polymerketten übertragen werden. Des Weiteren kann das Einwirken der hochenergetischen Strahlung eine Spaltung von C-C-Bindungen bewirken. In Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeit dieser Reaktionen, die beispielsweise von der Art der an der Polymerkette gebunden Substituenten abhängig ist, erfolgt die Vernetzung des Polymers und damit das Verhärten des Klebstoffes.
  • Ein besonderer Vorteil der strahlenchemischen Vernetzung ist, dass die Methode keinerlei Hilfsstoffe, wie z. B. Vernetzungsmittel, Initiatoren usw. für die Vernetzungsreaktion benötigt, so dass diese Variante insbesondere unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes oder dem Gesundheitsschutz des Arbeitspersonals von Interesse ist, da beispielsweise bei einer radikalischen Vernetzung die noch vorhandenen Restmonomere in den meisten Fällen eine hohe Toxizität aufweisen. Ferner ermöglicht die strahlenchemische Behandlung auch die Vernetzung von Polymeren, die nicht radikalisch polymerisiert werden können. Beispielsweise können Vinylether nur kationisch polymerisiert werden, wodurch eine gleichzeitige Polymerisation und Vernetzung dieser Polymere nicht möglich ist.
  • Als Werkstoffe für das herzustellende Verbundelement können sämtliche üblichen Materialien, wie beispielsweise Holz, Kunststoffe oder insbesondere Metalle und deren Legierungen verwendet werden.
  • Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verwendung von Metallen besonders geeignet. Als metallische Werkstoffe kommen insbesondere Eisenwerkstoffe wie Stahl in verschiedenen Legierungsstufen und Gusseisen als Grau-, Stahl- oder Temperguss sowie Nichteisenmetalle in Frage. Bei den Nichteisenmetallen können Reinmetalle oder Nichteisenlegierungen wie Knet- oder Gusslegierungen verwendet werden. Metalle weisen eine hohe Temperaturleitfähigkeit auf, sind insbesondere bei höheren Temperaturen verformbar und gegenüber mechanischen Belastungen sowie chemischen Einflüssen verhältnismäßig widerstandsfähig, so dass aus diesen Werkstoffen stabile und dauerhafte Elemente gefertigt werden können.
  • Es ist besonders zweckmäßig, als metallischen Werkstoff ein Leichtmetall, insbesondere Aluminium, zu verwenden.
  • Das Leichtmetall Aluminium bildet an Luft sehr schnell eine dünne und undurchlässige Oxidschicht, die das Metall sehr korrosionsbeständig macht. Durch elektrische Oxidation, dem Eloxieren, oder auf chemischem Wege kann die schützende Oxidschicht verstärkt werden. Aluminium ist ein relativ weiches aber dennoch zähes Metall, das gut verarbeitet werden kann. Insbesondere so genannte Aluminium-Knetlegierungen lassen sich auch bei niedrigen Temperaturen leicht verformen, biegen, pressen und schmieden. Durch Kaltverformen entstandene Spannungen können durch Weichglühen bei bis zu 250°C beseitigt werden, wodurch selbst Duraluminium vorübergehend verformbar wird.
  • Legierungen mit 1 bis 3% Magnesium und/oder Silizium lassen sich gut gießen (Aluminium-Druckguss) und spanabhebend bearbeiten.
  • Wegen seiner geringen Dichte ist Aluminium als Konstruktionswerkstoff insbesondere dort geeignet, wo Masse bewegt werden muss, vor allem im Fahrzeugbau und in der Luft- und Raumfahrt. In Legierungen mit Magnesium, Silizium und anderen Metallen werden Festigkeiten erreicht, die denen von Stahl nur wenig nachstehen. Daher ist die Verwendung von Aluminium zur Gewichtsreduzierung überall dort angebracht, wo Materialkosten eine untergeordnete Rolle spielen.
