DE2839640C2 - - Google Patents
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- B29C65/3676—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the composition of the elements heated by induction which remain in the joint being metallic
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- B29K2995/0003—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
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Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Schmelzverbinden
benachbarter thermoplastischer nichtelastomerer Oberflächen
sowie zum Schmelzverbinden thermoplastischer Elemente.
Polyvinylchlorid wird leicht durch Klebemittel oder
thermisch angebunden. Andere Kunststoffe, wie etwa
Polycarbonate oder Polypropylen, sind schwer zu verbinden.
Polycarbonate können mittels Ultraschall- oder Drehschweißen
verbunden werden, doch führt dies im allgemeinen zu einer
Versprödung des Polycarbonats. Polycarbonat kann mit
bestimmten Oberflächen wie etwa Glas nicht verbunden werden.
Verschiedene thermische Verbindungsmethoden für Polyäthylene
mit einem Bindemittel sind beispielsweise in den US-PS
34 61 014 und 35 74 031 beschrieben. Die US-PS 35 74 031
beschreibt ein Verfahren zum Schmelzverbinden
thermoplastischer Körper unter Verwendung eines
blattförmigen Schmelzverbindungselements aus einem
thermoplastischen Träger und darin dispergierten,
feldaktivierbaren Partikeln. Der thermoplastische Träger des
Verbindungselements muß hierbei mit den zu verbindenden,
thermoplastischen Elementen verträglich sein. Die US-PS
32 42 038 beschreibt ein Blockpolymeres zum Verbinden
plastischer Elemente durch 30 Minuten langes Erhitzen der
Gesamtanordnung unter einem Druck von über 200 KPa und bei
einer Temperatur von 150°C.
Elemente aus Polycarbonaten oder Polypropylen sind durch
eine direkte thermische Schweißung miteinander verbunden
worden, wo eine Schweißung geringer Festigkeit annehmbar
ist, doch auf vielen Anwendungsgebieten ist das Schmelzen
des Materials nicht erwünscht. Wie oben bemerkt, schaffen
bestimmte Kunststoffe, wie etwa Polycarbonate oder
Polypropylen, auch besondere Bindeschwierigkeiten, wenn ein
zwischengelegtes Bindemittel angewandt wird. Im allgemeinen
ist eine Bindung an Glas und dgl. nicht durchführbar
gewesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Schmelzverbinden thermoplastischer, nichtelastomerer
Oberflächen sowie zum Schmelzverbinden thermoplastischer
Elemente zur Verfügung zu stellen, das unter einfachen
und schonenden Bedingungen eine Schmelzverbindung hoher
Festigkeit ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe
gelöst durch ein Verfahren zum Schmelzverbinden benachbarter
thermoplastischer, nichtelastomerer Oberflächen aus
Polycarbonat, Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid,
bei dem man ein blattförmiges Schmelzverbindungselement
aus einem thermoplastischen Blockelastomer und darin
dispergierten, feldaktivierbaren Partikeln, wobei das
Blockelastomer ein Copolyester-Elastomer aus
Terephthalsäure, Polytetramethylenätherglykol und
1,4-Butandiol ist, zwischen die nichtelastomeren
Oberflächen legt, um eine gestapelte Anordnung zu bilden,
bei welcher die nichtelastomeren Oberflächen in inniger
Berührung mit dem Verbindungselement stehen; und die
gestapelte Anordnung einem Energiefeld unterwirft, um die
Temperatur des Verbindungselementes auf die
Schmelzverbindungstemperatur zu steigern.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird diese
Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Schmelzverbinden
benachbarter thermoplastischer, nichtelastomerer Oberflächen
aus Polypropylen oder Polyäthylen hoher Dichte, bei dem man
ein blattförmiges Schmelzverbindungselement aus einem
thermoplastischen Blockelastomer und darin dispergierten,
feldaktivierbaren Partikeln, wobei das Blockelastomer
ein Block-Copolymeres aus starren Polystyrol-Endblocks
mit doppelten Äthylen-Butylen-Mittelblocks ist, zwischen
die nichtelastomeren Oberflächen legt, um eine gestapelte
Anordnung zu bilden, bei welcher die nichtelastomeren
