DE2411503A1

DE2411503A1 - Klebeverfahren

Info

Publication number: DE2411503A1
Application number: DE2411503A
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1973-03-10
Filing date: 1974-03-11
Publication date: 1974-09-12
Also published as: GB1458213A; JPS5720140B2; FR2220572A1; AU6638674A; JPS5025641A; ES424110A1

Description

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den Lo/Sv - D 2008

DUTTIDP LIMITED

Dunlop House, Ryder Street, St.James ¹S, London SV/1, England

Klebeverfahren

.Die Erfindung betrifft ein Klebeverfahren und insbesondere ein Verfahren zum Verkleben eines Materials auf einem ausgewählten Bereich der Oberfläche eines anderen Materials.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verkleben eines Elastomeren mit einem ausgewählten Oberflächenbereich eines anderen Materials zeichnet sich dadurch aus, daß auf die Material oberfläche und/oder auf die Oberfläche eines vulkanisierbaren Elastomeren ein Überzug einer Masse, welche aus einer oder mehreren Kompo.nentenschichten besteht, aufgebracht wird, wobei die Masse ein Klebstoff für das Material und für das Elastomere ist, wenn das Elastomere in Kontakt mit dem Überzug vulkanisiert wird, daß der nicht ausgewählte Oberflächenbereich des Überzuges oder im Fall eines Klebstoffes aus einer Vielkomponentenschicht wenigstens eine Komponentenschicht des Überzuges UV-Bestrahlung ausgesetzt wird, bis die Haft-

_D, O. ΜΛΝ.ΤΖ - Ο—. M. _FINST™ O M^... -O _R Λ M , O

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fähigkeit des nicht ausgewählten Bereiches des Überzuges auf den gewünschten Wert reduziert ist, daß das vulkanisierbare Elastomere und das andere Material mit der nicht bestrahlten, d.h. ausgewählten, Oberfläche des Haftüberzuges zwischen ihnen zusammengesetzt wird, und daß dann das Elastomere vulkanisiert wird.

Die Erfindung besitzt besondere Vorteile, wenn ein ausgewählter Bereich der Oberfläche eines Materials mit einem Elastomeren, welches unter den Klebebedingungen fließfähig oder verformbar ist, verklebt werden soll. Fließfähige oder verformbare Materialien sind sehr schwierig auf einen ausgewählten Klebebereich zu beschränken, und üblicherweise fließen sie außerhalb des ausgewählten Bereiches heraus ader verformen sich, wodurch die Entfernung von nicht gewünschtem Material, üblicherweise durch Abschleifen erforderlich wird. Falls der Klebstoff nüit genau auf den ausgewählten Bereich aufgebracht wurde, so daß die zwei Materialien miteinander außerhalb des ausgewählten Bereiches verklebt werden, ist die Entfernung von nicht erwünschtem Material noch schwieriger und birgt die Gefahr einer Beschädigung des Materials, mit welchem das selek-

iu sich,.

tive Verkleben gewünscht wird,/wenn eine Arbeitsweise zur Entfernung durch Abschleifen angewandt wird. Als Folge hiervon ist ein genaues Auftragen des Klebstoffes auf den ausgewählten Klebeberexch erwünscht. Die üblicherweise angewandten

öden zum selektiven Auftragen des Klebstoffes sind z.B.

manuelles Aufstreichen, Auftrag durch Aufstreichen oder Aufsprühen unter Verwendung eines Schablonenblattes oder einer Maske und partielles Eintauchen. Jedoch weisen diese Methoden Nachteile auf, z.B. ist ein manuelles Aufstreichen mühevoll, die Verwendung eines Schablonenblattes oder einer Maske erfordert das häufige Reinigen oder die Erneuerung des Blattes oder der Maske und ergibt oft keine scharfe Grenzlinie zwischen dem ausgewählten 3ereich und dem nicht ausgewählten Bereich, und das partielle Eintauchen besitzt nur eine sehr begrenzte Anwen-

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dung- Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt demgegenüber das genaue, selektive Verkleben ohne daß ein genaues, anfängliches Auftragen des Klebstoffes erforderlich wäre.

Es wurde auch bereits schon vorgeschlagen, zwei Materialien selektiv miteinander zu verkleben, indem ein photoempfindlicher Klebstoff auf eines der Materialien aufgebracht wurde, die aufgebrachte Masse aktinischem Licht in dem Bereich, wo das Verkleben erwünscht ist, zur Veränderung der Löslichkeit der in diesem Bereich aufgetragenen Masse ausgesetzt wird, und die gesamte Masse mit einem Lösungsmittel zur Auflösung lediglich des löslicheren Anteiles der Masse, welche üblicherweise der nicht belichtete Anteil der Masse ist, gewaschen wird. Es wurde jedoch gefunden, daß es bei dieser vorgeschlagenen Methode wesentlich ist, den weniger löslichen Anteil der Masse mit dem Lösungsmittel für den löslicheren Anteil der Masse zu behandeln, um seine Klebeigenschaften zu erneuern, d.h. die weniger lösliche Masse muß durch eine Lösungsmittelbehandlung "aufgefrischt" werden.

