DE202009017899U1 - Composite part of attachment and primary part - Google Patents
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Abstract
Verbundteil (4) aus Anbauteil und Primärteil umfassend:
a.) aktivierte Oberfläche eines Primärteils (1),
b.) feuchtigkeitshärtende Klebung (3) und
c.) vorbehandeltes Anbauteil (2).Composite part (4) of attachment and primary part comprising:
a.) activated surface of a primary part (1),
b.) moisture-curing bond (3) and
c.) pretreated attachment (2).
Description
Befestigung von Anbauteilen an glatten Oberflächen ist insbesondere in der Automobilindustrie aber auch in anderen Produktionszweigen von großer Bedeutung. In der Regel können die Anbauteile nicht über mechanische Verbindungsteile wie Schrauben, Klammern oder Nägel befestigt und abgesichert werden. Die Verbindung wird vielmehr ausschließlich und dauerhaft über einen Klebevorgang hergestellt. Die Festigkeit und Langzeitstabilität der Klebeverbindung sowie die gute Reproduzierbarkeit und sichere Anbringung des Klebstoffes sind wichtige Kriterien.attachment of attachments on smooth surfaces is particular in the automotive industry but also in other branches of production of great importance. In general, the Attachment parts not via mechanical connecting parts such as screws, Clamps or nails are secured and secured. The Rather, connection becomes exclusive and permanent made a gluing process. The strength and long-term stability the adhesive bond as well as the good reproducibility and safe Attachment of the adhesive are important criteria.
Eine große Anzahl von Anbauteilen wird mit einem Tape verklebt. Anbauteile im Automobilbereich werden so auch auf Autoscheiben befestigt. Das Anbringen des Tapes kann sehr einfach und vor allem schnell erfolgen. Zudem stellt sich die benötigte Festigkeit schnell ein. Durch die limitierte Dicke des Tapes ist die Größe der Bauteile, die so befestigt werden können, jedoch begrenzt.A large number of attachments is glued with a tape. Attachments in the automotive sector are also attached to car windows. The attachment of the tape can be very simple and, above all, fast respectively. In addition, the required strength is fast one. Due to the limited thickness of the tape is the size However, the components that can be fixed, but limited.
Eine alternative Befestigungsmöglichkeit ist die Verklebung mit einem einkomponentigen oder mehrkomponentigen Klebstoff. Die Inhaltsstoffe des Klebstoffs reagieren nach Applikation zum eigentlichen Klebstoffpolymer. Die Bildung des Klebstoffpolymers kann beispielsweise durch Kettenpolymerisation, Polykondensation oder Polyaddition erfolgen. Die Bildung des Klebstoffpolymers wird beispielsweise durch Temperaturerhöhung, Luftfeuchtigkeit, Sauerstoffzugabe, Sauerstoffabschluß oder geeignete Substratoberflächen induziert. Da die chemische Reaktion zur Polymerbildung im gesamten Klebstoffvolumen erfolgen muss, ist die notwendige Reaktionszeit sehr von der Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Diffusionsstrecke und Klebstoffvolumen abhängig. Beim Aushärten über die Luftfeuchtigkeit ist eine in der Regel langsame Diffusion der Luftfeuchtigkeit durch das gesamte Klebstoffvolumen erforderlich. Eine Auslieferung der verklebten Komponenten kann erst nach Erreichen der erforderlichen Stabilität und Festigkeit erfolgen.A alternative attachment is the bonding with a one-component or multi-component adhesive. The Ingredients of the adhesive react after application to the actual Adhesive polymer. For example, the formation of the adhesive polymer by chain polymerization, polycondensation or polyaddition. The Formation of the adhesive polymer is, for example, by increasing the temperature, Humidity, oxygen addition, oxygen or induced suitable substrate surfaces. Because the chemical Reaction to polymer formation in the total adhesive volume done must, the necessary reaction time is very much on the temperature, Humidity, diffusion distance and adhesive volume dependent. When curing over the humidity is a usually slow diffusion of humidity throughout the entire Adhesive volume required. A delivery of the glued Components can only reach the required stability and strength.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verbundteil aus Anbauteil und Primärteil bereitzustellen, bei dem eine strukturelle Verklebung und Toleranzausgleich sowie schnelles Erreichen einer hohen Verarbeitungs- und Transportfestigkeit erreicht werden.The The object of the invention is a composite part of attachment and primary part, in which a structural Bonding and tolerance compensation and rapid achievement of a high processing and transport strength can be achieved.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Verbundteil nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.The Object of the present invention is achieved by a composite part according to the independent claim 1 solved. Preferred embodiments are based on the subclaims out.