Oberflächen in inniger Berührung mit dem Verbindungselement
stehen, und die gestapelte Anordnung einem Energiefeld
unterwirft, um die Temperatur des Verbindungselementes
auf die Schmelzverbindungstemperatur zu steigern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die
Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Schmelzverbinden
eines thermoplastischen Elementes mit einem anderen Element,
wobei zumindest das eine Element aus Polypropylen besteht
und das andere Element Polypropylen oder ein Polyäthylen
hoher Dichte ist, über eine
Zwischenflächen-Verbindungsregion,
bei dem man ein blattförmiges Schmelzverbindungselement aus
einem thermoplastischen Blockelastomer und darin
dispergierten feldaktivierbaren Partikeln, wobei das
Blockelastomer ein Block-Copolymeres aus starren
Polystyrol-Endblocks und doppelten Mittelblocks aus
Äthylen-Butylen bzw. Äthylen-Propylen ist, zwischen die
Zwischenflächen-Verbindungsregion der Elemente legt, die
Zwischenflächen-Region rasch erhitzt und das
Verbindungselement für eine Zeitdauer der Größenordnung
von Sekunden in einen hitzeerweichten Bindezustand
umwandelt, und anschließend die Zwischenflächen-Region unter
Bildung einer Schmelzverbindung zwischen dem
Verbindungselement und den thermoplastischen Elementen
abkühlt.
Gemäß noch einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die
Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Schmelzverbinden
thermoplastischer Elemente, von denen zumindest eines
Polycarbonat ist und das andere Polycarbonat,
Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid ist, über eine
Zwischenflächen-Verbindungsregion, wobei man unter Bildung
einer gestapelten Anordnung ein blattförmiges
Schmelzverbindungselement aus einem thermoplastischen
Blockelastomer und darin dispergierten, feldaktivierbaren
Partikeln, wobei das Blockelastomer ein Block-Copolyester
aus Terephthalsäure, Polytetramethylenätherglykol und
1,4-Butandiol ist, zwischen die
Zwischenflächen-Verbindungsregion legt, diese
Zwischenflächen-Region erhitzt, um das Verbindungselement
für eine Zeitdauer der Größenordnung von Sekunden in einen
geschmolzenen Zustand umzuwandeln und anschließend die
Zwischenflächen-Region zur Bildung einer Schmelzverbindung
zwischen dem Verbindungselement und den Elementen abkühlt.
Gemäß der Erfindung wird die Schmelzverbindung bewirkt durch
Anregen der feldaktivierbaren Partikel mittels eines
geeigneten Energiefeldes, geeigneterweise für eine Zeitdauer
der Größenordnung von 10 Sekunden oder weniger, um das
Verbindungselement auf die Schmelzverbindungstemperatur zu
steigern. Wünschenswerte Verbindungen werden innerhalb des
Verbindungselementes bzw. bei einem halbflüssigen oder
geschmolzenen Zustand erhalten, ohne erforderliches
gleichzeitiges Schmelzen der miteinander zu verbindenden
Elemente.
Ein die Bindungsfestigkeit steigerndes Material, wie etwa
das Harz einer oder beider Oberflächen, kann dem
Verbindungselement zugesetzt werden.
Für Bindeelemente eines Polycarbonats oder Polyvinylchlorids
aneinander und an Polyvinylchlorid (PVDC) für höchste
Festigkeit können im Handel erhältliche
Copolyester-Elastomerelemente, die sich aus Terephthalsäure,
Polytetramethylenätherglykol und 1,4-Butandiol ableiten,
verwendet werden.
Im Handel erhältliche
Doppelolefin-Mittelblockcopolymer-Elastomerelemente mit
doppelten Äthylen-Butylen- bzw.
Äthylen-Propylen-Mittelblocks eignen sich hervorragend zum
Verbinden von Polypropylen an Polyäthylen hoher Dichte und
von solchen Materialien an sich selbst unter Verwendung
gerade eines einzigen Verbindungselements.
Das Schmelzverbindungselement kann hergestellt werden durch
Schmelzen des thermoplastischen Blockelastomeren, Einführen
der feldaktivierbaren Partikel, und dann Heißpressen des
Gemisches zu einem Film oder Blatt. Das heiße Material
kann auch zur Bildung eines Blattes extrudiert oder
kalandert werden. In der Hitze und besonders durch die
hitzeerzeugenden Partikel hervorgehoben, wird normalerweise
eine Oxidation eines dünnen Harzes herbeigeführt.
