DE102007017937A1

DE102007017937A1 - Gewebeverklebung

Info

Publication number: DE102007017937A1
Application number: DE200710017937
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dr. Nass; Jörg Dr. Nass
Original assignee: AACURE AADHESIVES GmbH
Current assignee: AACURE AADHESIVES GmbH
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2008-10-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reaktivmasse zur Verbindung eines zu verklebenden, flächiges Substrates und eines Gewebes, mit einem thermisch initiierbaren Matrixbildner und einem Energie absorbierenden Initiator. Hierbei ist vorgesehen, dass der Initiator ein in der Reaktivmasse und/oder zumindest einer Reaktivmassenkomponente löslicher oder ein mittels eines maximal mittelmolekularen Matrixbildners mit einem mittleren Molekulargewicht kleiner 100000 g/mol in der Reaktivmasse und/oder zumindest einer Reaktivmassenkomponente dispergierter oder dispergierbares oder ein in situ erzeugter partikulärer Initiator ist und die Matrixbildung durch Absorntenaktivierung mittels des Initiators lokal zumindest so weit initiier- oder fortführbar ist, dass eine Anfangsfestigkeit und/oder Handhabungsfestigkeit bewirkt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und bezieht sich somit auf die Verbindung von Geweben mit glatten Flächen.
Es gibt eine Vielzahl von Bereichen in der Technik, bei denen größere, in der Regel recht glatte Flächen wie Metalle, Keramik, Glas- oder Kunststoffflächen, insbesondere transparente Kunststoffe und/oder Gläser, mit Geweben wie Drahtgeweben, Kunststoffgeweben, Glasfasern, Kohlefasern oder textilen Geweben verbunden werden müssen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich hierauf. Beispielhaft seien hierfür genannt Filter und Siebe für technische Anwendungen, Verdecke für Motorradbeiwagen und PKWs, Markisen.
Verbindungen dieser Art können durch Verklebungen hergestellt werden. Gewünscht ist prozesstechnisch eine möglichst vollständige, schnelle Aushärtung, die aber nicht ohne weiteres realisierbar ist.
Eine Aushärtung durch Erwärmung ist nur in begrenztem Umfang möglich, insbesondere dann, wenn Substrate oder Gewebe verwendet werden, die temperaturempfindlich sind, zum Beispiel weil sie aus Kunststoffen bestehen.
Auch eine Behandlung mit UV kommt oftmals nicht in Frage, weil die Gewebe entweder stark UV-empfindlich sind oder aber die zu verbindenden Materialien nicht hinreichend UV-durchlässig sind, um eine Aushärtung zu ermöglichen. Besonders kritisch ist dies, wenn eine vollständige Durchhärtung gefordert wird, die Schichten aber zu dick sind, um über die ganze Dicke hindurch UV-Licht durchzulassen, so dass von der Einstrahlungsseite entfernte Bereiche der Klebung nicht hinreichend mit eine Aushärtung initiierendem oder begünstigendem UV-Licht bestrahlt werden können.
Auch die Verwendung feuchtigkeitshärtender Klebstoffe ist oftmals schwierig, insbesondere dann, wenn Materialien aus mechanischen oder optischen Gründen doppelt gelegt werden, wie dies etwa dann der Fall ist, wenn eine Kante eines textilen Gewebes überdeckt werden soll.
Problematisch ist weiter, dass oftmals, ungeachtet der prozesstechnischen Schwierigkeiten, erhebliche Anforderungen an die Beständigkeit der Verklebung gestellt werden, etwa weil es in der Lebensmittelindustrie fatale Folgen haben kann, wenn sich ein Sieb, mit dem Lebensmittel gesiebt werden sol len, von seinem Träger löst. Auch Markisen oder andere, stark bewitterte und Sonneneinstrahlung ausgesetzte Gewebe, wie zum Beispiel Verdecke für Kraftfahrzeuge usw., sind starken Belastungen im Gebrauch ausgesetzt.