Demgegenüber vermeidet das erfindungsgemäße Verfahren die Notwendigkeit einer Lösungsmittelbehandlung und ermöglicht üblicherweise kürzere Zeitspannen für die Behandlung mit aktinischem Licht, wodurch ein einfacheres und wirtschaftlicheres Verfahren für ein selektives Verkleben geschaffen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zum Verkleben eines ausgewählten Bereiches eines Materials wie eines Metalls, z.B* von Stahl, Messing oder Aluminium, eines Kunststoffmaterials, z.B. von Nylon, Polyester, Polypropylen, Polyformaldehyd, Polyvinylchlorid oder Polymethylmethacrylat, eines vulkanisierten Kautschuks, von Holz oder dergl. mit einem Elastomeren geeignet, welches unter den Verklebungsbedingungen fließt oder sich verformt, insbesondere wenn das Elastomere auf das andere Material nach einer Formpressarbeitsweise aufgebracht wird, z.B. durch Pressformen, Presspritzen oder Spritzgußverfahren, da das Elastomere bei einer solchen Arbeitsweise üblicherweise

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unter dem Einfluß des Formdruckes über den Bereich hinaus fließt, in welchem ein Verkleben gewünscht wird, und zwar als Folge des Spiedes zwischen der Form und der Materialoberfläche. Da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein genauer, -seiektiv· mit Klebstoff versehener Bereich auf dem anderen Material vorgesehen wird, kann alles nicht erwünschte Elastomere außerhalb dieses mit Klebstoff versehenen Bereichs leichter und mit geringerer Gefahr einer Beschädigung des Materials entfernt werden, z.B. mittels einer Abefcreif- oder Entgratungsarbeitsweis e.

Wenn ein Metall . selektiv nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verklebt wird, kann es einen Antikorrosxonsuberzug, z.B. einen Phosphatüberzug tragen.

Wenn ein Kunststoffmaterial verklebt werden soll, kann seine Klebfähigkeit durch eine geeignete Vorbehandlung der Kunststoff oberfläche verbessert werden, z.B. durch UV-Bestrahlung, durch Aussetzen gegenüber einer Glüh- oder Koronaentladung oder durch eine chemische Behandlung, z.B. eine Säurebehandlung. Kunststoffe, bei denen eine solche Vorbehandlung vorteilhaft sein kann, sind z.B. Polypropylen, Polyformaldehyd und Polyester. Die Vorbehandlung kann auf die gesamte zu verklebende Oberfläche oder nur auf einen Teil hiervon angewandt werden. Die Aktivierung lediglich eines Teiles der zu verklebenden Oberfläche ist eine weitere Methode zur Erzielung einer selektiven Haftung bzw. Verklebung*, d.h. ein selektives Verkleben kann durch eine selektive Vorbehandlung der Kunststoffoberfläche zusätzlich zu der selektiven Bestrahlung des Klebstoffes erreicht werden. Eine selektive Aktivierung der Kunststoffoberfläche kann durch Maskieren des Oberflächenbereiches des Kunststoffes erreicht werden, in welchem keine bessere Haftung erwünscht ist, und dann durch Bestrahlen oder Beschießen des maskierten Oberflächenbereiches, oder - falls eine chemische Behandlung angewandt wird - durch Bestreichen, Besprühen oder Eintauchen der maskierten Oberfläche mit bzw. in das chemische Reagens. Gegebenenfalls kann die Aktivierung der Kunststoffoberfläche mit Hilfe eines Photosensibilisators verbessert werden.

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Wenn ein vulkanisierter Kautschuk verklebt werden soll, kann seine Klebfähigkeit in einigen Fällen durch eine "Vorbehandlung mit z.B. einer angesäuerten Natriumhypochloritlösung verbessert werden. Der Kautschuk kann gegebenenfalls selektiv vorbehandelt werden.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Klebstoffmasse kann ein Einkomponentenklebstoff sein, oder er kann aus zwei oder mehr Komponentenschichten bestehen. Klebstoffe, welche bei der Erfindung brauchbar sind, können aus solchen Klebstoffen ausgewählt werden, die bekanntermaßen Elastomere mit anderen Materialien verbinden, wenn das Elastomere in situ vulkanisiert wird. Es wurde gefunden, daß für gewöhnlich keine Veränderung der konventionellen Klebstoffmassen erforderlich ist, um sie für das erfindungsgemäße Verfahren brauchbar zu machen. Jedoch kann ein Aktivator wie ein Photosensibilisator zu einer Klebstoffmasse gegebenenfalls zugesetzt werden. Ein weiteres Beispiel einer geeigneten Klebstoffmasse ist eine photoempfindliche Masse des Typs, wie er industriell bei der Herstellung von Photoschutzüberzügen, z.B. einem Metallätzschutzüberzug, verwendet wird. Die besonders, verwendete Klebstoffmasse hängt natürlich von den miteinander zu verklebenden Materialien ab, Beispiele solcher Massen sind jedoch solche, die auf Gummi aufgebaut sind, und insbesondere solche, welche als Lösungen in organischen Lösungsmitteln verwendet werden. Ein Beispiel einer Klebstoffmasse zum Verkleben eines Elastomeren auf ein Metall ist eine Masse, die auf chlorierten üfcurkautschuk und vorzugsweise Ruß aufgebaut ist. Spezifische Beispiele solcher geeigneten Klebstoff mass en werden im folgenden noch in den Beispielen näher erläutert.

Die Klebstoffmasse wird üblicherweise auf die andere Oberfläche, d.h. die nichtelastomere Oberfläche aufgebracht, insbesondere wenn das Elastmere auf das andere Material nach einer Formpressarbeitsweise aufgebracht wird, z.B. nach einem Spritzgußverfahren, Pressformverfahren oder Preßspritzverfahren. Die Masse kann

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als Lösung oder in jeder beliebigen, anderen, geeigneten Form und nach jeder beliebigen geeigneten Methode, z.B. durch Aufsprühen, Aufstreichen oder Eintauchen, aufgebracht werden. Eine Einzelschicht einer jeden Klebstoffkomponente ist für gewöhnlich ausreichend. Im Hinblick auf ihre UV-Empfindlichkeit sollte die Masse unter solchen Bedingungen aufgebracht werden, daß sie nicht durch aktinische Strahlung beeinträchtigt wird, z.B. indem sie bei kein TJV enthaltendem Licht aufgebracht oder indem die Photoempfindlichkeit durch chemische Mittel zeitweilig maskiert wird. Ein genaues Aufbringen ist nicht erforderlich, vorausgesetzt, daß der bedeckte Bereich den Bereich einschließt, auf welchem eine selektive Haftung gewünscht wird.