Tatsächlich wurde jedoch festgestellt, daß das
Blockelastomer nicht bemerkenswert oxidiert. Der Zusatz
eines chemischen Oxidationsverzögerers, wie er etwa
in handelsüblichen Blockelastomeren gebraucht wird,
verbessert die Bindeeigenschaft und scheint die obige
Analyse zu stützen.
Die Eigenschaft des Blockelastomeren, kombiniert mit der
Fähigkeit, eine Schmelzbindetemperatur zu gebrauchen, welche
im allgemeinen geringer ist als die Schmelztemperatur
der nichtelastomeren, miteinander zu verbindenden
Oberflächen, trägt insbesondere zu den einzigartigen und
unerwarteten Bindefestigkeiten bei, welche durch das
erfindungsgemäße Verfahren erzielt werden.
Fig. 1 ist eine schematische Teilansicht, welche einen
Anfangsschritt beim erfindungsgemäßen Verfahren
zeigt;
Fig. 2 zeigt einen nachfolgenden Schritt;
Fig. 3 zeigt ein Verbinden mit einer
Induktionsheizeinheit;
Fig. 4 zeigt die fertig verbundene Anordnung;
Fig. 5 zeigt ein Testen der Bindungen; und
Fig. 6 veranschaulicht eine bisherige Bindung.
In Fig. 1 besitzen die erste und die zweite
thermoplastische, nichtelastomere Schicht 1 bzw. 2 sich
überlappende Verbindungszwischenflächenteile 3 und 4. Ein
neuartiges Schmelzverbindungselement 5 aus elastomerem
Material, wie beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet,
ist dazwischengelegt. Die Schichten 1 und 2 können
typischerweise Polycarbonate, Polypropylen und Polyäthylen
hoher Dichte sowie auch andere sein.
Der Ausdruck "thermoplastisches Blockelastomer" wird hierin
gebraucht, um diejenige Klasse thermoplastischen Materials
zu definieren, welche die Eigenschaften hoher Elastizität
bzw. des "Erinnerungsvermögens" besitzt und Copolymere und
Terpolymere enthält.
Zu Elastomeren für das Schmelzverbindungselement 5 zählen
allgemein: ein Copolyester-Blockelastomeres, welches sich
von Terephthalsäure, Polytetramethylenätherglycol und
1.4-Butandiol ableitet und im Handel erhältlich ist;
Blockcopolymere aus starren Polystyrol-Endblocks und
Mittelblocks aus Äthylen-Butylen bzw. Äthylen-Propylen,
wie sie ebenfalls im Handel erhältlich sind, welche
einzigartige Bindefestigkeiten schaffen, wenn sie
erfindungsgemäß verwendet werden. Das Element 5 besitzt
feldaktiverbare Partikel 6, welche in geeigneter Weise
einverleibt sind. Die Partikel 6 sprechen vorzugsweise
an auf ein hochfrequentes Feld magnetischer Energie
unter Bildung einzelner Wärmequellen für das rasche
Erhitzen der zu verbindenden Oberflächen auf eine
Bindetemperatur in einer Zeit der Größenordnung von
10 Sekunden oder weniger.
Beispielsweise können verschiedene Partikel durch geeignete
magnetische und elektrische Hochfrequenzwechselfelder
aktiviert werden. Getrennte Partikel können natürlich
auf andere Felder ansprechbar sein, wie etwa auf ein
Strahlungsfeld. Auf Infrarotstrahlung spricht Ruß an.
Die Partikel 6 bestehen vorzugsweise aus feinen Partikeln
ferromagnetischen nichtleitfähigen Metalloxids, nämlich aus
Gamma-Fe₂O₃, Fe₃O₄ und deren Gemischen, welche auf die
Anwendung des hochfrequenten magnetischen Wechselfeldes
ansprechend sind, wie dies eingehend in der vorerwähnten
US-PS 35 74 031 beschrieben ist. Gamma-Fe₂O₃ wurde als
besonders geeignet befunden. Die Partikel 6 können in Mengen
von weniger als 2 bis zu mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf
das thermoplastische Blockelastomer, einverleibt werden,
wobei Mengen von 10 bis 30 Gew.-% typisch sind. Die
einzigartige Fähigkeit der vorerwähnten Oxide besteht
in ihrem Vermögen, ihre wärmeerzeugende Eigenschaft selbst
dann beizubehalten, wenn sie auf Abmessungen im
Submikrongebiet zerkleinert sind. Partikel einer Größe von
so klein wie 0,01 µm können verwendet werden, obgleich
typischerweise die Partikel im Bereich bis zu 20 µm
liegen und in einigen Fällen sogar noch größer sein können.
