DE3514295C2

DE3514295C2 - Verstärkungs-Klebebahn

Info

Publication number: DE3514295C2
Application number: DE3514295A
Authority: DE
Inventors: Toshikatsu Atsugi Kanagawa Miura; Yukio Nishiyama; Yukio Fujisawa Kanagawa Okada; Munehiko Ibaraki Osaka Sanada; Kazuhiko Yamamoto
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1987-05-07
Also published as: GB8509788D0; GB2160819A; KR850007578A; FR2563154B1; GB2160819B; JPS60222238A; US4569880A; KR870001356B1; JPS6335416B2; DE3514295A1; FR2563154A1

Abstract

Die erfindungsgemäße Verstärkungs-Klebebahn weist eine warmhärtende Verstärkungs-Harzbahn, die ein Verstärkungsmaterial enthält, in ungehärtetem oder halbgehärtetem Zustand und ein wulstbildendes Material auf, das an der warmhärtenden Verstärkungsharzbahn vorgesehen ist, schmäler ist als diese und einen wulstartigen Vorsprung vor dem Aushärten der warmhärtenden Verstärkungsharzbahn bildet, wobei das wulstbildende Material ein flachgedrücktes Material ist, das durch Flachdrücken eines elastischen Schaumkörpers erzeugt ist, der ein Haltemittel in seinen Hohlräumen enthält, die abgeflachte Form durch das Haltemittel beibehalten wird und das wulstbildende Material imstande ist, infolge der Erwärmung seine ursprüngliche, aufgeschäumte Form wieder einzunehmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkungs-Klebebahn mit einer warmhärtenden Verstärkungs-Harzbahn (1), die ein Verstärkungsmaterial (5) enthält, in einem ungehärteten oder halb-gehärteten Zustand und mit einem an der warmhärtenden Verstärkungsharzbahn (1) vorgesehenen schmäleren wulstbildenden Material (2), das vor dem Aushärten einen wulstartigen Vorsprung der warmhärtenden Verstärkungsharzbahn bildet.
Bisher wurden bei Kraftfahrzeugen verschiedenartige Verstärkungsmethoden an Stahlblechen angewandt, welche den Fahrzeugaufbau bilden. Es wurde beispielsweise eine Platte mit einem Verstärkungsmaterial aus Metall mit der Innenseite von Außenwänden verbunden bzw. verklebt, wie etwa einem Dach, einem Kotflügel, einer Motorhaube, einem Kofferraum, einem Seitenwandblech und einer Tür, die verhältnismäßig breit sind und eine flache Form, aber eine geringe Dicke aufweisen, durch Schweißen oder mittels eines Klebers, so daß sie eine hinlängliche Steifigkeit aufweisen, um hierauf ausgeübten äußeren Kräften zu widerstehen. Die Verstärkungsmethoden mit solchen Verstärkungsmaterialien aus Metall haben jedoch verschiedene Nachteile aufgrund ihres großen Gewichts. So wird z. B. das Gewicht der Außenwand erhöht, welche ursprünglich so eingerichtet ist, daß sie zum Verringern des Gewichts der Fahrzeugkarosserie eine verringerte Dicke aufweist; es sind auch die Herstellungskosten erhöht, und ferner sind die Verfahrensschritte zur Montage solcher Außenwände kompliziert.
Es ist auch bekannt, zum Verhindern der Schwingung der Außenwände und auch zu deren Verstärkung Polymermaterialien, wie Asphaltgummi, ein Epoxidharz, ein Acrylharz, ein Phenolharz und ein ungesättigtes Polyesterharz, auf die Rückfläche der Außenwände als Beschichtung aufzutragen oder hiermit zu verbinden in einer beträchtlich großen Dicke und über eine beträchtlich große Fläche hinweg. In diesem Fall geht man davon aus, daß die Steifigkeit proportional zur dritten Potenz der Dicke ist. Deshalb kann die Steifigkeit der Außenwand durch Erhöhen der Dicke der Beschichtung erhöht werden. Dieses Verfahren besitzt jedoch dieselben Nachteile, wie sie auch bei dem Verstärkungsverfahren mit Verstärkungsmaterial aus Metall auftreten, das vorstehend beschrieben wurde, wie eine Gewichtszunahme infolge der Erhöhung der Menge an Polymermaterial und eine Erhöhung der Herstellungskosten.
In den US-Patenten 43 69 608 und 44 44 818 werden deshalb Verstärkungs- Klebebahnen vorgeschlagen, die leicht und billig sind und die Steifigkeit der zu verstärkenden Teile vergrößern können.
Solche Verstärkungs-Klebebahnen weisen die folgenden Merkmale auf:

1. Eine härtbare bzw. warmhärtende Verstärkungs- Klebebahn mit einem Verstärkungsmaterial in einer nur ungehärteten oder halbgehärteten Bahn, und
2. ein wulstbildendes Material, welches mit der Bahn (1) verbunden ist, wobei das Material schmäler ist als die Bahn (1) und vor dem Aushärten der Bahn (1) einen wulstartigen Vorsprung bildet, wobei die Abschnitte der Bahn (1), die sich über das wulstbildende Material (2) hinaus erstrecken, die Anklebeflächen der Verstärkungs-Klebebahn bilden, um eine Haftung an den zu verstärkenden Teilen herzustellen.