Die Fläche der aufgetragenen Masse, auf welcher eine Haftung oder ein Kleben nicht gewünscht wird, wird dann UV-Strahlung ausgesetzt. Die ausgewählten Bereiche, in welchen eine Haftung gewünscht wird, können vor der Strahlung mit einer opaken Schablone oder Maske maskiert werden, oder alternativ kann die Strahlung genau lediglich auf den nicht ausgewählten Bereich projiziert werden. Andere Mittel zur selektiven Belichtung mit UV-Strahlung können alternativ angewandt werden. Der ausgewählte Bereich kann ein kontinuierlicher Bereich sein oder er kann aus zwei oder mehr voneinander getrennten Bereichen bestehen.

Wenn eine Klebstoffmasse in Form einer Vielkomponentenschicht verwendet wird, ist es nicht erforderlich, jede Schicht zu bestrahlen. Üblicherweise wird die letzte Schicht bestrahlt, jedoch ist auch dies nicht immer unbedingt erforderlich.

Die Bestrahlungsdosis muß lediglich ausreichen, um die Haftfähigkeit des belichteten Teiles der Masse auf einen ausreichend

niedrigen Wert zu reduzieren, damit die Bindung an den belichtexeicliu

ten Teil/aufgehoben wird, und diese Dosis ist üblicherweise geringer als die zur wirksamen Veränderung der Löslichkeit der Masse erforderlichen Dosis. Parameter wie die Intensität und die Wellenlänge der Strahlung, die Expositionszeit und der Abstand der Bestrahlungsquelle von der aufgetragenen Masse können

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variiert werden, um die gewünschte Veränderung der Haftfähigkeit zu erreichen. Bei Hochspannungsquellen ist üblicherweise eine Bestrahlungszeit von nur wenigen Sekunden erforderlich. Kurzwellige Strahlung, z.B. mit Wellenlängen bis zu etwa 300 nm ist bevorzugt.

Die belichtete, d.h. bestrahlte Masse kann von der Materialoberfläche entfernt oder dort belassen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Klebstoffmasse auf die gesamte Oberfläche eines Materials aufgetragen und Teile der aufgetragenen Masse, deren Haftfähigkeit durch die Strahlung reduziert worden ist, werden auf der Materialoberfläche belassen, um sie zu schützen oder um einen Zierüberzug zu bilden. Das Belassen der belichteten Masse auf der Materialoberfläche kann vorteilhaft sein, falls das Material ein Metall wie ein eisenhaltiges Material oder Aluminium ist, um die Oxidation des Metalls zu hemmen. 3?alls die die belichtete Masse tragende Oberfläche mit einer anderen Materialoberfläche verklebt werden soll, ist es nicht erforderlich, die Masse zu entfernen oder sie durch Sandstrahlen oder Schleifen aufzurauhen.

Gegebenenfalls kann die Klebeigenschaft der belichteten Masse vor der Vulkanisationsstufe wieder hergestellt werden, indem sie mit einem Lösungsmittel behandelt wird, z.B. durch Bestreichen mit einem mit Lösungsmittel imprägnierten Gewebe oder durch Exposition gegenüber Lösungsmitteldampf.

Das Elastomere kann ein beliebiges, vulkanisierbares Elastomeres sein. Wenn der Klebstoff auf einem vulkanisierbaren Kautschuk aufgebaut ist, sollten die Vulkanisationsbedingungen des Elastomeren so sein, daß der Kautschuk im Klebstoff ebenfalls vulkanisiert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Anwendung bei der Herstellung von Aufhängungen und Halterungen für Kraftfahrzeuge und Maschinen geeignet, bei welchen eine Bindung Elasto-

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meres/Metall gewünscht wird, jedoch kann es auch bei der Herstellung von Dekortäfelungen oder Dekorverkleidungen, der Schaffung von Schutz- und Isolierüberzügen und dem Markieren von Gegenständen angewandt werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Flache einer Flußstahlplatte von 11 χ 2,5 x 0,2 cm wurde gereinigt und mit einem unter der Warenbezeichnung CHEMIOK 220 erhältlichen Klebstoff überzogen. Nach dem Trocknen wurde ein zentraler, rechteckiger Bereich von 5 x 1,2 cm dieser überzogenen Fläche mit einem gegenüber UV opaken Material in Form eines Blattes maskiert. Die maskierte Platte wurde dann mit UV-Strahlung mit einer vorherrschenden Wellenlänge von 253»7 nm und einer Intensität von etwa 600 «W/cm wie folgt belichtet.

Die UV-Bestrahlungsapparatur bestand aus einem geschlossenen Metallzylinder von 23 cm Durchmesser, der auf seiner Seite lag und fünf 30 Watt UV-Röhren zur Keimabtötung (Philips Electrical Limited TUV germicidal tubes) enthielt. Eine Röhre war im Zentrum des Zylinders befestigt, und die anderen vier waren in gleichem Abstand voneinander und jeweils 9 cm von der ζ eitralen Röhre entfernt angeordnet. Die maskierte Platte wurde mit der überzogenen Fläche nach oben auf der Innenwand des Zylinders in seinem Zentrum in gleichem Abstand von den zwei nächsten Röhren angeordnet. Die Expositionszeit dieser Probe betrug 1 min.

Eine Platte aus vulkanisierbarem Kautschuk von annähernd der gleichen Größe wie die Stahlplatte wurde aus folgendem Ansatz hergestellt und in Kontakt mit der überzogenen Fläche der Platte 15 Minuten bei 160°C druckvulkanisiert.

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Gew.-Teile

Naturkautschuk \ 100

Zinkoxid 5

Schwefel 3

N-Cyclohexylbenzthiazyl-2-sulfenamid 0,5

Ruß 50

Aceton/Diphenylamin-Kondensationsprodukt (Warenbezeichnung Nonox B) 1

Verarbeitungsöl (Dutrex S) 5

Stearinsäure 1

Nach dem Abkühlen wurde versucht, den Kautschuk von der Platte durch Abziehen zu trennen.

