DE2362247A1 - Verfahren zur herstellung von erzeugnissen durch kleben - Google Patents
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Description
Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen durch Kleben
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen durch Verkleben von zwei oder mehr Materialien
von gleicher Beschaffenheit, beispielsweise aus Metall, Holz oder Kunststoff usw., oder von ungleicher Beschaffenheit
wie Metall-Holz, Metall-Kunststoff usw.
Dieses Verfahren ist besonders für die Herstellung von Verbunderzeugnissen durch Kleben und insbesondere von Erzeugnissen
mit einem dekorativen Aussehen vorgesehen.
Verfahren des Zusammenbaus durch Kleben sind bekannt und werden weitgehend überall da angewandt, wo die je~
weiligen Bedingungen dies zulassen. Wenngleich diese Verfahren zweifellos Vorteile bieten, sind sie dennoch
mit gewissen Unzulänglichkeiten behaftet. So müssen die jeweiligen Montageflächen mit Kleber bestrichen
werden, wobei diese Arbeit im allgemeinen als lästig und schmutzig betrachtet wird trotz aller getroffenen
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Schutzmassnahmen. Ausserdem müssen die zusammenzubauenden
Materialien zwecks Sicherstellung einer guten Haftung und •Verbindung erhitzt werden, was einerseits Probleme bei
wärmeempfindlichen Materialien wie zum Beispiel Holz und Textilien mit sich bringt und andererseits einen
durchaus zu beachtenden Energieverbrauch in sich birgt. Schliesslich erfordern die verschiedenen durchzuführenden
Arbeitsgänge wie beispielsweise die .für die Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Erzeugnissen
durch Kleben zu treffenden Massnahmen eine gewisse Zeit, die im allgemeinen länger ist als bei anderen vorbekannten
Montage- bzw. Zusammenbauverfahren.
Die. Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem sich die vorbeschriebenen Nachteile ausschalten lassen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist im wesentlichen dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen die zusammenzufügenden Materialien ein im wesentlichen aus einer Schicht wärmeempfindlichen
Klebers bestehendes Verbindungselement gegeben und auf elektrischem Wege direkt erhitzt wird, wobei der
solcherart erhitzte Kleber die Verbindung der zusammenzufügenden Materialien bewirkt.
Erfindungsgemäss besteht das Verbindungselement zweckmässigerweise
aus einem genügend steifen mittleren Träger, dessen beide Oberflächen mit einem wärmeempfindlichen
Kleber beschichtet werden und der vorzugsweise aus einer dünnen Metallfolie gebildet wird.
Die der Kleberschicht als Verbindungselement elektrisch direkt beaufschlagte Wärme wird nach einerAbwandlung
der Erfindung dadurch erzeugt, dass das Verbindungselement einem elektrischen Feld mit hoher Frequenz ausgesetzt
wird, dessen Stärke in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Klebers und der zusammenzufügenden Materialien
reguliert wird.
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Es ist nämlich bekannt,, dass elektrisch' schlecht leitende
Stoffe*, beispielsweise hitzehärtbare oder thermoplastische
Kleber, mit Hilfe eines elektrischen Feldes von hoher
Frequenz erhitzt werden können. Das zu erhitzende Material- spielt die Rolle eines Dielektrikums zwischen den
Platten eines Kondensators, der in entsprechender' Art
und Meise mit dem Lades.tromkreis eines HF-G-enerätors
verbunden ist.. ■
Ist mindestens eines der zusammenzufügenden Materialien:,
ein Metall, so. wird, dieses mit dem: Ladestramkreis eines
HF-Generators direkt verbunden in der Weise,; dasis die
Kleberschicht das Dielektrikum zwischen, den Platten eines
mit dem erwähnten HF-vxenerator' gekoppelten Kondensators
bildet... -
Ist desweiteren mindestens eines der zusammenzufxigenden Materialien niehtmetallischv, so. wir dl es mite der* Zwischenkleherschigfrt
in einen ■ entspreehentten Eanfensatmr gegeben,
welcher mit dem·. Ladeströmkreis eines HF-Generators gefcop—
pelt istx: so: dass die. Kleber schient: das Die?lefc-trxku:ni:
dieses Kondensaterr/s bildet., ■
In denjenigen. Fällen, da die Kletoersicsfexcht: auf einem da~-
zwxschen^efxndlxchen metallischen iCräge-r aufgebraehfe isfe,,
wird der letztere ebenfalls in den. Ladekreis des? HE~
Generators eingeschalfeet^ so; dass die Klebenschicfefen:
auf" den; beiden Oberflächen dieses Trägers; die Dxeiekfcrxka.
zwischen den. Piateten vom mit d'em HF-G'enerator/ in; Heine;
geschalteten. KaoiensiatGren darsterllen..»
Nach, einer weit exen erfinetungsge massen Äusführungsform ■
erfolgt die dxpefcte; elefctriscfae- Erhitzung: de« ¥erbindungselementa,,
das? als: mittleren; Träger von
Steifigkeit ein© metallische; Fo"lie umfass-t,,
beide Oberflächen mit einem wärme empfindlichen Kleber bestrichen
sind, dadurch, dass elektrischer Strom durch die Metallfolie hindurchgeleitet wird.