Verbundteile werden in folgenden Schritten hergestellt. Im ersten Schritt werden ein Primärteil und ein Anbauteil bereitgestellt. Primärteile umfassen im Rahmen der Erfindung bevorzugt transparente, semitransparente und nicht transparente Scheiben und scheibenförmige Werkstoffe. Diese können glatt und/oder strukturiert vorliegen. Prinzipiell können Primärteile neben Scheibenform auch in jeder möglichen Geometrie vorliegen, solange sie über eine geeignete Fläche mit Anbauteilen verbunden werden können. Wie Primärteile können auch Anbauteile in verschiedenen Geometrien vorliegen. Wichtig für die spätere Stabilität der Verbindung zwischen Anbauteilen und Primärteilen sind beiden Teilen entsprechende Kontaktflächen.composite parts are made in the following steps. In the first step will be a primary part and an attachment provided. primaries in the context of the invention preferably comprise transparent, semitransparent and non-transparent discs and disc-shaped materials. These can be smooth and / or structured. in principle Primary parts can also be used in addition to disc shape every possible geometry exists, as long as they have one suitable surface can be connected with attachments. Like primary parts can also attachments in different Geometries are present. Important for the later Stability of the connection between attachments and primary parts Both parts are corresponding contact surfaces.
Das Primärteil wird einer Aktivreinigung unterzogen. In einer Aktivreinigung werden sowohl die Oberfläche des Primärteils gereinigt als auch die Oberfläche chemisch aktiviert. Die Aktivreinigung kann sowohl in separaten Reinigungs- und Aktivierungsschritten als auch in einem Schritt erfolgen. Im Reinigungsschritt werden anhaftende Verschmutzungen und produktionsbedingte Rückstände entfernt. Im Aktivierungsschritt wird die Oberfläche des Primärteils mit oberflächenaktiven Substanzen modifiziert. Dies kann beispielsweise durch die Addition reaktiver Gruppen an die Oberfläche des Primärteils erfolgen. Beispiele für reaktive Gruppen für Glassubstrate sind Silane, insbesondere organische Silanderivate. Silane, die über geeignete Abgangsgruppen wie Alkohole verfügen, können eine chemische Bindung mit der Si-OH Oberfläche des Glassubstrats eingehen. Beispiele für derartige Silane sind Alkyltrimethoxysilane und Alkyltriethoxysilane, beispielsweise Isooctyltrimethoxysilan (C11H26O3Si/CAS no. [Chemical Abstracts Number] 34396-03-7), Octyltrimethoxysilan (C11H26O3Si/CAS no. 3069-40-7), Octadecyltrimethoxysilan (C21H46O3Si/CAS no. 3069-42-9), Octadecyltriethoxysilan (C24H52O3Si/CAS no. 7399-00-0) und/oder Gemische davon. Die Hydrophobizität einer Glas- oder Kunststoffoberfläche kann auch durch Addition hydrophober oder hydrophiler Gruppen eingestellt und verändert werden. Die Addition von Silanen mit einer langen Alkankette, beispielsweise Octadecyltrimethoxysilan (C21H46O3Si/CAS no. 3069-42-9), erzeugt eine hydrophobe (wasserabweisende) Oberfläche. Eine hydrophile (wasserliebende) Oberfläche wird durch die Addition polarer Silane, beispielsweise 3-Aminopropyltrimethoxysilan (C6H17NO3Si/CAS no. 13822-56-5) oder N- (Hydroxyethyl)-N-methylaminopropyltrimethoxysilan (C9H23NO4Si/CAS no. 330457-46-0) erzeugt. So können die Oberflächeneigenschaften des Primärteils in Abhängigkeit vom später verwendeten Klebstoff gesteuert werden. Je nach verwendeten Klebstoff können auch Gemische hydrophiler und hydrophober Silane verwendet