Die Verwendung der Partikel geringerer Größe erleichtert das
Einverleiben in ein dünnes Verbindungselement mit den
Vorteilen des raschen Erhitzens des Verbindungselementes
auf die Schmelztemperatur ohne gleichzeitiges vollständiges
Schmelzen der thermoplastischen Kunststoffelemente 1 und 2.
Die Dispergierung der feldaktivierbaren Partikel im
thermoplastischen Blockelastomer als Ergebnis des
Verbindens ändert die chemischen bzw. physikalischen
Eigenschaften des thermoplastischen Blockelastomeren nicht
merkbar.
Gemäß bekannter Technologie kann eine Wendel 7 verwendet
werden, wie dies schematisch in Fig. 3 gezeigt ist. Die
Wendel 7 wird mit dem Strom der Energiequelle 8
hochfrequenten Wechselstroms betrieben. Die
Hochfrequenzquelle 8 kann typischerweise in einem
Frequenzbereich von 0,4 bis 5000 MHz arbeiten,
wobei ein Frequenzbereich von 2 bis 30 MHz für die
herkömmliche Haarnadelwendel, wie sie schematisch in Fig. 3
geezeigt ist, typisch ist. Kupfer- oder andere Platten 9 und
10 können an der Wendel 7 angelötet oder in anderer Weise
befestigt sein und sind in einer Einheit etwa 6,35 mm breite
und einige cm lang. Wie schematisch durch die Kraftpfeile 11
und 12 gezeigt, üben die Wendel und die Platten 9 und 10
einen Druck während des Erhitzens aus.
Eine gute thermische Bindung macht es erforderlich, daß das
Element 5 in einen erweichten bzw. viskosen Zustand
umgewandelt wird. Jedoch muß das Element 5 seine Stellung
beibehalten.
In dem Arbeitsgang, welcher in jedem der besonderen hier
erörterten Beispiel befolgt wird, wurde das Bindeelement
5 gebildet durch Dispergieren von im wesentlichen 20 Gew.-%
magnetischen Eisenoxids (Fe₂O₃) in dem ausgewählten
elastomeren Harz, und dann Heißpressen des die Partikel
tragenden Harzes auf eine Dicke von im wesentlichen 0,20
bis 0,25 mm. Die Elemente 1 und 2 waren flache Stücke
von etwa 2,5 cm Breite und 10 bis 13 cm Länge. Es wurde ein
Bindeelement 5 von 6,5 cm² verwendet. Eine Zugmaschine 13
(Fig. 5) ergriff die freien Enden 14 und 15 in den Backen
16, um die Elemente 1 und 2 zur Trennung zu spreizen, und
zwar mit der erforderlichen Kraft, welche durch die
Zugmaschine angezeigt wurde.
Polycarbonat-, Polyvinylchlorid- und PVDC-Elemente werden
mit einer Verbindung hoher Festigkeit verbunden, indem man
für das Element 5 ein thermoplastisches
Copolyester-Elastomeres verwendet, welches sich von
Terephthalsäure, Polytetramethylenätherglykol und
1.4-Butandiol ableitet.