Überdies treten hier nicht nur ungünstige Umgebungsbedingungen auf, sondern die Verklebung ist oftmals besonders hohen Belastungen, etwa einer Schälbeanspruchung ausgesetzt.
Es ist bekannt, beim Verkleben eines Verdeckstoffes ein reaktives Klebeband zwischen einer Randeinfassung und dem Randbereich einer Fensterscheibe vorzusehen und durch Erwärmen und Aushärten des reaktiven Klebebandes mittels HF-Energie eine feste Verbindung herzustellen, die sich durch eine hohe Festigkeit auszeichnen soll, vergleiche DE 295 08 452 U1 .
Aus einer vor kurzem hinterlegten Anmeldung der vorliegenden Anmelder (Aktenzeichen 10 2007 015 261.4, hinterlegt am 27. März 2007 beim Deutschen Patent- und Markenamt) ist eine Reaktivmasse zur Substrataufbringung mit einem thermisch initiierbaren Matrixbildner und einem Energie absorbierenden Initiator bekannt, wobei der Initiator ein in der Reaktivmasse und/oder zumindest einer Reaktivmassenkomponente löslicher oder ein mittels eines maximal mittelmolekularen Matrixbildners mit einem mittleren Molekulargewicht kleiner 100 000 g/mol in der Reaktivmasse und/oder zumindest einer Reaktivmassenkomponente dispergierter oder dispergierbarer oder ein in situ erzeugter partikulärer Initiator ist, so dass die Matrixbildung durch Absorption von Energie direkt oder durch Starterkomponentenaktivierung mittels des Initiators lokal initiierbar ist.
Die zitierte Anmeldung ist in die vorliegende Anmeldung vollumfänglich zu Offenbarungszwecken durch Bezugnahme eingegliedert.
Es ist wünschenswert, ein Klebeverfahren und eine Reaktivmasse angeben zu können, womit schnell eine haltbare Verbindung zwischen einem gegebenenfalls auch empfindlichen Gewebe und einem eventuell ebenfalls empfindlichen, flächigen Material herbeigeführt werden kann.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Linderung bestehender Probleme und/oder eine zumindest partielle Verbesserung hinsichtlich zumindest einen der aufgeführten Wünsche erzielen zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Die vorliegenden Erfindung schlägt somit in einem ersten Grundgedanken zur Verbindung eines zu verklebenden, flächigen Substrates und eines Gewebes eine Reaktivmasse, mit einem thermisch initiierbaren Matrixbildner und einem Energie absorbierenden Initiator vor, bei welcher vorgesehen ist, dass der Initiator ein in der Reaktivmasse und/oder zumindest einer Reaktivmassenkomponente löslicher oder ein mittels eines maximal mittelmolekularen Matrixbildners mit einem mittleren Molekulargewicht kleiner 100 000 g/mol in der Reaktivmasse und/oder zumindest einer Reaktivmassenkomponente dispergierter oder dispergierbarer oder ein in situ erzeugter partikulärer Initiator ist, und die Matrixbildung durch Absorption von Energie direkt oder durch Starterkomponentenaktivierung mittels des Initiators lokal zumindest so weit initiier- oder fortführbar ist, dass eine Anfangsfestigkeit und/oder Handhabungsfestigkeit bewirkt wird.