  • Aluminium lässt sich durch Strangpressen in komplizierte Profile formen, worin ein großer Vorteil bei der Fertigung von Hohlprofilen und Kühlkörperprofilen liegt. Aluminium-Gussteile können durch Druckguss in komplizierten Formen gefertigt werden, und auch die spanende Nachbearbeitung ist gut möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Aluminium in Legierungsform. Es gibt eine Vielzahl von Legierungen, die entweder eine leichte Verformbarkeit oder eine gute Gießbarkeit und spanende Bearbeitbarkeit zeigen. Die Legierungsbildung erfolgt insbesondere mit den Metallen Kupfer, Magnesium, Mangan, Silizium, Eisen, Titan, Berylli um, Chrom, Zink, Zirkon und Molybdän, um bestimmte Eigenschaften zu fördern oder unerwünschte Eigenschaften zu unterdrücken.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Verbundelement ein Sandwich-Element hergestellt. Dabei handelt es sich um ein Bauelement aus zwei tragfähigen Deckschichten, die über einen schubsteifen Kern voneinander beabstandet sind. Durch diesen schubsteifen Verbund kann das Flächenträgheitsmoment deutlich erhöht werden. Als Material für das Kernelement können Kunststoffe wie z. B. Polyethylen, Polypropylen oder Polyurethane sowie natürliche Materialien wie Papier und andere Faserstoffe eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines metallischen Kerns.
  • Der metallische Kern kann in unterschiedlichen strukturellen Formen eingesetzt werden. Denkbar ist der Einsatz eines Metallschaums, eines zusammengesetzten Kernes, beispielsweise in einer Wabenform oder insbesondere ein ausgeformter Kern, z. B. in Gestalt einer Welle oder eines Trapezes. Diese Strukturen liefern eine hohe Stabilität durch eine effektive Verteilung von Zug- und Druckkräften bei relativ geringem Materialeinsatz und geringem Kostenaufwand.
  • Geeigneterweise wird das Sandwich-Element aus zumindest einem gewellten Kernelement und zumindest einem ebenen Deckelement hergestellt. Auf diese Weise lässt sich eine an die Natur angelehnte optimierte Geometrie realisieren, die bei niedrigem Gewicht hohe Anforderungen an die Festigkeit, insbesondere bei großflächigen Anwendungen, erfüllt. Die Fertigung derartiger Bauelemente lässt sich in einem kontinuierlichen Prozess kostengünstig durchführen.
  • Vor allem in Kombination mit dem Werkstoff Aluminium entsteht ein sehr leichtes und extrem biegesteifes Sandwich-Element mit einer sehr ebenen Oberfläche und einem äußerst einfachen Aufbau, was gerade im großflächigen Einsatz hohe Gewichtseinsparungen ermöglicht. Der geringe Materialeinsatz erlaubt zudem eine einfache Bearbeitung auch mit konventionellen Maschinen.
  • Das wellenförmige Kernelement besitzt selbst bereits eine hohe Eigensteifigkeit. Durch die optimierte Form wird die Welle mit dem Deckelement äußerst harmonisch verbunden. Dadurch werden besonders hohe statische und dynamische Festigkeiten erreicht. Wird das wellenförmige Kernelement mit nur einem Deckelement auf einer Seite ver bunden, so entsteht ein auf einer Seite glattes und auf der anderen Seite mit ansprechender Wellenoptik versehenes Produkt. Dieses Element kann abhängig von der Richtung einfach elastisch oder plastisch gebogen werden und eignet sich hervorragend zur Gestaltung gekrümmter Flächen. Gerade auch in Kombination mit dekorativen Oberflächen bieten sich vielfältige Möglichkeiten zur Form- und Designgebung.
  • Des Weiteren können derartige Sandwich-Elemente in unterschiedlichsten Bereichen im Bau, z. B. für Klimadecken, Fassaden, Innenausbau, im Verkehr (Schiene, Schiff, Straße) und im allgemeinen Maschinenbau eingesetzt werden. Passend zum jeweiligen Einsatzzweck können die Deck- und Kernelemente mit verschiedenen Dicken, Oberflächenbeschichtungen und Wellenhöhen gefertigt werden. Die kontinuierliche Fertigung der Platten ermöglicht die Herstellung nahezu beliebiger Längen.
  • Die kompakte Geometrie erlaubt eine platzsparende Lagerung und einen kostengünstigen Transport. Aufgrund der guten Wiederverwertbarkeit des Rohstoffes Aluminium können die verwendeten Elemente nach der Nutzungsdauer ohne Trennen und Sortieren recycelt werden. Die einzelnen Sandwich-Elemente können zudem auch miteinander verbunden werden, so dass sie je nach Anzahl der Deckelemente oder durch den Verbund mehrerer Elemente verschiedene Eigenschaftsspektren erstellt werden können.