Das Copolyesterelastomere ist in Form von Stückchen und
Pulver verfügbar und kann leicht verformt und gestaltet
werden. Das Material kann leicht zu einem dünnen, festen
Bindeelement 5 gestaltet werden. Um beim Binden von
Polycarbonaten optimal hochfeste Verbindungen zu erhalten,
wurde das Copolyester-Elastomerelement 5 rasch erhitzt,
um es zu schmelzen und das Element in einen hochviskosen
Zustand zu bringen, ohne nachweisbares Schmelzen der zu
verbindenden Elemente, und zwar wie folgt:
Luftzylinder übten einen Druck auf die Zwischenfläche aus
und der Hochfrequenzgenerator (R-F-Generator) arbeitete
im Bereich von 2 bis 7 MHz. Der Generator konnte einen Strom
von einigen 100 A liefern. Die sich ergebenden
Bindungsstärken sind unverwartet hoch. Zum Vergleich liegen
beispielsweise druckempfindliche Klebebindungen beim Ablösen
im allgemeinen in der Größenordnung von 3,63 kg je 2,54 cm
Breite, während bei der ähnlichen
Polyäthylenbindungsschicht, wie sie in der US-PS 35 74 031
(1) vorgeschlagen wird, 40,82 kg als Bindung hoher Qualität
angesehen wird.
Ferner hat bisher die direkte Verbindung von
Polycarbonatmaterialien bedeutende Probleme aufgeworfen. So
schafft herkömmliches Drehschweißen oder
Ultraschallschweißen oft eine Versprödung der Elemente. Wenn
ein gesondertes Wärmequellenmaterial zum Polycarbonat
hinzugesetzt wird, um ein Verbindungselement zu bilden,
welches dann direkt thermisch verbunden wird, wie in Fig. 3
gezeigt, so kann unter Testbedingungen eine Spannung am Rand
des Bindebezirkes auftreten, wie bei 17 in Fig. 6 gezeigt,
was zu einem Versagen führt. Das Versagen tritt auf am Rand
der Bindung und hat ein Aussehen, als ob ein Schnitt in das
Element vollzogen wurde. Überraschenderweise ist mit dem
Copolyester-Elastomerbindeelement 5 ein solches Versagen
nicht aufgetreten, selbst obgleich die Bindetemperatur sich
dem Schmelzpunkt des Polycarbonats nähert.
Es wurden zu Vergleichszwecken auch ähnliche Tests unter
Verwendung eines thermoplastischen Kautschuks, wie etwa
eines handelsüblichen TPR-Materials, welches eher ein Olefin
ist als ein molekulares Blockelastomeres, durchgeführt,
um 1,587 mm und 3,175 mm dickes Polypropylen an sich selbst
zu binden. Es ergab sich eine Ablöse-Bindefestigkeit von
16,78 kg. Dies ist eine sehr niedrige Festigkeit im
Vergleich zu derjenigen, welche in Tabelle I angegeben ist.
Jedoch wurde das Polypropylen leicht und direkt gebunden,
wohingegen ein solches Material sonst, beispielsweise mit
Klebemitteln, im allgemeinen nur mit wesentlicher
Schwierigkeit gebunden wird.
Gemäß der Erfindung hat sich gezeigt, daß Polypropylen und
Polyäthylen hoher Dichte mit hochfester Schmelzverbindung
verbunden werden können unter Verwendung eines
Block-Copolymer-Elastomeren, in welchem starre Endblöcke
aus Polystyrol kombiniert sind mit Mittelblocks aus
Äthylen-Butylen- oder Äthylen-Propylen-Kautschuk. Ein
solches Material zum Verarbeiten zu einem Verbindungselement
5 kann im Handel in fester Form erworben werden.
Ein solches handelsübliches Block-Copolymer wurde während
des Mahlens auf einer Heißwalzenmühle geschmolzen, und im
Harz wurden 20 Gew.-% feldaktivierbare Fe₂O₃-Partikel
dispergiert. Das Gemisch wurde entnommen und in Blattform
von 0,20 bis 0,25 mm Dicke heiß gepreßt. Die
Hytrel-Bindeelemente, welche in Tabelle I genannt sind,
wurden in ähnlicher Weise gebildet. Es wurden verschiedene
handelsübliche Block-Copolymer-Typen mit der Bezeichnung
Kraton G verwendet, wobei Kraton G 2705 etwas bessere
Bindungen ergab als G 7827. Typische Beispiele von Bindungen
mit Kraton G als Verbindungselement 5 sind in der folgenden
Tabelle II angegeben.
Eine leicht bessere Bindung wird wiederum erhalten mit den
verschiedenen Materialien. Jedoch sind die Ergebnisse
im allgemeinen höchst bemerkenswert im Hinblick auf die
großen Schwierigkeiten, welche bisher beim Verbinden solcher
nichtelastomeren thermoplastischen Materialien auftraten.