Die wulstbildenden Materialien sind Materialien, die unter Wärmeeinwirkung ihren ursprünglichen Zustand wieder erhalten, wie etwa

a) eine aufschäumbare Harzbahn, die infolge der Erwärmung auf eine Temperatur expandiert, die höher ist als die Zersetzungstemperatur eines Treibmittels, das hierin enthalten ist,
b) ein flachgedrücktes Material, das aus einem rohrförmigen Material hergestellt ist und im wesentlichen infolge der Erwärmung seine ursprüngliche Rohrform wieder herstellt, und
c) ein flachgedrücktes Material, das aus nicht-rohrförmigem Material (z. B. stangen- oder folienförmigem Material) hergestellt ist und mindestens in vertikaler Richtung infolge der Erwärmung expandiert, um hierbei im wesentlichen seine ursprüngliche, nicht-rohrförmige Gestalt wieder herzustellen.

Das vorstehend genannte, flachgedrückte Material, das aus einem rohrförmigen oder nicht-rohrförmigen Material hergestellt ist, wird dadurch erhalten, daß man ein thermoplastisches Polymer in eine rohrartige Form oder nicht-rohrartige Form verformt, etwa eine stangenartige Form, daß man vorzugsweise das rohrförmige oder nicht-rohrförmige Material vernetzt, um die Form zu bewahren, und daß man dann das Material durch solche Verfahren, wie den Durchlauf des Materials durch eine Heißpresse, flachdrückt. Das flachgedrückte Material, das aus dem rohrförmgien Material hergestellt ist, ist vorzugsweise so ausgebildet, daß eine Schmelzkleber-Harzschicht die Innenfläche bildet, und daß diese Harzschicht den flachgedrückten Zustand aufrechterhält. Das aus dem nicht-rohrförmigen Material hergestellte, abgeflachte Material ist bevorzugt so ausgebildet, daß die vernetzte Folie verspannt wird und die verspannte Folie beispielsweise mittels einer Heißpresse mit der Bahn verschmolzen wird.
Ein Verfahren zur Benutzung der vorstehend beschriebenen Verstärkungsbahnen kann die Steifigkeit stark verbessern, verglichen mit dem Verfahren des Aufklebens eines bahnartigen Materials, das gleichförmige Dicke aufweist, und dem Aushärten desselben. Solche Verstärkungs-Klebebahnen haben jedoch die folgenden Nachteile:
Wenn die vorstehend beschriebene, aufschäumbare Harzbahn als wulstbildendes Material verwendet wird, ist die Form des aufgeschäumten Erzeugnisses, das durch Erwärmen der aufschäumbaren Harzbahn erhalten wird, nicht gleichförmig, weil sich der Aufschäumdruck in Abhängigkeit von der Erwärmungstemperatur ändert. Dies führt zu Unregelmäßigkeiten bei der Verstärkungswirkung. Da bei diesem Verfahren das Treibmittel und das Harz zuerst verknetet und dann zu einer Bahn geformt werden, ist es schwierig, ein Treibmittel zu verwenden, das eine Zerfalltemperatur von 120°C oder weniger aufweist, in bezug auf das Herstellungsverfahren. Es ist deshalb erforderlich, daß die Temperatur zur Bildung des wulstartigen Vorsprungs mindestens 130°C und bevorzugt mindestens 140°C beträgt. Aus diesem Grund kann keine ausreichende Verstärkungswirkung unter Aushärtungsbedingungen mit niedriger Temperatur bei 120°C oder weniger erhalten werden.
Selbst wenn das abgeflachte Material, das aus dem vorstehend beschriebenen abgeflachten rohrförmigen oder nicht-rohrförmigen Material hergestellt wird, als wulstbildendes Material verwendet wird, kann das abgeflachte Material nicht ausreichend seine ursprüngliche rohrförmige oder nicht-rohrförmige Gestalt nicht in ausreichender Weise wiedererlangen. In manchen Fällen ändert sich die wiedergewonnene Gestalt in Abhängigkeit von der Erwärmungstemperatur. Insbesondere sind die Eigenschaften des abgeflachten Materials zur Wiederherstellung bei niedrigen Temperaturen von 140°C oder weniger und bei hohen Temperaturen von 200°C oder mehr nicht mehr konstant. Somit ist die Verstärkungswirkung in solchen Temperaturbereichen irregulär. Wenn außerdem die Verklebung zwischen der Bahn aus warmhärtendem Verstärkungsharz und einem zu verstärkenden Teil erhöht ist, kann die ursprüngliche Form nicht vollständig wiedererlangt werden, selbst wenn die geeignete Erwärmungstemperatur von 140 bis 200°C verwendet wird. Dies führt zu Unregelmäßigkeiten der Verstärkungswirkung.