Erfindungsgemäss wird die Stärke des durch die kleberbe
striehene Metallfolie hindurcligeleiteten elektrischen
Stroms nach einem vorbestimmten Temperaturprogramm reguliert . So kann eine schnelle Erhitzung der
Folie bis auf die Reaktxonstemperatur des Klebers bewirkt
werden, die sodann auf eine bestimmte Dauer vorgehalten wird, wodurch sich ein Abbau des Klebers
unter dem Einfluss zu hoher Temperatur vermeiden lässt.
Es hat sich erfindungsgemäss als besonders günstig erwiesen, die mit Kleber bestrichene dünne Metallfolie
aus Stahl herzustellen, weil sich der elektrische Widerstandswert dieses Metalls verdoppelt, wenn seine Temperatur
von O auf 25O°C ansteigt, wodurcheine sehr genaue Regelung der Temperatur der Metallfolie möglich
ist.
Zur Erhöhung der Oxydationsfestigkeit der mit Kleber beschichteten
dünnen Folie besteht diese zweckmässigerweise
aus nichtrostendem oder verchromtem Stahl.
Um darüberhinaus die Regulierung der Temperatur der mit Kleber beschichteten dünnen Folie zu vereinfachen, soll
diese vorzugsweise aus Si-Stahl hergestellt sein, weil der elektrische Widerstand von Stahl durch das anstehende
Silizium noch, vergrössert wird.
Man beachte, dass das erfindungsgemässe Verfahren bei jeder beliebigen Zahl von zusammenzufügenden Materialien
anwendbar ist, was die einfache Herstellung speziell von komplexen mehrschichtigen Erzeugnissen sicherstellt.
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Bei -Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens in Verbindung
mit Metallfolien, deren .Dicke zwischen 10und
100, vorzugsweise etwa 25 Mikrometer, betrug, wurden sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielt.
Für die Beschichtung der dünnen Metallfolie lässt sich ein hitzehärtbarer Klebstoff, d.h. ein Kleber, welcher
bei Erhitzung auf eine zur Auslösung seiner Polymerisation ausreichende Temperatur härtet, verwenden.
Ebenfalls geeignet ist ein Thermoplast, beispielsweise ein Ionomerharz, insbesondere ein Mischpolymerisat
aus Äthylen und Natrium- bzw. .Zinkmetakrylat. Unter
der Einwirkung von Hitze schmilzt das; thermoplastische Harz, während seine Anbindung im-Züge des Abkühlens
erfolgt. ■
Erfindungsgemäss wird der Kleber zur Beschichtung der
dünnen Metallfolie in der Form eines Films aufgetragen oder, wenn es sieh um einen Thermoplastkleber handelt,
vorher durch Extrusionsbeschichtung auf die Metallfolie aufgebracht.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren hat man eine Möglichkeit
zur Herstellung von Erzeugnissen durch Kleben, bei welcher die nachstehenden Hauptvorteile gegeben
sind: , .
1. Grlexchmässige Wärmeverteilung im Material* Es ist dies
ein nicht zu übersehender Vorteil, weil, im allgemeinen die elektrisch schlecht leitenden Material!enauch
schlechte Wärmeleiter sind.
2. Merkliche Verkürzung der für den Klebevorgang erforderlichen
Zeit; alle diese Arbeitsgänge sind- vereinfacht und es erfolgt die Erhitzung sehr schnell und
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einfach durch Erzeugung des elektrischen Hochfrequenzfeldes oder Hindurchleiten eines elektrischen Stroms ■
durch, die leimbeschichtete Metallfolie.
3. Grosse Sauberkeit, vor allem "beim thermoplastischen
Kleber, dessen Verwendung im Pestzustand und ohne Verdampfung von lösungsmitteln möglich ist. Die
Verleimung erfolgt ausschliesslich auf dem zentralen
dünnen Träger und nicht mehr auf den Oberflächen der zusammenzufügenden Materialien.
4. Geringer Energieverbrauch für das Erhitzen der dünnen
Leimschicht statt der zusammenzufügenden Materialien. Ausserdem bleibt die erzeugte Wärme eine ziemliche
Zeit lang im Kleber, so dass während der Polymerisation dieses Klebers keine weitere Energiezufuhr erforderlich
ist.
5. Möglichkeit der Realisierung eines bestimmten lemperaturprogramms.
Die beigefügte Zeichnung, die lediglich ein in nicht einschränkendem
Sinne zu betrachtendes Beispiel veranschaulicht, dient dem besseren Verständnis des .Erfindungsgegenstandes.
Zur Verzierung werden ein Stahlblech (l) und eine Holzauflage
(2) zusammengefügt. Das S tahlblech (1) hat eine Dicke von 0.5 mm und die Holzauflage eine solche von
2 mm.