werden.The primary part is subjected to an active cleaning. In an active cleaning both the surface of the primary part are cleaned and the surface is chemically activated. The active cleaning can take place both in separate purification and activation steps and in one step. In the cleaning step, adhering soiling and production-related residues are removed. In the activation step, the surface of the Pri märteils modified with surface-active substances. This can be done for example by the addition of reactive groups to the surface of the primary part. Examples of reactive groups for glass substrates are silanes, in particular organic silane derivatives. Silanes which have suitable leaving groups, such as alcohols, can form a chemical bond with the Si-OH surface of the glass substrate. Examples of such silanes are alkyltrimethoxysilanes and alkyltriethoxysilanes, for example isooctyltrimethoxysilane (C 11 H 26 O 3 Si / CAS no. [Chemical Abstracts Number] 34396-03-7), octyltrimethoxysilane (C 11 H 26 O 3 Si / CAS no. 3069- 40-7), octadecyltrimethoxysilane (C 21 H 46 O 3 Si / CAS no. 3069-42-9), octadecyltriethoxysilane (C 24 H 52 O 3 Si / CAS no. 7399-00-0) and / or mixtures thereof. The hydrophobicity of a glass or plastic surface can also be adjusted and changed by adding hydrophobic or hydrophilic groups. The addition of silanes with a long alkane chain, for example octadecyltrimethoxysilane (C 21 H 46 O 3 Si / CAS no. 3069-42-9), produces a hydrophobic (water-repellent) surface. A hydrophilic (water-loving) surface is formed by the addition of polar silanes, for example 3-aminopropyltrimethoxysilane (C 6 H 17 NO 3 Si / CAS no. 13822-56-5) or N- (hydroxyethyl) -N-methylaminopropyltrimethoxysilane (C 9 H 23 NO 4 Si / CAS no. 330457-46-0). Thus, the surface properties of the primary part can be controlled depending on the adhesive used later. Depending on the adhesive used, it is also possible to use mixtures of hydrophilic and hydrophobic silanes.
Die Aktivreinigung des Primärteils erfolgt bevorzugt in einen Schritt durch Auftragen einer Lösung aus Reinigungsmittel und oberflächenmodifizierender Substanz. Die Lösung kann nach kurzer Einwirkzeit mit einem Filz oder Schwamm abgewischt werden.The Active cleaning of the primary part preferably takes place in one Step by applying a solution of detergent and surface-modifying substance. The solution can be wiped off with a felt or sponge after a short exposure time become.
Anschließend wird ein feuchtigkeitsreaktiver Schmelzklebstoff bei 50°C bis 400°C auf das Anbauteil und/oder das Primärteil aufgetragen. Feuchtigkeitsreaktive Schmelzklebstoffe sind bei Raumtemperatur feste oder hochviskose organische Polymere, die bis zur Fliessfähigkeit erwärmt werden. Ist eine entsprechend niedrige Viskosität erreicht, so kann der feuchtigkeitsreaktive Schmelzklebstoff aufgetragen werden. Die eigentliche Vernetzung, beziehungsweise Aushärten des Polymers, erfolgt über die Zufuhr von Luftfeuchtigkeit.Subsequently becomes a moisture-reactive hotmelt adhesive at 50 ° C up to 400 ° C on the attachment and / or the primary part applied. Moisture-reactive hot melt adhesives are at room temperature solid or highly viscous organic polymers that reach flowability to be heated. Is a correspondingly low viscosity reached, so the moisture-reactive hot melt adhesive can be applied become. The actual networking, or curing of the polymer, via the supply of atmospheric moisture.