Um die ursprüngliche rohrförmige Gestalt des abgeflachten rohrförmigen Materials durch Erwärmen des abgeflachten Materials wiederherzustellen, wurde ein Verfahren verwendet, das die Behandlung des rohrförmigen Materials mit Elektronenstrahlen und dergleichen umfaßt, um die Vernetzungsdichte des rohrförmigen Materials zu erhöhen. Wenn diese Behandlung nicht durchgeführt wird, erlangt das rohrförmige Material nicht mehr in ausreichendem Maße seine ursprüngliche rohrförmige Gestalt.
Diese Behandlung ist jedoch sehr schwierig. Wenn beispielsweise die Behandlung unzureichend ist, dann erlangt das flachgedrückte Material nicht mehr hinreichend seine ursprüngliche Form, und wenn die Behandlung im Übermaß durchgeführt wird, wird das rohrförmige Material hart, und es ist schwierig, das rohrförmige Material flachzudrücken. Da zusätzlich die erhaltene Verstärkungs-Klebebahn, die ein solches rohrförmiges Materal benutzt, ebenfalls hart wird, ist es für die Verstärkungs-Klebebahn schwierig, hinlänglich mit einem zu verstärkenden Teil in der Form übereinzustimmen, welches eine gekrümmte Oberfläche aufweist, und im Ergebnis kann eine hinlängliche Verstärkungswirkung nicht erreicht werden.
Somit ist es schwierig, das Material des Rohr-Typs auf billige und stabile Weise in der Massenfertigung herzustellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verstärkungs-Klebebahn zur Verfügung zu stellen, die leicht und billig ist sowie die Steifigkeit des zu verstärkenden Teiles in hohem Umfang erhöht, ohne Unrelgemäßigkeiten in der Verstärkungswirkung herbeizuführen.
Diese Aufgabe wird durch eine Verstärkungs-Klebebahn der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das wulstbildende Material durch Flachdrücken eines elastischen Schaumkörpers erzeugt worden ist, der ein Haltemittel in seinen Hohlräumen enthält, daß die abgeflachte Form durch das Haltemittel aufrechterhalten wird, und daß das wulstbildende Material imstande ist, bei Erwärmung seine ursprüngliche aufgeschäumte Form wiederzugewinnen.
Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht einer Verstärkungs- Klebebahn gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht eines Schnitts durch die Verstärkungs-Klebebahn der Fig. 1, die vor dem Erwärmen auf ein Metallblech aufgebracht wird.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines Querschnitts durch die Verstärkungs-Klebebahn und das Metallblech der Fig. 2 nach dem Erwärmen, und
Fig. 4 und 5 zeigen jeweils eine Ansicht eines Querschnitts durch eine Verstärkungs-Klebebahn gemäß anderer erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele, die vor dem Erwärmen auf ein Metallblech aufgebracht wird.
Die erfindungsgemäße Verstärkungs-Klebebahn wird auf der Rückseite eines zu verstärkenden Teiles auf solche Weise angebracht, daß das wulstbildende Material zwischen der warmhärtenden Verstärkungs-Harzbahn und dem zu verstärkenden Teil angeordnet ist, d. h. die freiliegenden Flächen der warmhärtenden Verstärkungs-Harzbahn, die von dem wulstbildenden Material nicht abgedeckt sind, sind mit der Rückseite des zu verstärkenden Teiles verklebt. Durch Erwärmen der so aufgeklebten Klebebahn erweicht oder schmilzt das in den Hohlräumen des wulstbildenden Materials enthaltende Haltemittel, und seine Haltefähigkeit, die den elastischen Schaumkörper in flachgedrückter Form hält, ist aufgehoben. Im Ergebnis wird der elastische Schaumkörper aus der flachgedrückten Form freigesetzt und nimmt seine ursprüngliche Form wieder ein. Die Fähigkeit des wulstbildenden Materials der vorliegenden Erfindung, seine ursprüngliche Form wieder einzunehmen, ist größer als jene eines herkömmlichen, flachgedrückten Materials, das aus einem rohrförmigen oder nicht-rohrförmigen Material hergestellt ist. Dieses große Vermögen, seine ursprüngliche Form wieder zu erhalten, schiebt die erweichte, warmaushärtenden Verstärkungsharzbahn nach oben, bis das abgeflachte Material die Form des ursprünglichen Schaumkörpers wiedergewonnen hat. In diesem Zustand wird die warmhärtende Verstärkungsharzbahn noch weiter erwärmt und ausgehärtet, um den wulstartigen Vorsprung zu bilden.
Der wulstartige Vorsprung kann zu jeder gewünschten Gestalt geformt werden, da das flachgedrückte Material vollständig die ursprüngliche Form seines Schaumkörpers wiedererlangt, wie vorstehend beschrieben. Wegen dieser vollständigen und gleichförmigen Wiederherstellung der Form liegt in der Verstärkungswirkung der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn keine Unregelmäßigkeit oder Regelwidrigkeit vor. Somit erhöht die erfindungsgemäße Verstärkungs-Klebebahn stets die Steifigkeit des zu verstärkenden Teiles in hohem Umfang.