Erfindungsgemäss wird zwischen die Materialien (1) und
(2) ein Film (3) aus einem thermoplastischem Harz mit einem dazwischenbefindlichen !Träger (4) in Form einer
Stahlfolie von 60 Mikron Dicke eingebracht. Um die Reaktion des Klebers zu bewirken, wird in die Folie (4)
ein elektrischer Strom mit einer Stärke von 250 A auf die
Dauer von zwei Minuten eingeleitet, und zwar mit Hilfe
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von Anschlussklemmen (5)» die mit einer nicht dargestellten
elektrischen Stromquelle verbunden sind. Die metallische Trägerfolie und das thermoplastische Harz werden
so auf eine Temperatur von 2300C erhitzt, die über dem Schmelzpunkt des Harzes liegt, der also seine
Haft eigens chaf ten entwickeln kann.
Nach vollständigem Abkühlen des solcherart erhaltenen
Materials lässt sieh feststellen, dass die Holzauflage
(2) keinerlei Veränderung in ihrem Aussehen erfahren hat und dass ihre Haftung am Stahlträger (1) äusserst
gleichmässig und sehr stark ist.
PATENTANSPRÜCHE
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Claims (19)
1. Verfahren zur Herstellung Von Erzeugnissen durch Kleben,
dadur<ch gekennzeichnet> daß zwischen die zusammenzufügenden
Materialien ein im wesentlichen aus einer Schicht wärmeempfindlichen Klebers bestehendes Verbindungselement
eingefügt und auf elektrischem Wege direkt erhitzt wird, bis der solcherart erhitzte
Kleber die zusammenzufügenden Materialien miteinander verbindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungselement aus einem genügend steifen mittleren Träger besteht, dessen beide Oberflächen
mit einem wärmeempfindlichen Kleber beschichtet werden.
3* Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
•der mittlere Träger des Verbindungselementes eine
dünne Metallfolie ist,
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnetΛ
daß die direkte elektrische Erhitzung der Kleberschicht erfolgt, indem das Verbindungselement einem
elektrischen Feld von hoher Frequenz ausgesetzt wird, dessen Stärke in Abhängigkeit von .der Beschaffenheit
des Klebers und der zusammenzufügenden Materialien reguliert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet 3 daß
mindestens eines der zusammenzufügenden Materialien ein Metall ist, welches mit dem Ladestromkreis eines
HF-Generators direkt verbunden wird in der Weise, dass die Kleberschicht das DielektrÄun zwischen den Platten
eines mit dem HF-Generator gekoppelten Kondensators bildet.
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6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ·
mindestens eines der zusammenzufügenden Materialien ..
• nichtmetallisch ist, welches mit der Zwischenkleber- ' schicht zusammen in einen entsprechenden Kondensator
gegeben wird, der mit dem Ladestromkreis eines HF-Generators
gekoppelt ist, daß die Kleberschicht das Dielektrikum dieses: Kondensators bildet,
7. Verfahren nach Anspruch 4- bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht auf einem dazwischenbefindlichen
metallischen. Träger aufgebracht ist, der ebenfalls, in den Ladekr'eis des HF-Generators eingeschaltet wird, so
daß die Kleberschichten auf den beiden Oberflächen dieses
Trägers die Dielektrika zwischen den Platten von mit
dem HF-Generator in Reihe geschalteten Kondensatoren darstellen. .
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß,
die direkte elektrische Erhitzung des Verbindungselements, das als mittleren Träger von ausreichender
Steifigkeit eine metallische Folie umfasst, deren beide Oberflächen mit einem wärmeempfindlichen Kleber
bestrichen sind, durch Hindurchleiten eines elektrischen
Stroms durch die Metallfolie erfolgt,
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stärke des durch'die mit .Kleber bestrichene Metallfolie hindurchgeleiteten elektrischen Stroms nach
einem vorbestimmten Temperaturprogramm reguliert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regulierung der Stärke des durch die leimbestrichene
Metallfolie hindurchgeleiteten Stroms durch eine schnelle Erhitzung der Folie bis auf die
10
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Reaktionstemperatur des Klebers und Vorhalten derselben auf vorbestimmte Dauer unter Vermeidung eines Abbaus
des Klebers unter dem Einfluss zu hoher Temperatur erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die leimbeschichtete dünne Metallfolie aus Stahl
besteht.
besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die leimbeschichtete dünne Metallfolie aus nichtrostendem Stahl besteht.
13. Verfahren nach Anspruch 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die leimbeschichtete dünne Metallfolie aus. verdiromtem
Stahl besteht.
lh. Verfahren nach Anspruch 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
• daß die leimbeschichtete dünne Metallfolie aus Siliziumstahl besteht,
15. Verfahren nach Anspruch 3 bis IH, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der leimbeschichteten Metallfolie zwischen 10 und 100 und vorzugsweise etwa .25 Mikron beträgt.
16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet3
daß ein hitzehärtbarer Kleber verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
dass ein aus einem Thermoplast bestehender Kleber verwendet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verwendung des Klebers als Film erfolgt.
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11
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzei ahnet3
daß der Kleber durch Extrusionsbeschichtung vorher auf die dünne Metallfolie aufgebracht wurde.
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3, .
Leerseite
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