Obgleich die Bindefestigkeit nicht so groß ist, wie
diejenige, welche man beim Hitzeversiegeln der
herkömmlichen thermoplastischen Kunststoffe wie etwa
Polyäthylen findet, ist eine 22,68-kg-Bindung im allgemeinen
ausreichend, um eine Abtrennung von Hand zu verhindern.
Ferner kann mit den erfindungsgemäß verwendeten
Block-Copolymer-Elastomeren die Bindung unter Verwendung
einer herkömmlichen Druckverbindungsvorrichtung, wie sie
vorstehend erörtert wurde, wiederholt werden. Es wurde zu
Vergleichszwecken auch ein handelsübliches
Olefin-Elastomeres verwendet, um zwei HDPE-Elemente
miteinander zu verbinden, was jedoch nur eine Festigkeit
von 5,90 kg beim Ablösen ergab.
Es können auch andere Heizarten angewandt werden, ebenso
andere Partikel, welche auf Induktionserwärmung,
dielektrische Erwärmung oder sogar auf Strahlungserwärmung
ansprechen. Die Wärme kann auch in Metallpartikeln durch
induzierte Wirbelströme erzeugt werden.
Zu dielektrischen Partikeln zählen unter anderen
halogenierte Polymere, wie die Piolymeren und Copolymeren von
Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und
Vinylidenfluorid sowie die Polycarbonate, Polyurethane,
Polyacetale und Cellulosederivate.
Strahlungsenergie, wie etwa Infrarotenergie, kann ebenfalls
bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
angewandt werden, und zwar mit oder ohne Rußpartikel als
ansprechende Partikel 5 zur Konzentrierung von Wärme
innerhalb des Bindeelementes. Eine elektrische Lampe und ein
Reflektor zum Fokussieren der Energie auf das Element 5 mag
die Energiequelle zum Erhitzen des Elementes liefern,
welches rasch schmilzt. Bei Strahlungserwärmung muß
notwendigerweise zumindest eines der Elemente 1 oder 2 einen
wesentlichen Teil der Infrarotstrahlung durchlassen können,
damit diese das Element 5 erreicht. Selbstverständlich
können, zusätzlich zu Energiequellen wie Infrarot und Laser,
auch andere Strahlungsenergiearten zum Erzeugen der Wärme
in geeigneten ansprechenden Stoffen angewandt werden, wie
etwa Röntgenstrahlen, Ionenstrahlen, Elektronenstrahlen,
Ultraschallstrahlen und Kernstrahlung.
Im elastomeren Verbindungselement kann eine untergeordnete
Menge der nichtelastomeren Materialien des zu verbindenden
Stammelementes einverleibt sein. Jedoch bleibt das
Elastomere das grundlegende Verbindungselement. Wenn
beispielsweise ein Polyäthylen und Polypropylen miteinander
verbunden werden sollen, so erzeugt ein 50 : 50-Gemisch
solcher Materialien in einem Verbindungselement keine
befriedigende Bindung. Der Zusatz sollte daher einen
untergeordneten Teil des elastomeren Verbindungselementes
bilden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner die Wärme
innerhalb der zu verbindenden Elemente erzeugt und auf
das Bindeelement übertragen werden. Die übertragene Wärme
muß hierbei ausreichend sein, um das Verbindungselement
auf die Schmelzverbindungstemperatur zu steigern.
Claims (10)
1. Verfahren zum Schmelzverbinden benachbarter
thermoplastischer, nichtelastomerer Oberflächen aus
Polycarbonat, Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid,
bei dem man ein blattförmiges Schmelzverbindungselement aus
einem thermoplastischen Blockelastomer und darin
dispergierten, feldaktivierbaren Partikeln, wobei das
Blockelastomer ein Copolyester-Elastomer aus
Terephthalsäure, Polytetramethylenätherglykol und
1,4-Butandiol ist, zwischen die nichtelastomeren Oberflächen
legt, um eine gestapelte Anordnung zu bilden, bei welcher
die nichtelastomeren Oberflächen in inniger Berührung mit
dem Verbindungselement stehen; und die gestapelte Anordnung
einem Energiefeld unterwirft, um die Temperatur des
Verbindungselementes auf die Schmelzverbindungstemperatur zu
steigern.