Die Temperatur, bei welcher das abgeflachte Material beginnt, seine ursprüngliche Form wiederzugewinnen, kann auf jeden gewünschten Wert dadurch eingestellt werden durch geeignete Wahl der Art des Haltemittels, das im flachgedrückten Material enthalten ist. Ferner ist die Geschwindigkeit der Rückbildung so hoch, daß die Arten von wärmehärtenden Verstärkungsharzbahnen, die verwendet werden können, erweitert werden können. Beispielsweise kann das flachgedrückte Material vollständig seine ursprüngliche Form bei Temperaturen von 100°C oder weniger dadurch zurückgewinnen, daß man in geeigneter Weise die Art des Haltemittels wählt, und als Ergebnis kann eine Verstärkungs-Kleberbahn erzeugt werden, die die Verstärkungswirkung aufweist, selbst wenn sie bei niedrigen Temperaturen von 100°C oder weniger verwendet wird.
Somit umfaßt die erfindungsgemäße Verstärkungs-Klebebahn die wärmehärtende Verstärkungsharzbahn, die das Verstärkungsmaterial enthält, in ungehärtetem oder halbgehärtetem Zustand, und das wulstbildende Material, das das flachgedrückte Material aufweist, welches aus dem Schaumkörper erzeugt wurde, der seine ursprüngliche, aufgeschäumte Gestalt wiedergewinnen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn weist die warmhärtende Verstärkungsharzbahn eine erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn, die das Verstärkungsmaterial enthält, und eine zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn auf, wobei das wulstbildende Material an der einen Seite der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn angebracht ist und die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn auf die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn so auflaminiert wird, daß das wulstbildende Material dazwischen angeordnet ist. Die Verstärkungs-Klebebahn hat eine solche Struktur, daß das wulstbildende Material zwischen der ersten und zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn angeordnet ist.
Durch Verwendung der Verstärkungs-Klebebahn mit der vorstehenden Struktur ist die gesamte Fläche der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn wirksam mit dem zu verstärkenden Teil verbunden, und somit ist die Verstärkungsharzbahn fester am Teil angebracht. Selbst wenn das wulstbildende Material die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn nach oben schiebt, um hierzwischen einen Spalt zu bilden, liegt die Fläche jenes Teils, das zu verstärken ist und an welchem die Verstärkungs-Klebebahn angebracht wurde, niemals zur Außenseite hin frei, weil die warmhärtende Verstärkungsharzbahn in enger Berührung mit dem Teil bleibt. Aus diesem Grund kann die Bildung von Rost im Teil wirksam verhindert werden.
Die erste und zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn weisen jeweils eine warmhärtende Harzverbindung auf, die eine hohe Haftkraft liefert, insbesondere an einem Metallblech. Der Spannungsmodul und die Glasübergangstemperatur der gehärteten Harzbahn sind in hohem Maß unterschiedlich in Abhängigkeit von der Harzzusammensetzung, d. h. der Art und Menge des Grundharzes, Härters und anderer Bestandteile.
Zunächst wurde eine Harzzusammensetzung hergestellt, daß ein hinlänglich hoher Zugmodul erhalten wurde, um die Steifigkeit des Metallblechs (etwa der Außenwand einer Fahrzeugkarosserie) zu erhöhen, und um auch eine hohe Glasübergangstemperatur aufzuweisen, und es wurde ein Metallblech unter Verwendung einer solchen Zusammensetzung verstärkt. Die Wirkung dieser Harzverbindung beim Verstärken des Metallbleches ist ausreichend, aber die Verformung des Metallbleches infolge der Aushärtung und Schrumpfung der Harzverbindung trat unvermeidlich auf, wobei das Ausmaß von Art und Dicke des Metallblechs abhing. Ferner wurde eine Harzverbindung hergestellt, die so ausgebildet war, daß der Zugmodul nicht ausreichte, um die Steifigkeit des Metallbleches zu erhöhen, und die Glasübergangstemperatur niedrig war, und unter Verwendung dieser Verbindung wurde ein Metallblech verstärkt. Bei der Verstärkung des Metallblechs mit dieser Harzverbindung wurde im wesentlichen keine Verformung des Metallbleches infolge der Aushärtung und Schrumpfung der Harzverbindung beobachtet. In Abhängigkeit von Art und Dicke des Metallbleches jedoch konnte die gewünschte Verstärkungswirkung nicht immer erreicht werden.
