DE2362247A1 - Verfahren zur herstellung von erzeugnissen durch kleben - Google Patents

Verfahren zur herstellung von erzeugnissen durch kleben

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DE2362247A1
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DE
Germany
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adhesive
metal foil
coated
glue
materials
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Maurice Sadzot
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Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
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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
409826/0804
— 2
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)

PATENTANSPRÜCHE
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
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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.
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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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, .
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