  • Sowohl die ebenen Deckelemente als auch die wellenförmigen Kernelemente können in einer kontinuierlichen Produktion von einer Rolle in Bandform kundenspezifisch abgelängt werden. Die Wellenform wird beispielsweise mittels Zahnwalzen in das Kernelement eingeprägt, anschließend der Schmelzklebstoff aufgetragen und die Deck- und Kernelemente mit Hilfe einer Presse miteinander verbunden. Nach dem Erreichen einer gewissen Anfangsfestigkeit durch Erstarren des Schmelzklebstoffes kann das Verbundelement in einem kontinuierlichen Verfahren sofort weiter verarbeitet werden. Erst am Ende des Herstellungsverfahrens erfolgt dann die endgültige Nachvernetzung und das Aushärten des Klebstoffes zum endgültigen Fixieren der einzelnen Elemente.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird das hergestellte Verbundelement zweckmäßigerweise lackiert. Als Lackierverfahren sind insbesondere die kathodische Tauchlackierung (KTL) oder die Pulverlackierung geeignet. Die kathodische Tauchlackierung ist ein elektrochemisches Verfahren, bei dem das Verbundelement in einem Tauchbad beschichtet wird. Das Verfahren ist insbesondere für das Lackieren großer Stückzahlen in einem automatisierten Prozess geeignet. Die Lackabscheidung erfolgt hierbei in Folge von chemischen Umsetzungen des Bindemittels durch einen Stromfluss von einer äußeren Anode über den leitfähigen Lack zum Lackiergut als Kathode. Da als Lösungsmittel Wasser eingesetzt werden kann, ist das Verfahren sehr umweltfreundlich. Die Lackausbeute beträgt bis zu 95%, d. h. lediglich 5% des eingesetzten Lacks werden ausgetragen. Das Ergebnis der kathodischen Tauchlackierung ist eine sehr gleichmäßige Beschichtung von Metalloberflächen und Hohlräumen mit guten Oberflächenqualitäten. Zudem wird bei diesem Verfahren ein hoher Korrosionsschutz erreicht, so dass sich diese Anwendung vor allem für die Automobil-Zulieferindustrie und den Fahrzeugbau eignet.
  • Daneben ist die Pulverlackierung das geeignete Verfahren, wenn besonderer Wert auf eine kratz- und schlagfeste Oberflächenbeschichtung mit höchstem Korrosionsschutz gelegt wird. Dieses Verfahren dient hauptsächlich zur Veredelung und zum Schutz von metallischen Oberflächen. Dabei werden die zu beschichtenden Teile vorbehandelt und mit einem Epoxy-Polyester oder einem Polyesterpulver in beliebiger Farbe beschichtet. Nach der Beschichtung kann das Verbundelement unmittelbar weiterverarbeitet werden. Es handelt sich bei der Pulverlackierung um eine sehr umweltfreundliche Alternative, die ohne Lösungsmittel und Schwermetalle auskommt.
  • Bei beiden Verfahren kann durch eine entsprechende Temperaturerhöhung während des Lackierens bzw. durch die Zugabe von Feuchtigkeit insbesondere bei dem KTL-Prozess bereits zu diesem Zeitpunkt die Nachvernetzung des Klebstoffes initiiert werden. Somit lassen sich zwei Verfahrensschritte, das Lackieren sowie das Aushärten des Klebstoffes, zeitsparend miteinander kombinieren und dadurch die Produktionskosten senken.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung eines nachvernetzenden Klebstoffes mit den Merkmalen nach Anspruch 10 vorgeschlagen, der zur Durchführung des zuvor beschriebenen kontinuierlichen Verfahrens zum Herstellen eines Verbundelementes eingesetzt wird.
  • Bei dieser erfindungsgemäßen Verwendung eines nachvernetzenden Klebstoffes werden die einzelnen Elemente des Verbundelementes zunächst durch das relativ schnelle Erreichen einer Anfangsfestigkeit miteinander verbunden. Dadurch kann das geklebte Bauteil verhältnismäßig rasch nach dem Klebeprozess weiter verarbeitet werden. Die endgültige Fixierung der Einzelelemente wird in einem späteren Schritt durch die gezielte Nachvernetzung und dem Erreichen der Endfestigkeit des Klebstoffes erreicht.