Das obige Problem kann mühelos dadurch überwunden werden, daß man die erste und zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn miteinander kombiniert verwendet, wobei die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn eine Bahn ist, in welche ein Verstärkungsmaterial eingebettet ist und die, wenn sie durch Erwärmung erhärtet wurde, einen hohen Zugmodul und eine hohe Glasübergangstemperatur aufweist, während die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn eine Bahn ist, die auf die erste Bahn auflaminiert ist und dann, wenn sie durch Erwärmen erhärtet wird, einen niedrigen Zugmodul und eine niedrige Glasübergangstemperatur aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn dient die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn dazu, die Steifigkeit des Metallblechs zu erhöhen, weil nach dem Aushärten durch Erwärmen die Bahn einen hohen Zugmodul und eine hohe Glasübergangstemperatur aufweist, und die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn dient dazu, die Entwicklung einer Spannung im Metallblech zu verhindern, weil nach dem Aushärten durch Erhitzen der Zugmodul gering ist und die Glasübergangstemperatur niedrig ist.
Bei der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn ist die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn, wie vorstehend beschrieben, so ausgebildet, daß nach der Aushärtung durch Erhitzen der Zugmodul ausreichend hoch ist, um die Steifigkeit des Metallblechs zu erhöhen, und die Glasübergangstemperatur hoch ist. Im allgemeinen beträgt der Zugmodul etwa 50 bis 500 kg/mm², und die Glasübergangstemperatur beträgt mindestens etwa 80°C. Wenn der Zugmodul zu hoch oder die Glasübergangstemperatur zu hoch ist, besteht die Möglichkeit, daß die Entstehung einer Spannung nicht verhindert werden kann, natürlich in Abhängigkeit von der speziellen Art, der Dicke und Form des Metallbleches, ungeachtet der Anwesenheit der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn.
Der hier erwähnte Zugmodul wird durch das Verfahren gemessen, das durch die ISO-Empfehlung R-527 definiert ist, unter Verwendung eines Probestückes des Typs 1 mit einer Geschwindigkeit B.
Andererseits ist die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn so ausgebildet, daß der Zugmodul nach dem Aushärten durch Erwärmung nicht ausreichend hoch ist, um die Steifigkeit des Metallbleches zu erhöhen, und die Glasübergangstemperatur niedrig ist. Im allgemeinen beträgt der Zugmodul etwa 0,1 bis 30 kg/mm², und die Glasübergangstemperatur beträgt etwa 70°C oder weniger. Wenn der Zugmodul zu niedrig oder die Glasübergangstemperatur zu niedrig sind, dann wird die Verstärkungswirkung gemindert, wobei das Ausmaß von Art, Dicke und Form des Metallblechs abhängt.
Bei einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn der Verstärkungs-Klebebahn eine zweilagige Struktur auf:
Eine Innenlage, die mit dem wulstbildenden Material in Berührung gelangt, und eine Außenlage. Die Außenlage ist so ausgebildet, daß der Zugmodul nach dem Aushärten durch Erwärmen größer ist als jener der Innenlage und der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn, und daß die Glasübergangstemperatur nach dem aushärten durch Erwärmung höher ist als jene der Innenlage und der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn.
Bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsform wie auch bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform dient die Außenlage der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzschicht dazu, die Steifigkeit des Metallblechs zu erhöhen, und die Innenlage und die zweite warmhärtende Verstärkungsharzschicht verhindern das Aufkommen einer Spannung im Metallblech. Die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn, deren gesamte Oberfläche am Metallblech anhaftet, dient dazu, die Bildung von Rost im Metallblech zu verhindern. Zusätzlich erhöht die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn die Haftfläche, wobei die Haftung zwischen der Verstärkungs- Klebebahn und dem Metallblech gefördert wird.
Der Zugmodul der Außenschicht der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn beträgt nach dem Aushärten durch Erwärmen 50 bis 500 kg/mm², und der Zugmodul der Innenschicht der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn sowie der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn beträgt 0,1 bis 30 kg/mm². Die Glasübergangstemperatur nach dem Aushärten durch Erwärmung beträgt mindestens 80°C für die Außenlage der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn und 70°C oder weniger für die Innenlage der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn sowie der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn.
Wenn die Verstärkungs-Kleberbahn am Metallblech angebracht ist und dann einer Elektro-Niederschlagsbeschichtung unterzogen wird, bleibt das Metallblech rund um den Umfang der Kleberbahn unbeschichtet, und es besteht die Neigung zur Entstehung von Rost in diesen unbeschichteten Bereichen. Diese Entstehung von Rost kann dadurch verhindert werden, daß man die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn oder sowohl die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn als auch die Innenlage der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn elektrisch leitfähig macht. Dies ist bei der Verhinderung von Rost noch wirksamer.