Diese Arbeitsweise wurde an identischen Proben bei unterschiedlichen Belichtungszeiten mit UV wiederholt. Die Ergebnisse waren wie folgt:

Belichtungszeit Ausmaß der selektiven Haftung (min)

1 - Haftung über die gesamte Fläche 1,5 Haftung über die gesamte Fläche

2 Belichtete Fläche haftete, jedoch nicht so stark wie der maskierte Bereich

3 Die Haftung an dem maskierten

Bereich war ziemlich scharf abgegrenzt, jedoch war noch eine schwache Haftung in Teilen des belichteten Bereiches vorhanden

4- Scharfer Unterschied zwischen einem

verklebten maskierten Bereich und einem nicht verklebten, belichteten Bereich.

Zum Vergleich wurde die oben angegebene Arbeitsweise mit Ausnahme einiger Änderungen wiederholt, nämlich die tberzogene Stahlfläche wurde durch ein gegenüber UV opakes Schablonenblatt maskiert, welches die Belichtung eines zentralen, rechteckigen Bereiches von 5 x 1,2 cm erlaubte, und nach der UV-Bestrahlung wurde die Platte 2 min bei Zimmertemperatur in Xylol oder Toluol, welche Lösungsmittel für die Masse sind, bewegt.

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Für verschiedene Belichtungszeiten Mö zu wenigstens 25 min war das Ergebnis dasselbe, nämlich, sowohl die belichteten als auch die maskierten Teile der Masse wurden durch das Lösungsmittel entfernt, was anzeigt, daß die Belichtungszeit zu kurz oder die Lösungsmittelbehandlungszeit zu lang war. Bei Wiederholung der Arbeitsweise mit kürzeren Lösungsmittelbehandlungszeiten trat ein Verkleben über der gesamten, beschichteten Flache auf, d.h. es gab keine selektive Haftung oder ein selektives Verkleben.

Beispiel 2

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die UV-Bestrahlung wie folgt durchgeführt wurde:

Die Apparatur bestand aus einer Höhensonnenlampe (Hanovia Model UVS 220 lamp) in einer konischen Metallhaube mit einer Mündungsöffnung von 38 cm Durchmesser. Die innenliegende Oberfläche der Haube war mit Aluminium überzogen, und der Abstand der Lampe von der Mündung der Haube betrug etwa 8 cm. Die maskierte, überzogene Platte wurde zentral zu der Mündung der Haube in einem Abstand von 50 cm von der Lampe angeordnet. Die Intensität der Lampenbestrahlung in einem Abstand von 91,4- cm wurde mit 540 bis 420 uW/cm für Wellenlängen unter 400 nm bestimmt.

Die Ergebnisse unter Verwendung einer Maske von 5 x 1»2 cm und bei keiner Behandlung mit Lösungsmittel waren wie folgt:

Belichtungszeit Ausmaß der selektiven Haftung (min)

6 Haftung über der gesamten Fläche

8 Haftung im maskierten Bereich war

ziemlich scharf begrenzt, gedoch gab «3 auch eine schwache Haftung in Teilen des belichteten Bereiches

10 Schärfer selektive Haftung als bei

einer Belichtung von 8 min, jedoch nicht so scharf wie bei einer Belichtung von 12 min

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12) Scharfer Unterschied zwischen dem

14) haftenden, maskierten Bereich und

16) dem nicht geklebten, belichteten

Bereich.

Bei Vergleichsversuchen unter Verwendung einer Schablonenmaske und anschließender Lösungsmittelbehandlung waren die Ergebnisse dieselben wie in Beispiel 1, d.h. es gab kein selektives Verkleben.

Beispiel 3

Metallstreifen aus Flußstahl, Messing und Aluminium von 160 χ χ 3 mm wurden durch Abwischen mit Triehloräthylen entfettet und auf einer Fläche mit einer Klebstoffmasse streichbeschichtet, wobei eine Länge von 25 mm an jedem Ende frei von Klebstoff gelassen wurde und der Klebstoffüberzug an Luft 20 min trocknen gelassen wurde. Ein Teil des Überzuges, üblicherweise ein zentraler, rechteckiger Bereich von 5° χ 10 mm wurde mit einem gegenüber UV opaken Blattmaterial, z.B. Karton, maskiert, und die beschichtete Fläche wurde dann mit UV-Strahlung aus einer Höhensonnenlampe (Hanovia UVS 220 lamp), welche 100 Min vom Zentrum des Streifens angeordnet war, belichtet.

Die Wellenlängen und Intensitäten (bei 100 am) der von der Lampe auqsBsandten Strahlung waren wie folgt:

Wellenlänge (nm) Bestrahlung^intensität

254	2052,4
280	1156,0
297	4312,0
313	1215,0
365	4760,0
405	1408,0
436	2060,0

Die Maske wurde entfernt, und es wurde dann eine Kautschuk kompoundierung aufgeformt und in Kontakt mit dem Klebstoff überzug druckvulkanisiert.

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Die erforderliche Bestrahlungszeit,-um keine Haftung des Kautschuks an dem belichteten Teil des Klebstoffüberzuges zu erzielen, während eine gute Bindung an dem maskierten Teil erzielt wurde, wurde aufgezeichnet.

Die Arbeitsweise wurde für verschiedene Kautschuke, Klebstoffe und Metalle wiederholt, und die Ergebnisse sind im folgenden zusammengestellt.