Das Primärteil und das Anbauteil werden im nächsten Schritt gefügt und fixiert. Die Fixierung erfolgt durch die Abkühlung des Klebstoffs. Die Klebung härtet durch Zufuhr von Luftfeuchtigkeit bis zum Erreichen der Endfestigkeit aus. Die Endfestigkeit wird in Abhängigkeit vom verwendeten Schmelzklebstoff bevorzugt in 5 bis 20 Tagen erreicht. Die hohe Handhabungsfestigkeit ermöglicht in der Regel aber ein schnelleres Verpacken der verbundenen Teile und ein späteres Aushärten in der Verpackung. Dadurch kann eine schnelle Auslieferung der verklebten Komponenten erfolgen.The Primary part and the attachment will be in the next Step added and fixed. The fixation is done by the cooling of the adhesive. The bond hardens by adding humidity until the final strength is reached out. The final strength is dependent on the used Hot melt adhesive preferably reached in 5 to 20 days. The high handling strength but usually allows faster packaging the connected parts and a later curing in the packaging. This allows a fast delivery of the glued components respectively.
Das Primärteil wird bevorzugt mit einem Plasma aktiviert und gereinigt. Unter Plasma wird ein teilweise ionisiertes Gas verstanden. Auf der Oberfläche des Primärteils werden durch das ionisierte Gas Molekülbruchstücke erzeugt, welche eine höhere Adhäsionsfähigkeit der Oberfläche mit dem verwendeten Kleber erzeugen. Glassoberflächen werden besonders bevorzugt mit Atmosphärenplasma und Kunststoffoberflächen mit Niederdruckplasma behandelt.The Primary part is preferably activated with a plasma and cleaned. By plasma is meant a partially ionized gas. On the surface of the primary part are through the ionized gas generates molecular fragments, which a higher adhesiveness produce the surface with the glue used. glass surfaces are particularly preferred with atmospheric plasma and plastic surfaces treated with low pressure plasma.
Das Primärteil wird nach der Aktivreinigung bevorzugt geprimert. Der Primer enthält bevorzugt Polyisocyanate. Der Primer verbessert die Haftung und Festigkeit zwischen dem Primärteil und dem Klebstoff. Der Primer wird besonders bevorzugt in Form einer Lösung mit einem Filz oder Schwamm auf der zu beklebenden Oberfläche aufgetragen. Die Temperatur beträgt bevorzugt zwischen 10°C und 40°C. Die relative Luftfeuchtigkeit beträgt bevorzugt zwischen 20% und 80%. Die Ablüftzeit beträgt bevorzugt 30 s bis 3 Tage.The Primary part is preferably primed after the active cleaning. The primer preferably contains polyisocyanates. The primer improves the adhesion and strength between the primary part and the glue. The primer is particularly preferably in the form of a Solution with a felt or sponge on the sticking Surface applied. The temperature is preferably between 10 ° C and 40 ° C. The relative Humidity is preferably between 20% and 80%. The flash-off time is preferably 30 seconds to 3 days.
Das Primärteil enthält bevorzugt einen der Werkstoffe Metall, Glas und/oder Polymere.The Primary part preferably contains one of the materials Metal, glass and / or polymers.
Das Polymer enthält bevorzugt Polybutylenterephthalat, Polyamide, Polycarbonat, Polyurethane, Polybutylen, Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylalkohol, Polyimide, Polyester, Polyketone, Polyetheretherketone und/oder Polymethylmethacrylat sowie Gemische, Blockpolymere und Copolymere davon.The Polymer preferably contains polybutylene terephthalate, polyamides, Polycarbonate, polyurethanes, polybutylene, polypropylene, polyethylene, Polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylonitrile butadiene styrene, Ethylene vinyl acetate, ethylene vinyl alcohol, polyimides, polyesters, polyketones, Polyetheretherketone and / or polymethyl methacrylate and mixtures, Block polymers and copolymers thereof.