Bevorzugt wird sowohl bei der ersten als auch der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn als warmhärtendes Harz ein Epoxidharz verwendet. Diesem Epoxidharz wird ein auf Wärme ansprechender Härter zugesetzt, und falls gewünscht, werden verschiedenartige Zuschlagstoffe zugesetzt, und das resultierende Gemisch wird in einem ungehärteten oder halbgehärteten Zustand durch ein konventionelles Verfahren zu einer Bahn geform, z. B. durch verschiedene Auftragseinrichtungen (z. B. eine Walzen- bzw. Rollenauftrageinrichtung oder eine Stangen-Auftragenrichtung usw.), Extrudionsverfahren, Heißpreßverfahren und dergleichen. Es können jedoch auch andere warmhärtende Harze als das Epoxidharz verwendet werden. Der Zugmodul und die Glasübergangstemperatur nach dem Aushärten durch Erwärmen sowohl der ersten als auch zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn kann innerhalb der vorstehend erwähnten Bereiche dadurch gesteuert werden, daß man die Art eines jeden Epoxidharzes, die Härter und die anderen Zuschlagstoffe in geeigneter Weise auswählt, oder auch die Menge einer jeden zugesetzten Komponente.
Verschiedene Arten von Epoxidharzen können bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele umfassen die herkömmlichen Glycidylether-, Glycidylester-, Glycidylamin-, linearen aliphatischen Epoxid- und alicyclischen epoxidartigen Epoxidharze. Bei der Herstellung einer jeden Bahn können diese Epoxidharze allein oder in Kombination miteinander in Abhängigkeit von der Notwendigkeit und den gewünschten physikalischen Eigenschaften der Bahn verwendet werden.
Als wärmeaktive Härter können die herkömmlichen Härter, die eine Härtungswirkung infolge der Erwärmung aufweisen, verwendet werden. Allgemein reicht es aus, daß sie innerhalb des Temperaturbereiches von 80 bis 200°C wirksam sind. Typische Beispiele dieser Härter sind Dicyandiamid, 4,4&min;-Diaminodiphenylsulfon, Imidazol-Derivate wie 2-n-Heptadecylimidazol, Isophthalsäure-Dihydrazid, N,N-Dialkylharnstoff-Derivate und N, N-Dialkylthioharnstoff-Derivate. Die Menge des verwendeten Härters liegt im allgemeinen bei 1 bis 15 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile Epoxidharz.
Zusätzlich zum Härter können, falls gewünscht und erforderlich, verschiedenartige Zuschlagstoffe hinzugefügt werden, um die Verbindung mit einer Bindekraft bis zu einem solchen Maß zu versehen, daß die Formung der Bahn möglich wird, ein Durchhängen verhindert wird und die Schmelzviskosität verringert wird, um die Netzbarkeit zu erhöhen.
Um beispielsweise die Formbarkeit der Bahn zu erhöhen, können Polyvinylbutyral, Polyamid, Polyamidderivate, Polyester, Polysulfon, Polyketon und Epoxidharz mit hohem Molekulargewicht, das von Bisphenol A und Epichlorhydrin abgeleitet ist, und ein Butadien/Acrylonitril-Copolymer oder dessen Derivate zugesetzt werden.
Die Menge des zugesetzten Harzes beträgt im allgemeinen etwa 5 bis 100 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile warmhärtendes Harz.
Um ferner die Zusammensetzung am Durchhängen zu hindern, können Füllstoffe, wie Calciumcarbonat, Talk, Asbest, Silikate, Ruß, kolloidales Siliciumoxid, Ton, Glas und kurze Fasern, wie Vinylon, verwendet werden.
Um außerdem die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn oder sowohl die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn als auch die Innenlage der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn mit elektrischer Leitfähigkeit zu versehen, wird Metallpulver (wie Eisenpulver oder Aluminiumpulver), Graphitpulver oder dergleichen bei der Herstellung der Bahnen verwendet. Die Menge zugesetzten Pulvers beträgt allgemein etwa 10 bis 300 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile Epoxidharz.
Um zusätzlich die Schmelzviskosität zu verringern und die Netzbarkeit zu erhöhen, können reaktive Verdünnungsmittel zugesetzt werden, wie Butylglycidylether und langkettiger Monoglycidylether, Weichmacher auf Phthalsäurebasis, wie Dioctylphthalat und Weichmacher auf Phosphorsäurebasis, wie Tricresylphosphat. Die Menge des zugesetzten reaktiven Verdünnungsmittels oder Weichmachers beträgt im allgemeinen etwa 5 bis 30 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile warmhärtendes Harz.
Für die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn ist es besonders bevorzugt, daß sie gute Hafteigenschaften unter normalen Bedingungen aufweist, weil solche guten Hafteigenschaften die kurzzeitige Anhaftung der Verstärkungs-Klebebahn bei ihrer Anbringung an dem Metallblech vor ihrer Aushärtung durch Erwärmen erleichtert. Es weist jedoch auch die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn gute Hafteigenschaften auf. Insbesondere, wenn die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn schmäler ist als die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn, ist es für die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn bevorzugt, daß sie gute Hafteigenschaften aufweist. Wenn die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn eine zweilagige Struktur aufweist, reicht es aus, daß nur die Innenlage gute Hafteigenschaften aufweist.
Das Verstärkungsmaterial ist in die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn eingebettet, um die Verstärkungswirkung für das Metallblech zu erhöhen. Wenn die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn eine zweilagige Struktur aufweist, ist das Verstärkungsmaterial bevorzugt in die Außenlage eingebettet.