  • Die Nachvernetzung wird entweder durch Feuchtigkeit, Temperaturerhöhung oder durch Strahlungseinwirkung, z. B. durch UV, Elektronenstrahlen oder Gammastrahlen bewirkt. Eine Temperaturerhöhung kann zweckmäßigerweise über einen nachfolgenden Lackierungsschritt erreicht werden.
  • Als Klebstoffe sind insbesondere Schmelzklebstoffe geeignet, da diese bereits durch die Abkühlung nach dem Auftragen im geschmolzenen Zustand eine ausreichende Anfangsfestigkeit erreichen.
  • Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit sowie der guten Chemikalienbeständigkeit und Verarbeitbarkeit sind Polyamide als Schmelzklebstoffe besonders geeignet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4205860 A1 [0002]
    • - DE 19963585 A1 [0003]
    • - DE 69831356 T2 [0004]

Claims (10)

  1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes aus einem oder mehreren Werkstoffen mit einer Nachvernetzung eines zur Verbindung der Werkstoffe eingesetzten Klebstoffes.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoff ein Schmelzklebstoff verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein Polyamid ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachvernetzung strahlenchemisch bewirkt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff zumindest ein metallischer Werkstoff verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Metall ein Leichtmetall, insbesondere Aluminium, verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbundelement ein Sandwich-Element hergestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sandwich-Element aus zumindest einem gewellten Kernelement und zumindest einem ebenen Deckelement hergestellt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement anschließend, insbesondere in einem KTL-Prozess, lackiert wird oder einem Pulverlackierungsprozess unterzogen wird.
  10. Verwendung eines nachvernetzenden Klebstoffes in einem kontinuierlichen Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2645853T3 (es) * 2008-12-11 2017-12-11 Alstom Transport Technologies Placa sándwich con absorción acústica mejorada
EP3034226A1 (de) 2014-12-18 2016-06-22 Outokumpu Oyj Verfahren zur Herstellung einer Sandwichplatte
ES2845692T3 (es) 2016-12-22 2021-07-27 Outokumpu Oy Método de fabricación de un compuesto multicapa de metal-polímero soldable

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4205860A1 (de) 1992-02-26 1993-09-02 Atochem Elf Deutschland Reaktivschmelzkleber und reaktivbeschichtungsmittel
DE19963585A1 (de) 1999-12-29 2001-07-12 Dupont Performance Coatings Schmelzklebstoff-Zusammensetzung und Verfahren zum Verkleben von Substraten
DE69915705T2 (de) * 1999-06-11 2005-02-10 3M Innovative Properties Co., St. Paul Verfahren zur herstellung eines retroreflektierenden gegenstandes und retroreflektierender gegenstand mit einem reflektor aus aluminium
DE69831356T2 (de) 1998-02-18 2006-05-24 Minnesota Mining & Manufacturing Company, St. Paul Schmelzklebstoffzusammensetzung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1282098B1 (it) * 1996-01-29 1998-03-12 Roofing Italiana S R L Impianto automatico in continuo per il confezionamento di pannelli in tessuto di vetro e distanziali cellulari in leghe leggere
ITPS990004A1 (it) * 1999-02-16 2000-08-16 Procedimento per la realizzazione di pannelli in tamburato e macchinaatta a realizzare tali pannelli
KR100465848B1 (ko) * 2003-05-07 2005-01-13 김병식 알루미늄 하니컴 복합 판넬의 연속적 제조 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4205860A1 (de) 1992-02-26 1993-09-02 Atochem Elf Deutschland Reaktivschmelzkleber und reaktivbeschichtungsmittel
DE69831356T2 (de) 1998-02-18 2006-05-24 Minnesota Mining & Manufacturing Company, St. Paul Schmelzklebstoffzusammensetzung
DE69915705T2 (de) * 1999-06-11 2005-02-10 3M Innovative Properties Co., St. Paul Verfahren zur herstellung eines retroreflektierenden gegenstandes und retroreflektierender gegenstand mit einem reflektor aus aluminium
DE19963585A1 (de) 1999-12-29 2001-07-12 Dupont Performance Coatings Schmelzklebstoff-Zusammensetzung und Verfahren zum Verkleben von Substraten

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Römpp Online, Version 3.0, Dokument RD-14-02161, "nachvernetzende Schmelzklebstoffe" *
Römpp Online, Version 3.0, Dokument RD-19-01047, "Schmelzklebstoffe" *

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