Flußstahl mit Naturkautschuk, vulkanisiert 20 min bei 160⁰O:

Klebstoff Bestrahlungszeit (min)

Klebstoff I / Klebstoff IJI⁺ 2

(Chemlok 205 / Ohemlok 22O⁺)

Klebstoff I / Klebstoff IV⁺ 15-30

(Chemlok 205 / Ohemlok 23V) Klebstoff V (Chemlok 236) Klebstoff I / Klebstoff III XI⁺ 2-5 (Chemlok 205 / Qhemlok 220 / S90⁺) Klebstoff I / Klebstoff IV XI⁺ 5-10 (Chemlok 205 / Ohemlok 234- / S90⁺) Klebstoff I / Klebstoff III VI⁺ 2-5 (Chemlok 205 / Chemlok 220/Typly RC⁺)

Klebstoff VII /VI⁺^ 0,5

(Typly UP / Typly RC⁺)

Klebstoff VII⁺/ Klebstoff VI 0,5

(Typly UP⁺ / Typly RC)

Klebstoff III / Klebstoff XII⁺ 5

(Chemlok 220 / Z302⁺)

Klebstoff VIII ' 10

(Thixon D169O5)

Klebstoff IX⁺ / Klebstoff X 10

(Thixon 12809V Thixon CB3)

Klebstoff IX / Klebstoff X⁺ 10

(Thixon 12809 / Thixon CB^⁺)

Die obenen angegebenen Zeiten sind nicht unbedingt die zur Erzielung eines selektiven Klebens erforderlichen Minimalζeiten.

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StyroI/Butadienkautschuk, vulkanisiert 45 min bei 15O°C:

Klebstoff Bestrahlungszeit (min) Stahl Messing; Aluminium

Klebstoff I / Klebstoff IJI⁺ 2 0,5 0,5 (Chemlok 205 / Ghemlok 22O⁺)

Klebstoff I / Klebstoff IV⁺ 10 20 1 (Ohemfok 205 / Ohemlok 234 )

Klebstoff T (Ghemlok 220) 0,5 0,5 0,5 Klebstoff VII / Klebstoff YI⁺ 5 10 1 (Typly UP / Typly RC⁺)

Butadien/Acrylnitrilkautschuk, vulkanisiert 45 min bei 150⁰G: Klebstoff Bestrahlungszeit (min)

Stahl Messing Aluminium

Klebstoff I / Klebstoff 11I⁺ 2 1 2

(Ghemlok 205 / Ghemlok 22O⁺)

Klebstoff I 10 2 2

(Ghemlok 205) .

Polychloropren« vulkanisiert 45 min bei 150 G:

Klebstoff Bestrahlung^ zeit (min)

/ Klebstoff 11I⁺ / Ghemlok 220°)

Stahl	Messing;	Aluminium	1
0,5	0,3	0,3
1	0,16	-
- 2	0,5 ·

Klebstoff I
(Ghemlok 205

Klebstoff I / Klebstoff 1I⁺ (Ghemlok 205 / Ghemlok 217⁺)

Klebstoff II
(Ghemlok 217)

Äthylen/Propylenkautschuk (EPR), vulkanisiert 64 min bei 15O°Ö Klebstoff Bestrahlung;szeit (min)

Stahl Messing; Aluminium

Klebstoff I / Klebstoff V⁺ 0,3 0,5 0,5 (Ghemlok 205 / Ghemlok 236⁺)

Äthylen/Propylen/Diolefinkautschuk (EPDM), vulkanisiert 65 min

bei 150⁰G:

Klebstoff Bestrahlungjszeit (min) Messing; Aluminium

Klebstoff I / Klebstoff V⁺ 5 10

(Ghemlok 205 / Ghemlok 236⁺)

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Bei den in diesen Zusammenstellungen aufgeführten Ergebnissen zeigt ein Stern ( ) die besondere Komponentenschicht der Vielkomponentenklebstoffe an, welche bestrahlt wurde. Bei den Vielkomponentenklebstoffen ist die direkt auf die Metallfläche aufgebrachte Komponente an erster Stelle aufgeführt.

Die Klebstoffe I bis V sind handelsübliche Produkte der Hughson Chemicals, die Klebstoff VI und VII sind handelsübliche Klebstoffe von Anchor Chemical, die Klebstoffe VIII bis X sind handelsübliche Klebstoffe der Whittaker Corporation und die Klebstoffe XI und XII sind handelsübliche Klebstoffe von Dunlop. Im einzelnen handelt es sich um folgende Klebstoffe: Klebstoff I (Chemlok 205) enthält angeblich etwa 30 % chlorierten Naturkautschuk, 50 # ZnO/TiO₂, 20 # Phenol/Formaldehydharz und eine kleine Menge Ruß in Methylisobutylketon, wobei die Gesamtfeststoffe 25 % ausmachen.

Klebstoff II (Chembk 217) ist auf Polymerisaten und Füllstoffen einschließlich Ruß in einem Gemisch aus Xylol und Methyl· äthylketon bei einem Gesamtstoffgehalt von 23 bis 28 % aufgebaut.

Klebstoff HI(Chemläk 220) enthält angeblich 80 % chlorierten Naturkautschuk, 15 # Ruß und Nitrosoverbindungen in einem Gemisch aus Xylol und Tetrachloräthylen. Gesamtfeststoffgehalt = 24 %.

Klebstoff IV (Chemlok 234) enthält angeblich etwa 63 % chloriertes Polyisopren, 36 % Ruß und eventuell eine kleine Menge von chloriertem Biphenyl und 1,4-Benzophenondioxim in einem Gemisch aus XjLoI und Trichloräthylen; Gesamtfeststoffe = 25 #.

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Klebstoff V (Ghemlok 236) ist auf Polymerisaten und Füllstoffen einschließlich Ruß/einem Gemisch aus Xylol und Trichlorethylen aufgebaut. Gesamtfeststoffe = 17-21 #.

Klebstoff VI (Typly RO) enthält angeblich etwa 36 # einer 25/75-Mischung von chloriertem Naturkautschuk/SBR, 15 % chloriertes Biphenyl, 11 % Diallylphthalat und 5 % Schwefel/Beschleuniger in einem Gemisch aus Xylol und Petroleum} Gesamtfeststoffe = 16 #.

Klebstoff VII (Typly UP) enthält angeblich etwa 97 # chlorierten

Naturkautschuk und 3 % Kohlenwasserstoffwachs, Ester und einen blauen Farbstoff in Xylol;■Gesamtfeststoffe = 24 #.