Verstärkungsmaterialien, die verwendet werden können, umfassen anorganische Fasern, die aus Glasfasern oder Asbestfasern hergestellt sind, organische Fasern, die aus Flachs, Baumwolle, Nylon. Polyester oder Polypropylen usw. hergestellt sind, Folien aus Polyester oder Nylon Papiere wie Kraft- bzw. Hartpapier, ungewebte Stoffe aus Polyesterfasern oder Polypropylenfasern usw. und Folien aus Aluminium, Eisen, Kupfer oder Zink.
Bei der Herstellung der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn, in welche das Verstärkungsmaterial eingebettet ist, werden eine oder beide Seiten des Verstärkungsmaterials mit der warmhärtenden Harzverbindung imprägniert. Von den vorstehend beschriebenen Verstärkungsmaterialien sind anorganische Fasern insofern bevorzugt, als sie eine hinlänglich hohe Verstärkungswirkung selbst im Fall einer einseitigen Imprägnierung liefern. Ein Glasfaserstoff wird besonders bevorzugt.
Die Dicke der ersten und zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn kann in Abhängigkeit von der Art des Metallblechs, dem Verstärkungsgrad usw. unterschiedlich sein. Im allgemeinen beträgt die Dicke der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn etwa 0,2 bis 40 mm, vorzugsweise 0,5 bis 20 mm. Wenn die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn die zweilagige Struktur aufweist, beträgt die Dicke der Außenlage etwa 0,01 bis 10 mm und vorzugsweise 0,1 bis 5 mm, die Dicke der Innenlage beträgt 0,1 bis 30 mm und vorzugsweise 0,5 bis 10 mm, und die Gesamtdicke der Innen- und Außenlage beträgt etwa 0,2 bis 40 mm und vorzugsweise 0,5 bis 20 mm. Die Dicke der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn beträgt etwa 0,1 bis 30 mm und vorzugsweise 0,5 bis 10 mm.
Das wulstbildende Material, das das andere wesentliche Element der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn ist, ist ein flachgedrücktes geschäumtes Material, das seine ursprüngliche Form wiedergewinnen kann und das dadurch hergstellt wird, daß ein Haltemittel in die Hohlräume eines elastischen, geschäumten Materials eingebracht wird, das elastische, geschäumte Material in jenem Zustand flachgedrückt wird, in welchem das Haltemittel erweicht oder geschmolzen ist und dann das Haltemittel verfestigt wird, während der flachgedrückte Zustand beibehalten wird.
Das elastische, aufgeschäumte Material, das verwendet werden kann, ist derart, daß unabhängig davon, ob ein Polymermaterial, das das geschäumte Material bildet, eigenelastisch ist oder nicht, das geschäumte Material infolge der Aufbringung einer äußeren Kraft druckverformt werden kann und dann, wenn die äußere Kraft entfernt wurde, seine Ausgangsform wiedergewinnen kann.
Ein solches elastisches, geschäumtes Material hat bevorzugt eine offenporige Struktur, welche das Eindringen des Haltemittels in die Hohlräume ermöglicht und das Flachdrücken des geschäumten Materials erleichtert. Zusätzlich kann das elastische, geschäumte Material teilweise auch eine geschlossenporige Struktur aufweisen, solange das Haltemittel in die Hohlräume bis zu einem solchen Ausmaß eingebracht werden kann, daß der flachgedrückte Zustand aufrechterhalten werden kann.
Die Dichte des geschäumten Materials beträgt allgemein etwa 0,5 g/ml ode weniger, und die untere Grenze hiervon begrägt etwa 0,005 g/ml. Die Dichte liegt bevorzugt im Bereich von 0,015 bis 0,5 g/ml. Wenn die Dichte zu hoch ist, dann ist selbst dann, wenn das geschäumte Material flachgedrückt ist, die Verkleinerung des Volumens gering. Da außerdem das Porenvolumen klein ist, kann das Haltemittel nicht in ausreichendem Maße in dieses Material eingebracht werden, um den flachgedrückten Zustand beizubehalten. Wenn andererseits die Dichte zu klein ist, wird die Fähigkeit des flachgedrückten Materials, seine Ausgangsform wiederzugewinnen, verringert.
Die Dicke des elastischen, geschäumten Materials beträgt im allgemeinen etwa 2 bis 50 mm und vorzugsweise 4 bis 20 mm.
Das elastische, geschäumte Material kann unter Verwendung verschiedenartiger Polymere durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden. Verschiedenartige Polymere können verwendet werden, solange sie ein elastisches, geschäumtes Material mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften erzeugen können. Beispiele für Polymere die verwendet werden können, umfassen Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-/Vinylacetat-Copolymer, Polyurethan und Gummi.