Das Anbauteil wird nach der Bereitstellung bevorzugt vorbehandelt. Die Vorbehandlung umfasst besonders bevorzugt Reinigung, Primerung, Atmosphärenplasmabehandlung und/oder Niederdruckplasmabehandlung. In der Vorbehandlung gelten grundsätzlich die gleichen Parameter wie bei dem eingangs beschriebenen Verfahren zur Reinigung, Primerung, und/oder Plasmabehandlung des Primärteils.The Attachment is preferably pretreated after provision. The Pretreatment particularly preferably comprises purification, priming, Atmospheric plasma treatment and / or low pressure plasma treatment. In the pre-treatment basically the same apply Parameters as in the process for cleaning, primer, and / or plasma treatment of the primary part.
Das Anbauteil enthält bevorzugt einen der Werkstoffe Metall, Glas und/oder Polymere.The Attachment preferably contains one of the materials metal, Glass and / or polymers.
Das Polymer enthält bevorzugt Polybutylenterephthalat, Polyamide, Polycarbonat, Polyurethane, Polybutylen, Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylalkohol, Polyimide, Polyester, Polyketone, Polyetheretherketone und/oder Polymethylmethacrylat sowie Gemische, Blockpolymere und Copolymere davon.The polymer preferably contains polybutylene terephthalate, polyamides, polycarbonate, polyurethanes, polybutylene, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene, ethylene-vinyl acetate, ethylene-vi nyl alcohol, polyimides, polyesters, polyketones, polyetheretherketones and / or polymethyl methacrylate and mixtures, block polymers and copolymers thereof.
Die Anbauteile sind besonders bevorzugt aus einem Polymer gefertigt.The Attachments are particularly preferably made of a polymer.
Das Auftragen des feuchtigkeitsreaktiven Schmelzklebstoffs auf dem Anbauteil und/oder Primärteil erfolgt bevorzugt bei Temperaturen von 80°C bis 200°C. Der feuchtigkeitsreaktive Schmelzklebstoff kann über eine entsprechend temperierte Düse aufgebracht werden. Das Anbauteil und/oder Primärteil werden bevorzugt ebenfalls erwärmt, um ein zu schnelles Erstarren des feuchtigkeitsreaktiven Schmelzklebstoffes zu vermeiden. Die Temperaturen des Anbauteils und/oder Primärteils können niedriger als die eigentliche Temperatur des Schmelzklebstoffes sein, solange der Schmelzklebstoff auf dem Werkstück fliesfähig bleibt.The Applying the moisture-reactive hot melt adhesive on the fixture and / or primary part preferably takes place at temperatures from 80 ° C to 200 ° C. The moisture-reactive Hotmelt adhesive can have a correspondingly tempered Nozzle can be applied. The attachment and / or primary part are also preferably heated to be too fast To solidify the moisture-reactive hot melt adhesive to avoid. The temperatures of the attachment and / or primary part can lower than the actual temperature of the hot melt adhesive be, as long as the hot melt adhesive on the workpiece fluid remains.
Der feuchtigkeitsreaktive Schmelzklebstoff enthält bevorzugt mindestens ein Polymer.Of the moisture-reactive hot melt adhesive preferably contains at least one polymer.
Das Polymer enthält besonders bevorzugt Polyurethan-Präpolymere, Polyester, Polyolefine und/oder Polyamide sowie Gemische und Copolymere davon.The Polymer particularly preferably contains polyurethane prepolymers, Polyester, polyolefins and / or polyamides and mixtures and copolymers from that.