Klebstoffe VIII-X (Thixon D16905), φ?Μχοη 12809 und Thixon CB3) sind Gummi/Metall-Klebstoffe.

Klebstoff VI (S90) enthält 100 Teile Naturkautschuk, 56,5 Teile

Ruß, 8 Teile Schlämmkreide, 4,5 Teile ZnO, 0,4 Teile Pentachlorothiophenol, 0,6 Teile Mercaptobenzthiazol, 3 Teile Schwefel, 1 Teil Aceton/Diphenylamin-Kondensationsprodukt (Warenbezeichnung Nonox B), 1,1 Teile Stearinsäure und 2 Teile Mineralöl in einem Gemisch von SBP 1 und einem Gummilösungsmittel; Gesamtfeststoffe = 17,8 #.

Klebstoff XII(Z302) enthält 100 Teile Naturkautschuk, 0,2 Teile Pentachlorothiophenol, 0,3 Teile Nitrosodiphenylamin (Vulcatard A), 4,5 Teile ZnO, 1,25 Teile Stearinsäure, 5»8 Teile aromatisches Öl (Dutrex RT), 3,75 Teile einer 3/2-Schmelze von Stearinsäure und einem aliphatischen Kohlenwasserstoffharz (Escorez 1102), 3 Teile des Hochtemperaturreaktionsproduktes von Diphenylamin und Aceton (BEE 25), 41,5 Teile Ruß, 1,5 Teile unlöslichen Schwefel, 1 Teil lösliehen

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Schwefel, 0,5 Teile N-Cyclohexylbenzthiazyl-2-sulfenamid und etwa 13 Teile eines thermoplastischen Phenolharzes (Schenectady SP 1063) in einem Lösungsmittel auf Petroleumbasis.

Die Naturkautschukkompoundierung war die in Beispiel 1 beschriebene Mischung.

Die SBR-Kompoundierung hatte folgenden Ansatz:

Gew.-Teile

SBR (Intol 1502) 100 Schwefel 1,75

N-Gyclohexylbenzthiazyl-2-sulfenamid 1,00

Stearinsäure 1,00

ZnO 3,00

Mineralöl 5,00

4-Isopropylamin-diphenylamin (Nonox ZA) 0,25

Aceton/Diphenylamin-Reaktionsprodukt,

absorbiert auf Ruß (Nonox BLB) 2,50

Ruß (N33O) 48,75

Die Polychloroprenkompoundxerung hatte folgenden Ansatz:

Gew.-Teile

Polychloropren (Neoprene WRT) 100

Schwefel . 0,5

Stearinsäure , 1,0

ZnO ' 5,0

Ruß (N33O) 35,0

Tetramethylthiuramdisulfid 0,5

Diphenylguanidin 0,5

Diphenylamih/Diisobutylen-Reaktionsprodukt Λ,0 (Octamine)

Di-ortho-tolylguanidinsalz von Dicatecholborat 1,0 (Permalux)

kalziniertes Magnesiumpulver 4,0

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Die Nitrilkautschukkompoundierung hatte folgenden Ansatz:

Gew.-Teile

Nitrilkautschuk (Butakon A3OO3) 100
N-Gyclohexylbenzthiazyl-2-sulfenamid 1,0

Stearinsäure 2,0

ZnO 5,0

Ruß (N33O) 50,0 mit Schwefel beschichtetes Magnesiumcarbonat 1,5

Diallylphthalat 10,0

Aceton/Diphenylamin-Kondensationsprodukt 1,0 (Nonox B)

Die EPR-Kompoundierung hatte folgenden Ansatz:

EPR (Vistalon 104)
Schwefel
Ruß (N33O)
Dicumylperoxid (Dicup

Die EPDM-Kompoundierung hatte folgenden Ansatz:

Gew.-Texle	,0
100	,0
0
50
10

	Gew.-Texle
EPDM (Ro3BLene 502)	100
Schwefel	2,0
ZnO	5,0
Tetramethylthiuramdisulfid	0,75
Öl (Oircosol 4240)	60,0
Tellurdiäthyldithiocarbamat	0,75
Dipentamethylentetrasulfid (Robac P25)	0,75
Mercaptobenzthiazol	1,50
Ruß (N220)	90,0

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Beispiel 4-

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei zwei weitere Klebstofftypen zur selektiven Bindung von Flußstahlstreifen an die in Beispiel 1 beschriebene Naturkaut schukkompoundierung verwendet wurde, wobei jedoch die UV-Strahlung aus einer anderen Höhensonnenlampe (Hanovia UVS 500 lamp) mit einer Intensität bei 914- mm von 830-577yuW/cm^£ bei Wellenlängen unterhalb von 400 nm emittiert wurde, welche 100 mm vom Zentrum des Streifens angeordnet war.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

Klebstoff

Klebstoff XIII
(Typly 14-71)

Klebstoff XIV⁺ / Klebstoff VI (KMER⁺ / Typly RG)

Bestrahlungszeit (min)

zur Erzielung einer selektiven

Haftung

weniger als 5 2 plus 6 ^

'^a' = Im Falle der Kombination Klebstoff XIV⁺/Klebstoff VI wurde die gesamte KMER-Komponentenschicht 2 min vor der selektiven Bestrahlung (d.h. unter Verwendung der Maske) bestrahlt.

Der Klebstoff XIII (Typly 14-71) enthält angeblich 62 % chlorierten Naturkautschuk und 36 % Ruß in einem organischen Lösungsmittel; Gesamtfeststoffe = 33,34- %.

Der Klebstoff XIV (KMER, Kodak Metallätzschutz) enthält angeblich modifizierte, natürliche Polyisoprenkautschuke und 2,6-Bis-(pazido-benzyliden)-4—methylcyclohexanon in Xylol; Gesamtfeststoffe = 25,4- bis 28 %.