Ein erster wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, dass die bestehenden Probleme vermittels einer bestimmten Initiierung der Reaktivmasse, nämlich zumindest zur Erzielung einer bestimmten Festigkeit durchgeführt wird. Es ist entweder möglich, eine Anfangsfestigkeit vorzusehen, die durch Auslösen des Initiators bewirkt wird und danach eine Nachhärtung vorzunehmen, es kann aber auch eine Weiterhärtung erzielt werden. In beiden Fällen ist durch die lokale Initiierung bzw. Fortführungsinitiierung eine zumindest partielle Härtung vermittelbar. Diese wird typisch so weit gehen, dass die zu fügenden Teile ohne größere Probleme gemeinsam miteinander bewegt werden können. Dies kann bereits dann der Fall sein, wenn nur eine leichte Handhabungsfestigkeit bewirkt wird, die bedingt, dass die zu fügenden Teile aus einer Maschine oder dergleichen entfernt werden dürfen, ohne beschädigt zu werden, z. B. dadurch, dass sie sich gegeneinander verschieben; auch ist es möglich, dass eine Reaktion fortgeführt wird, etwa indem eine Anfangsfestigkeit oder Handhabungsfestigkeit z. B. durch UV-Härtung sehr schnell mit geringen UV-Einstrahlungen bewirkt wird und danach die Teile in einer anfangs fixierten Lage fest bzw. fester durch initiierte Durchhärtung oder weitgehende Durchhärtung verbunden werden. Es sei zugleich darauf hingewiesen, dass es einleuchtender Weise möglich ist, mit der vorliegenden Erfindung eine komplette Durchhärtung zu bewirken.
Das flächige Substrat wird im vorliegenden Fall bevorzugt für die eingestrahlte Energie weitgehend transparent sein. Dies erlaubt die Durchstrahlung des transparenten Substrates mit initiierender Energie. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil in einer Vielzahl von Anwendungen das flächige Substrat im sichtbaren Bereich transparent ist, während das umgebende Gewebe nicht transparent sondern typisch vollständig opak ist; so kann eine Einstrahlung von Energie und eine Sichtkontrolle des Reaktionsverhaltens der Verklebung usw. von der gleichen Seite her erfolgen. Alternativ und/oder zusätzlich kann auch ein für die eingebrachte Energie transparentes Gewebe verwendet werden.
Das flächige Substrat kann aus Kunststoff, beispielsweise PMMA, PVB, PC, PP oder PE gebildet sein, wird aber in einer bevorzugten Variante aus Glas hergestellt, insbesondere aus Floatglas oder Sicherheitsglas. Bei solchem Glas ist die Verwendung mit sowohl der Atmosphären- wie auch der Substratseite für die vorliegende Erfindung möglich. Auch können die Gläser beschichtet sein, zum Beispiel zur Erzielung einer Wärmedämmung etc.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Verwendung der erfindungsgemäßen Reaktivmasse und der Einsatz des Initiators es erlaubt, dass auch beschichtete Textilgewebe verwendet werden, insbesondere schmutz- und/oder wasserabweisend beschichtete und/oder behandelte Textilgewebe.
In einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird in einer bevorzugten Variante so lange Energie auf die zwischen textilen Gewebe und Substrat befindlichen Reaktivmasse gebracht, bis sich die gewünschte Festigkeit und/oder Verfestigung ergeben hat. Die Energie kann in unterschiedlichen Formen, insbesondere durch Infrarotstrahlung, beispielsweise mittels Infrarotlasern, aber auch durch andere elektromagnetische Wechselfelder wie Röntgenstrahlung, Hochfrequenzfelder oder Mikrowellen eingetragen werden, genauso wie auf induktive Weise, was jeweils wie erwähnt bevorzugt und typisch, aber nicht zwingend oder ausschließlich von der Substratseite her und durch das Substrat hindurch geschehen kann.
Es sei erwähnt, dass die Verwendung multihärtender Reaktivmassen besonders bevorzugt ist, insbesondere von Dual-Cure-Reaktivmassen, bei der eine erste Festigkeit durch Einstrahlung von UV-Licht sehr schnell erhalten wird und dann eine Festigkeit auf ein brauchbares Niveau durch Energiebestrahlung erhalten wird. Die Festigkeit muss nicht bis zur letztendlich gewünschten Durchhärtung gesteigert werden, sondern es ist auch möglich, zum Beispiel zur Erhöhung der Prozessgeschwindigkeiten, eine Nachverfestigung hinzunehmen, ohne von den Vorteilen der Erfindung abzuweichen.
Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise beschrieben, ohne dass Bezug genommen wird auf eine Figur.
Eine Reaktivmasse gemäß der einleitend erwähnten Anmeldung des vorliegenden Anmelders wird, wie dort beschrieben in Beispiel 2, aufgebracht auf Floatglas. Ein wasserabweisend beschichtetes schwarzes Gewebe aus synthetischen Fasern wird auf die noch nicht ausgehärtete Masse und das Floatglas aufgelegt. Von der Seite des flächigen Substrates her wird die Reaktivmasse mit dem im zitierten Beispiel verwendeten Strahler für eine Minute bestrahlt. Es ergeben sich hohe Festigkeiten, und insbesondere auch nach einer Klimatisierung über fünf Tage in einem Klimaschrank bei 100% Luftfeuchte eine hohe Schälfestigkeit; das Gewebe wird nicht beeinträchtigt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Auftragung der Klebemasse voll- und/oder teilflächig geschehen kann, genauso wie zum Beispiel linien- und/oder punktförmig. Diese Auftragung kann auf einen ebenen Untergrund erfolgen und/oder auf raue beziehungsweise strukturierte oder geformte, zum Beispiel gekrümmte Untergründe, jeweils bei nichtebenem Untergrund entweder unter weitgehender Belassung der Untergrundform und/oder unter vollständiger oder partieller Auffüllung von Strukturen beziehungsweise Formen.
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 29508452 U1 [0009]

Claims

Reaktivmasse zur Verbindung eines zu verklebenden, flächigen Substrates und eines Gewebes, mit einem thermisch initiierbaren Matrixbildner und einem Energie absorbierenden Initiator, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator ein in der Reaktivmasse und/oder zumindest einer Reaktivmassenkomponente löslicher oder ein mittels eines maximal mittelmolekularen Matrixbildners mit einem mittleren Molekulargewicht kleiner 100.000 g/mol in der Reaktivmasse und/oder zumindest einer Reaktivmassenkomponente dispergierter oder dispergierbarer oder ein in situ erzeugter partikulärer Initiator ist, und die Matrixbildung durch Absorption von Energie direkt oder durch Starterkomponentenaktivierung mittels des Initiators lokal zumindest so weit initiier- oder fortführbar ist, dass eine Anfangsfestigkeit und/oder Handhabungsfestigkeit bewirkt wird.
Reaktivmasse nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Substrat transparent ist.
Reaktivmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Substrat aus einem Kunststoff, bevorzugt PMMA, PVB und/oder PE gebildet ist.
Reaktivmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verbindung von Glas, insbesondere Floatglas, bevorzugt beschichtetem Floatglas mit Gewebe.
Reaktivmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Verbindung eines textilen Gewebes, insbesondere eines beschichteten textilen Gewebes, insbesondere eines schmutzabweisend beschichteten und/oder wasserabweisend beschichteten Gewebes vorgesehen ist.
Verfahren zur Verwertung einer Reaktivmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermisch initiierbarer und/oder in einer Reaktion thermisch zum Reaktionsfortschritt bringbarer Matrixbildner und einem Energie absorbierenden Initiator zwischen das Substrat und das Gewebe gebracht wird, wobei Energie zur Reaktionsinitiierung und/oder Fortführung zumindest so lange eingetragen wird, bis eine Handlingsfestigkeit und/oder Anfangsfestigkeit gegeben ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie in Form von Infrarotstrahlung, induktiv eingetragen wird, insbesondere und bevorzugt von der Substratseite her und durch das Substrat hindurch.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine multihärtende, insbesondere Dual-Cure-Reaktivmasse eingesetzt wird, bei der eine erste Festigkeit durch Einstrahlung von UV-Licht erhalten wird und bei der eine Festigkeitserhöhung und/oder Durchhärtung durch Infrarotstrahlung, Mikrowellenstrahlung und/oder induktiv erreicht wird.