2. Verfahren zum Schmelzverbinden benachbarter
thermoplastischer, nichtelastomerer Oberflächen aus
Polypropylen oder Polyäthylen hoher Dichte, bei dem man
ein blattförmiges Schmelzverbindungselement aus einem
thermoplastischen Blockelastomer und darin dispergierten
feldaktivierbaren Partikeln, wobei das Blockelastomer
ein Block-Copolymeres aus starren Polystyrol-Endblocks
mit doppelten Äthylen-Butylen-Mittelblocks ist, zwischen
die nichtelastomeren Oberflächen legt, um eine gestapelte
Anordnung zu bilden, bei welcher die nichtelastomeren
Oberflächen in inniger Berührung mit dem Verbindungselement
stehen; und die gestapelte Anordnung einem Energiefeld
unterwirft, um die Temperatur des Verbindungselementes
auf die Schmelzverbindungstemperatur zu steigern.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Temperatur auf die
Schmelztemperatur des zwischengelegten Verbindungselementes
steigert zur Bildung eines hochviskosen elastomeren
Verbindungselementes, wobei die Temperatur geringer ist als
die Schmelztemperatur der nichtelastomeren, miteinander zu
verbindenen Oberflächen.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man ein Verbindungselement verwendet,
das als feldaktivierbare Partikel Fe₂O₃, Fe₃O₄ oder ein
Gemisch dieser Substanzen enthält und daß man als
Energiefeld ein hochfrequentes magnetisches Feld anlegt.
5. Verfahren zum Schmelzverbinden eines thermoplastischen
Elementes mit einem anderen Element, wobei zumindest das
eine Element aus Polypropylen besteht und das andere
Element Polypropylen oder ein Polyäthylen hoher Dichte ist,
über eine Zwischenflächen-Verbindungsregion, bei dem man
ein blattförmiges Schmelzverbindungselement aus einem
thermoplastischen Blockelastomer und darin dispergierten
feldaktivierbaren Partikeln, wobei das Blockelastomer ein
Block-Copolymeres aus starren Polystyrol-Endblocks und
doppelten Mittelblocks aus Äthylen-Butylen bzw. Äthylen-
Propylen ist, zwischen die Zwischenflächen-Verbindungsregion
der Elemente legt, die Zwischenflächen-Region rasch erhitzt
und das Verbindungselement für eine Zeitdauer der
Größenordnung von Sekunden in einen hitzeerweichten
Bindezustand umwandelt, und anschließend die
Zwischenflächen-Region unter Bildung einer Schmelzverbindung
zwischen dem Verbindungselement und den thermoplastischen
Elementen abkühlt.
6. Verfahren zum Schmelzverbinden thermoplastischer
Elemente, von denen zumindest eines Polycarbonat ist und
das andere Polycarbonat, Polyvinylchlorid oder
Polyvinylidenchlorid ist, über eine
Zwischenflächen-Verbindungsregion, wobei man unter Bildung
einer gestapelten Anordnung ein blattförmiges
Schmelzverbindungselement aus einem thermoplastischen
Blockelastomer und darin dispergierten, feldaktivierbaren
Partikeln, wobei das Blockelastomer ein Block-Copolyester
aus Terephthalsäure, Polytetramethylenätherglykol und
1,4-Butandiol ist, zwischen die
Zwischenflächen-Verbindungsregion legt, diese
Zwischenflächen-Region erhitzt, um das Verbindungselement
für eine Zeitdauer der Größenordnung von Sekunden in einen
geschmolzenen Zustand umzuwandeln und anschließend die
Zwischenflächen-Region zur Bildung einer Schmelzverbindung
zwischen dem Verbindungselement und den Elementen abkühlt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt des Erhitzens darin besteht,
daß man die Wärme zum raschen Erhitzen des Block-Copolymeren
innerhalb der Zwischenflächen-Verbindungsregion erzeugt.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt des Erhitzens darin besteht,
daß man die Wärme lediglich innerhalb des Block-Copolymeren
erzeugt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Erhitzens für die Größenordnung von 2
Sekunden durchgeführt wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet,
daß man ein Verbindungselement verwendet,
das als feldaktivierbare Partikel Fe₂O₃, Fe₃O₄ oder
ein Gemisch dieser Substanzen enthält.
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