Der Stern ( ) hat dieselbe Bedeutung wie zuvor in Beispiel 3<>

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Beispiel 5

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 3 wurde unter Verwendung verschiedener Klebstoffe wiederholt, um dieselbe Naturkautschukkompoundierung mit Stahl zu verkleben, wobei jedoch UV-Strahlung aus einer 5 kW Mitteldruck-Quecksilberlampe (Hanovia) in einem Abstand von 14-0 mm verwendet wurde, welche so fokussiert war, daß 200 W/linear 25»4- mm auf dem Klebstoffüberzug erzeugt wurden.

Die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt:

Klebstoff Bestrahlungszeit (see)

zur Erzielung einer selektiven Haftung

Klebstoff I / Klebstoff IJI⁺ weniger als 2

(Ohemlok 205 / Chemlok 22O⁺)

Klebstoff I / Klebstoff III / 5-10

Klebstoff XI*
(Ghemlok 205/Chemlok 220/S90⁺)

Klebstoff I/Klebstoff III/Klebstoff VI⁺ weniger als 2 (Ohemlok 205/Ohemlok 220/Typly RC⁺)

Klebstoff VII / Klebstoff VI⁺ 1-2

(Typly UP/Typly RO⁺)

Die Sterne ( ) besitzen die in Beispiel 3 angegebene Bedeutung.

Hieraus ist ersichtlich, daß die in diesem Beispiel verwendete, kräftigere Lampe eine selektive Verklebung in nur sehr wenigen Sekunden ergibt.

Beispiel 6

Streifen aus Kunststoffmaterial von 76,2 χ 76,2 χ 6,3 mm wurden durch Abwischen mit Trichloräthylen gereinigt und dann auf einer Fläche mit einer Klebstoffmasse streichbeschichtet. Ein Teil des KlebstoffÜberzuges wurde mit einer gegenüber UV opaken Maske maskiert, und der Überzug wurde dann mittels einer UV-Lampe (Hanovia UVS 220) bestrahlt, die 100 mm vom Zentrum des Streifens angeordnet war. Die

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Maske wurde entfernt, und die in Beispiel I beschriebene Faturkautschukkompoundierung wurde auf dem Überzug, wie in Beispiel 3 beschrieben, aufgeformt und ausvulkanisiert.

Die Ergebnisse waren folgende:

Kunststoff

Nylon

Polymethylmethacrylat

(Perspex)

Polyvinylchlorid

Klebstoff

Klebstoff I (Ghemlok 220)

Klebstoff VH⁺/Klebstoff (Typly UP⁺ / Typly RG)

Klebstoff III (Chemlok 220)

Klebstoff VII⁺/Klebstoff VI (Typly UPVTyply RO)

Klebstoff XV/Klebstoff HI⁺ (Ohemlok 607/ Ghemlok 22O⁺)

Klebstoff XV/Klebstoff VII⁺/ VI (Chemlok 607/Typly UP⁺/Typly RC)

Bestrahlungszeit (min) zur Erzielung: einer selektiven Verklebung

weniger als 10

ir (t

It Il

It It

Die Sterne ( ) besitzen dieselbe Bedeutung wie in Beispiel 3·

Der Klebstoff XV (Ghemlok 607) ist auf organischen Silikonen in einem Methanollösungsmittelsystem aufgebaut; Gesamtfeststoffe = 11,5 - 15,5 #.

Beispiel 7

Die Arbeitsweise von Beispiel 6 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der Klebstoff IV (Chemlok 234·) verwendet wurde, und daß die Kunststoffstreifen durch Streifen aus vulkanisiertem Kautschuk von 20 χ 19 χ 4· mm ersetzt worden waren.

Die Ergebnisse waren folgende:

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Vulkanisierter Kautschuk

Nitrilkautscliukkompoundierung gemäß Beispiel 3_T vulkanisiert 4-5 min bei 150°G

SBR-Kompoundierung gemäß Beispiel 3a vulkanisiert 4-5 min bei 150°0

Bestrahlungszeit (min)

zur Erzielung eines selektiven

Verklebens

15-20

10-20

Die vulkanisierte SBR-Oberflache wurde durch Eintauchen in eine
aus 100 ml Wasser, 3 ml Natriumhypochlorit und 0,5 ml konzentrierter Salzsäure /stehende Lösung während 2 min mit anschließendem
Spülen in Wasser und Trockenen vorbehandelt.

Beispiel 8

Flußstahlplatten von 165 χ 25,4· χ 3 mm wurden mit Trichloräthylen entfettet, mit Schmirgel abgerieben und erneut mit Trichloräthylen abgewischt. Sie wurden dann auf einer Fläche mit einer Klebstoffmasse streichbeschichtet, wobei jede Komponentenschicht des Klebstoffes trocknen gelassen wurde, bevor die nächste Schicht aufgebracht wurde. Die Hälfte .des Überzuges wurde mittels eines
Kartonstückes maskiert, dann wurde die überzogene Fläche einer
jeden Platte für verschiedene Zeiten mit einer UV-Lampe (Hanovia
220 UVS lamp) bestrahlt, welche 100 mm vom Zentrum der Platte angeordnet war. Die Maske wurde entfernt und dann wurde eine Kautsehukkompoundierung gegen die überzogene Oberfläche einer jeden Platte preßgeformt und ausvulkanisiert, wobei eine quadratische Preßkolbenform von 152,4- mm und ein Pressentischdruck von 10 Tonnen angewandt wurden.

Diese Arbeitsweise wurde für verschiedene Klebstoffe und Kautschuke wiederholt, und die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt:

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Klebstoff ' Kautschuk Bestrahlungszeit (min)

zur Erzielung eines selektiven Verklebens

Klebstoff I/Klebstoff III/ SBR weniger als 1

SBRS
(Ohemlok 205/Chemlok 220/SBRS⁺)

Klebstoff I/Klebstoff XVI/SBRS⁺ SBR 5-IO

(Ohemlok 205/Ohemlok 231/SBRS⁺)

Klebstoff I/Klebstoff V/EPRS⁺ EPR weniger als 10 (öhemlok 205/Ohemlok 236/EPRS⁺)

Klebstoff I/Klebstoff V/EPDMS⁺ EPDM 2-5

(Ohemlok 205/Ghemlok 236/EPDMS⁺)

Die Sterne (⁺) besitzen die in Beispiel 3 angegebene Bedeutung.

