DE202014100567U1

DE202014100567U1 - Thermoplastbauteil mit einer Oberflächenschicht

Info

Publication number: DE202014100567U1
Application number: DE202014100567.6U
Authority: DE
Original assignee: Atlas Elektronik GmbH
Current assignee: Atlas Elektronik GmbH
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2015-05-12
Anticipated expiration: 2024-02-11

Abstract

Thermoplastbauteil, insbesondere aus Polyoxymethylen, mit einer Oberflächenschicht, welche eine Kontaktoberfläche aufweist, wobei die Kontaktoberfläche eine Grenzschicht aufweist, über welche ein berührender Kontakt mit der Kontaktoberfläche realisierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht ein Faserelement, insbesondere eine Glasfaser, eine Kohlefaser und/oder ein Gewebe, aufweist, welches durch die Kontaktierungsoberfläche in die Grenzschicht ragt, sodass ein Kleber an dem Faserelement adhäsiv und/oder kohäsiv anbringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermoplastbauteil, insbesondere aus Polyoxymethylen (POM) mit einer Oberflächenschicht, welche eine Kontaktoberfläche aufweist, wobei die Kontaktoberfläche eine Grenzschicht aufweist, über welche ein berührender Kontakt mit der Kontaktoberfläche realisierbar ist.
Polyoxymethylen (POM) oder auch Polyacetal, Polyformaldehyd oder bloß Acetal genannt, ist ein hochmolekularer thermoplastischer Kunststoff. POM gehört dabei zu den Kunststoffen mit niedriger Oberflächenenergie und ist ohne spezielle Oberflächenbehandlung nur bedingt klebbar. Durch Oxydation oder Beizen der Oberfläche, lässt sich die Haftung von Klebstoffen verbessern. Dabei kann die Oxydation durch das Beflammen mit einer sauerstoffübersättigten Flamme erzielt werden. Dazu wird die Flamme im geringen Abstand schnell über die Oberfläche geführt. Für besonders haltbare Klebungen müssen die Klebeflächen mit 85%iger Phosphorsäure ca. 10 Sekunden lang bei 50°C gebeizt und anschließend mit destilliertem Wasser abgespült werden. Die gebeizte Oberfläche kann dann zum Beispiel mit einem Zweikomponentenkleber verklebt werden.
Sowohl der Einsatz von chemischen Säuren, wie beispielsweise Phosphorsäure, als auch die hohen Aufwände in der Infrastruktur und die dennoch schlechte Klebbarkeit schränken die Arbeitsweise mit POM stark ein.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Thermoplastbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder den Merkmalen des Anspruchs 4. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.
Durch den vorliegenden Thermoplastbauteil kann eine mechanisch stabile Verbindung, insbesondere Klebeverbindung, mit einem POM-Werkstoff ermöglicht werden.
Insbesondere dadurch, dass das Faserelement oder die Faserelemente in die Oberflächenschicht des Thermoplastbauteils eingebracht sind, kann insbesondere mit einem Epoxidharz oder einem Zweikomponentenkleber eine sehr feste Verbindung etabliert werden. Zudem kann eine derartige Fügung an sämtlichen Orten durchgeführt werden.
In einer sehr einfachen Ausgestaltung wird beispielsweise eine Gewebematte auf ein Thermoplastbauteil aufgebracht und so lange erhitzt, bis einzelne Fasern der Gewebematte zumindest teilweise von dem Kunststoff des Thermoplastbauteils umschlossen sind.
Die dann über die Oberfläche hinausragenden Bestandteile des Gewebes oder der Fasern können dann eine feste Verbindung mit gut klebbaren Bauteilen realisieren.
Auch kann zuerst ein Beheizen mittels Heißluftgebläse des Thermoplasten (z.B. POM) erfolgen, um anschließend Faserelemente auf die leicht angeschmolzene Oberfläche aufzubringen.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
1 einen Schnitt durch ein geklebtes Bauteil
Das geklebte Bauteil 101 besteht aus einem POM-Bauteil 103, einem Metallkörper 115 und das POM-Bauteil 103 mit dem Metallkörper 115 verbindende Klebeschicht 113. Eine Mischung aus Kohle- und Glasfasern 111 befindet sich teilweise in der Klebeschicht 113 und einer Oberflächenschicht 105 des POM-Bauteils 103.
Der Kunststoffkörper 109 des POM-Bauteils 103 weist keine Glas- und/oder Kohlefasern auf.
Da die Glas- und Kohlefasern 111 eine physikalische Verbindung in die Oberflächenschicht 105 des POM-Bauteils 103 ausbilden, entsteht mit der Klebeschicht 113 eine exzellente Kopplung der Klebeschicht mit dem POM-Bauteil 103. Über die Klebeschicht 113 wird somit ein Metallkörper 115 mit dem POM-Bauteil 103 schlüssig fest verbunden.
In einer ersten Alternative wurden die Glas- und Kohlefasern 111 dadurch in die Oberflächenschicht 105 des POM-Bauteils 103 eingebracht, dass die Fasern zuerst aufgelegt wurden und anschließend die Kontaktfläche 107 mittels Heißluftgebläse erhitzt wurde. Durch die Hitze des Heißluftgebläses wird die Kontaktfläche 107 plastisch und die Glas- und Kohlefasern 111 dringen in die Oberflächenschicht 105 teilweise ein.
In einer zweiten Alternative wird die Kontaktfläche 107 der Oberflächenschicht 105 mittels Heißluftgebläse erhitzt und es werden die Glas- und Kohlefasern 111 auf die Fläche aufgesprüht. Durch den Druck dringen einige Faseranteile in die Oberflächenschicht 105 ein. Teile der Fasern verbleiben außerhalb der Oberflächenschicht 105 und können somit als Kopplungseinheit beispielsweise für ein Epoxidharz oder einen sonstigen Duroplast dienen.
In einer dritten Alternative wird die Kontaktfläche 107 mittels eines Heißluftgebläses erwärmt und eine Gewebematte wird aufgepresst, sodass Fasern der Gewebematte ebenfalls in die Oberflächenschicht 105 eindringen.
Bezugszeichenliste