Der feuchtigkeitsreaktive Schmelzklebstoff enthält bevorzugt Polyurethan-Präpolymere.Of the moisture-reactive hot melt adhesive preferably contains Polyurethane prepolymers.
Das Aktivreinigen des Primärteils umfasst bevorzugt das Auftragen einer Reinigungslösung. Die Reinigungslösung enthält bevorzugt Silane, Tenside, Co-Tenside, organische Lösemittel, Alkohole, Säuren und/oder Basen. Silane, Säuren und Basen ermöglichen die Modifizierung der Oberfläche des Primärteils. Tenside, Co-Tenside wie amphiphile Blockcopolymere, organische Lösemittel und Alkohole entfernen Schmutzanhaftungen auf der Oberfläche des Primärteils.The Active cleaning of the primary part preferably includes application a cleaning solution. The cleaning solution contains preferably silanes, surfactants, co-surfactants, organic solvents, Alcohols, acids and / or bases. Silanes, acids and bases allow modification of the surface of the primary part. Surfactants, co-surfactants such as amphiphilic block copolymers, organic solvents and alcohols remove dirt deposits on the surface of the primary part.
Das Verbundteil umfasst bevorzugt eine aktivierte Oberfläche eines Primärteils, eine feuchtigkeitshärtende Klebung und ein vorbehandeltes Anbauteil.The Composite part preferably comprises an activated surface a primary part, a moisture-curing Bonding and a pre-treated attachment.
Das Anbauteil enthält bevorzugt einen der Werkstoffe Metall, Glas und/oder Polymere.The Attachment preferably contains one of the materials metal, Glass and / or polymers.
Das Polymer enthält bevorzugt Polybutylenterephthalat, Polyamide, Polycarbonat, Polyurethane, Polybutylen, Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylalkohol, Polyamide, Polyester, Polyketone, Polyetheretherketone und/oder Polymethylmethacrylat sowie Gemische und/oder Copolymere davon.The Polymer preferably contains polybutylene terephthalate, polyamides, Polycarbonate, polyurethanes, polybutylene, polypropylene, polyethylene, Polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylonitrile butadiene styrene, Ethylene vinyl acetate, ethylene vinyl alcohol, polyamides, polyesters, polyketones, Polyetheretherketone and / or polymethylmethacrylate and mixtures and / or copolymers thereof.
Der feuchtigkeitsreaktive Schmelzklebstoff enthält mindestens ein Polymer wie Polyurethan-Präpolymere, Polyester, Polyolefine, Polyurethane und/oder Polyamide sowie Gemische und/oder Copolymere davon.Of the Moisture-reactive hotmelt adhesive contains at least a polymer such as polyurethane prepolymers, polyesters, polyolefins, Polyurethanes and / or polyamides and mixtures and / or copolymers from that.
Das Polymer enthält besonders bevorzugt Polyurethan-Präpolymere.The Polymer particularly preferably contains polyurethane prepolymers.
Die Erfindung umfasst des Weiteren die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verbundteils in der Fahrzeugverglasung, im Fahrzeugbau, im Baubereich und in der Photovoltaik.The The invention further encompasses the use of a device according to the invention Composite part in vehicle glazing, in vehicle construction, in the construction sector and in photovoltaics.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung ist eine rein schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Sie schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.in the Below, the invention with reference to a drawing explained. The drawing is a purely schematic representation and not to scale. It restricts the invention in no way.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt:The The invention is illustrated in the drawing and will be described below explained in more detail. It shows:
- 11
- Primärteilprimary part
- 22
- Anbauteilattachment
- 33
- Klebungsplice
- 44
- Verbundteilcomposite part
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102004055450 A1 [0004] - DE 102004055450 A1 [0004]
- - US 4985535 A [0005] - US 4985535 A [0005]
- - US 5147927 A [0006] - US 5147927 A [0006]
- - EP 1873192 A2 [0007] EP 1873192 A2 [0007]
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