Die SBR-, EPR- und EPDM-Kautschukformulierungen und die Vulkanisationsbedingungen sind dieselben, wie sie in Beispiel 3 angegeben wurden.

SBRS, EPRS und EPDMS besitzen dieselben Formulierungen wie die Kautschuke, mit welchen der Überzug verklebt wird, mit der Ausnahme, daß sie als Lösungen mit 10 % Feststoffen in Toluol aufgebracht wurden.

Der Klebstoff XVI (Ohemlok 231) enthält Polymerisate, nichtflüchtiges Isocyanat und Füllstoffe in einem Xylol/Trichloräthylengemisch; Gesamtfeststoffe = 18-22 #.

Beispiel 9

Die Arbeitsweise von Beispiel VIII wurde zum selektiven Verkleben einer Naturkautschukkompoundierung auf 7O/3O Messingplatten wiederholt. Die Kautschukkompoundierung hatte folgende Formulierung:

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Gew.-Teile

Naturkauts chuk 10O,O

ZnO 8,0

Stearinsäure 1>59

Ruß (5O/5O BLE/25/fast extrusion furnace 2,8

carbon black)

Ruß II (Philblack 55) 60,0

Thermoplastisches Phenolharz 1,0

(Schenectady SP1068)

Öl (Dutrex RT) 2,75

80/20 Unlöslicher Schwefel/Öl 5,63

Beschleuniger vom SuIfenamid-Typ

(Vulkacit DZ) 0,8

Pentachlorthiophenol (Renecit VII) 0,1 Verzögerer PD (hauptsächlich Phthalsäureanhydrid) 0,8

Der verwendete Klebstoff war ein Einbürstenüberzug einer Lösung mit 10 % Feststoffen der oben angegebenen Naturkautschukformulierung in Toluol, und der Klebstoffüberzug wurde 15-30 min vor der Bestrahlung trocknen gelassen. Die Kautschukkompoundierung wurde in Kontakt mit jeder überzogenen Plattenoberfläche für 50 min bei 142⁰O druckvulkanisiert.

Es wurde eine gute selektive Verklebung nach Bestrahlungszeiten zwischen 5 und 10 min erhalten.

Beispiel 10

Platten aus Nylon 6 von 76,2 χ 76,2 χ 6,3 mm wurden auf einer Fläche mit einer 20 #igen Lösung von Methantriisocyanat in Methylenchlorid (Desmodur R) streichbeschichtet, und die beschichtete Fläche wurde nach dem Trocknen während 15 bis 30 min teilweise durch ein Kartonstück maskiert und wie in Beispiel 8 beschrieben bestrahlt. Die Maske wurde entfernt, und es wurde eineNaturkautschukkompoundierung mit der im folgenden angegebenen Formulierung gegen die überzogene Oberfläche in einer quadratischen Zweikolbenpreßspritze von 152,4 mm preßgeformt und 30 min bei 150⁰C in der Presse unter einem Pressentischdruck von 10 Tonnen vulkanisiert.

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Es wurde eine gute selektive Verklebung nach weniger als 2 min erhalten·

Gew.-Teile

Naturkauts chuk 10O,O Schwefel 2,5

N-Cyclohexylbenzthiazyl-2-sulfenamid 0,5

Stearinsäure 2,0

ZnO 5,0

Mineralöl . 5,0

4-Isopropylamin-diphenylamin (Nonox ZA) 0,15

Aceton/Mphenylamin-Reaktinsprodukt, 1,70

absorbiert auf Ruß (Nonox BLB)

Ruß (N330) 49*15

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansiarüehe

A .Verfahren zum Verkleben eines Elastomeren auf einen ausgewählten Oberflächenbereich eines anderen Materials, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Materialoberfläche und/oder auf die Oberfläche eines vulkanisierbaren Elastomeren ein überzug aus einer Masse aufgebracht wird, welche aus einer oder mehreren Komponentenschichten besteht, wobei die Masse ein Klebstoff für das Material und für das Elastomere ist, wenn das Elastomere in Kontakt mit dem Überzug vulkanisiert wird, daß der nicht ausgewählte Oberflächenbereich des Überzuges oder im 3?alle eines Vielkomponentenschichten-Klebstoffes wenigstens eine Komponentenschicht des Überzuges UV-Strahlung ausgesetzt wird, bis die Haftfähigkeit des nicht ausgewählten Bereiches des Überzuges auf den gewünschten Wert reduziert ist, daß das vulkanisierbare Elastomere und das andere Material mit der nicht bestrahlten Oberfläche des Klebstoffüberzi§ps zwischen ihnen zusammengesetzt und daß dann das Elastomere vulkanisiert wird.

ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß ein Elastomeres verwendet wird, welches unter den Klebebedingungen fließfähig und verformbar ist.

Verfahren nach Anspruch Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vulkanisierbare Elastomere auf den Klebstoffüberzug nach einer Preßformarbeitsweise aufgebracht wird.

■·. Verehren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichnet, daß die Klebstoffmasse aus solchen Massen ausgewählt wird, welche bekanntermaßen das Elastomere mit dem anderen Material verbinden, wenn das Elastomere in situ vulkanisiert wird.

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4,Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffmasse aus photoempfindlichen Massen ausgewählt wird, welche bei der Herstellung von Photoschutzüberzügen verwendet werden.

'·- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebstoffmasse eine Zusammensetzung auf Kautschukbasis verwendet wird.

^Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffmasse eine Vielkomponentenschichten-Klebstoffmasse ist und nur eine Komponentenschicht bestrahlt wird.

. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung eine Wellenlänge von bis zu 300 nm einschließt.

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