101: geklebtes Bauteil
103: Bauteilausschnitt aus POM
105: Oberflächenschicht
107: Kontaktfläche
109: Kunststoffkörper
111: Glas- und Kohlefaser
113: Klebeschicht
115: Metallkörper

Claims

Thermoplastbauteil, insbesondere aus Polyoxymethylen, mit einer Oberflächenschicht, welche eine Kontaktoberfläche aufweist, wobei die Kontaktoberfläche eine Grenzschicht aufweist, über welche ein berührender Kontakt mit der Kontaktoberfläche realisierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht ein Faserelement, insbesondere eine Glasfaser, eine Kohlefaser und/oder ein Gewebe, aufweist, welches durch die Kontaktierungsoberfläche in die Grenzschicht ragt, sodass ein Kleber an dem Faserelement adhäsiv und/oder kohäsiv anbringbar ist.
Thermoplastbauteil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch weitere Faserelemente.
Thermoplastbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserelement oder die Faserelemente ausschließlich in der Oberflächenschicht angeordnet ist/sind.
Thermoplastbauteil aus einem thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyoxymethylen, mit einer Oberflächenschicht, welche eine Kontaktoberfläche aufweist, wobei die Kontaktoberfläche eine Grenzschicht aufweist, über welche ein berührender Kontakt mit der Kontaktoberfläche realisierbar ist, wobei das Thermoplastbauteil durch folgende Schritte hergestellt ist, – Aufbringen eines Faserelements, insbesondere einer Glasfaser, einer Kohlefaser und/oder eines Gewebes, oder mehrerer Faserelemente – die Oberflächenschicht des Thermoplastbauteils wird mittels Heizen derart erwärmt, dass das aufgebrachte Faserelement teilumschlossen wird und – Abkühlen der erwärmten Oberflächenschicht, sodass das Faserelement oder die Faserelemente eine feste Verbindung mit dem Thermoplastbauteil ausbildet/ausbilden.
Thermoplastbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht eine Schichtdicke aufweist und die Schichtdicke weniger als 1mm, weniger als 0,5mm, weniger als 0,2mm, 0,1mm oder weniger als 0,02mm beträgt.
Thermoplastbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzschicht von einem Kleber, insbesondere einem Duroplasten, insbesondere einen Epoxidharz, wenigstens teilweise ausgefüllt ist und der Kleber ein Faserelement wenigstens teilumschließt.
Thermoplastbauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebebauteil mit dem Kleber verbunden ist, sodass eine feste Verbindung zwischen dem Theroplastbauteil und dem Klebebauteil vorliegt.