Das Haltemittel ist ein Harz, das bei Erwärmung weich wird oder schmilzt und sich bei Abkühlung verfestigt. Es ist für das Haltemittel erforderlich, daß es einen Schmelz- oder Erweichungspunkt aufweist, der niedriger ist als jener des geschäumten Materials. Wenn der Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des Haltemittels höher liegt als jener des geschäumten Materials, dann fallen Zellen des geschäumten Materials beim Verfestigen des Haltemittels, um das geschäumte Material in flachgedrücktem Zustand zu halten, zusammen, und auch beim Erwärmen des flachgedrückten Materials, um dem Haltemittel die Haltefähigkeit zu nehmen. Selbst wenn die Haltefähigkeit aufgehoben ist, kann das flachgedrückte, geschäumte Material nicht seine Ausgangslage wiedergewinnen.
Es ist für den Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des Haltemittels bevorzugt, daß er mindestens um 10°C höher ist als Raumtemperatur (etwa 20°C). Der bevorzugte Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt liegt im Bereich von 40 bis 140°C. Wenn der Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt zu niedrig ist, neigt das flachgedrückte, geschäumte Material dazu, seine ursprüngliche geschäumte Form während der Lagerung noch vor der Verwendung wiederzugewinnen. Wenn er andererseits zu hoch ist, muß das geschäumte Material bei hohen Temperaturen flachgedrückt werden; während dieses Erwärmungsprozesses erfährt das geschäumte Material ganz allgemein eine thermische Verschlechterung und kann seine ursprüngliche Form nicht mehr wiedergewinnen.
Es können verschiedenartige Harze als Haltemittel verwendet werden, solange sie einen Schmelz- oder Erweichungspunkt aufweisen, der innerhalb des vorstehend erläuterten Bereichs liegt. Von diesen Harzen sind Harze mit niedrigem Molekulargewicht, die einen engen Schmelz- oder Erweichungspunktbereich aufweisen, insofern bevorzugt, als die Viskosität durch Erwärmen plötzlich abfällt und die ursprüngliche Form rasch wiedergewonnen wird. Beispiele für Harze, die als Haltemittel verwendet werden können, sind warmhärtende Harze, wie ein Epoxidharz, ein Phenolharz und ein Polyesterharz, sowie thermoplastische Harze, wie Polyethylen, Polypropylen, Polyamid und Polybutyral. Verschiedenartige Zusätze, wie Weichmacher und Füllstoffe, können den vorstehenden Harzen zugesetzt werden, um die Viskosität beim Schmelzzeitpunkt zu steuern oder um die Herstellungskosten zu verringern.
Warmhärtende Harz-/Härtemittel-Gemische können als Haltemittel verwendet werden. In diesem Falle erlangt das flachgedrückte, geschäumte Material seine ursprüngliche Form durch Erwärmen, und das Haltemittel härtet in jenem Zustand aus, in welchem die ursprüngliche Form wiedergewonnen wird. Somit können Härte und Festigkeit des geschäumten Materials, das seine ursprüngliche Form wiedererlangt hat, gesteuert werden, und die Verstärkungswirkung kann erhöht werden. Härtemittel, die zu diesem Zweck verwendet werden können, sind Verbindungen, die nicht bei Temperaturen härten, bei welchen das Schaummaterial flachgedrückt wird, und welche die Harze bei Temperaturen härten können, die nicht nachteilige Auswirkungen auf die Form des geschäumten Materials ausüben, wenn dieses seine ursprüngliche Form wiedergewonnen hat.
Das Haltemittel kann in die Hohlräume des elastischen Schaummaterials durch verschiedenartige Verfahren eingebracht werden: ein Verfahren, das das Imprägnieren des geschäumten Materials mit einer Lösung aus dem Haltemittel in einem geeigneten Lösungsmittel und dann die Entfernung des Lösemittels umfaßt, ein Verfahren, das das Abreiben des Schaumstoffs mit dem Haltemittel oder das Vibrieren bzw. Rütteln des geschäumten Materials, um das Haltemittel einzubringen, umfaßt und ein Verfahren, das das Imprägnieren des geschäumten Materials mit einem geschmolzenen Haltemittel umfaßt.
Die Menge des Haltemittels, die in die Hohlräume des geschäumten Materials eingebracht wird, beträgt im allgemeinen etwa 25 bis 75 Gew.-%, bezogen, auf die Gesamtmenge des elastischen, geschäumten Materials und des Haltemittels. Die Menge kann in geeigneter Weise innerhalb des vorstehend genannten Bereichs so bestimmt werden, daß der flachgedrückte Zustand beibehalten werden kann.
Bei einem geschäumten Polyurethanmaterial, welches eine Dichte von 0,02 und eine Dicke von 10 mm aufweist, beträgt beispielsweise die Menge des Haltemittels, das zugesetzt wird, allgemein etwa 70 bis 1500 g/m².
Erfindungsgemäß wird das elastische, geschäumte Material, das nun das Haltemittel in seinen Hohlräumen enthält, flachgedrückt, und dieser flachgedrückte Zustand wird durch die Wirkung des Haltemittels beibehalten.
Beim Flachdrücken des geschäumten Materials wird das geschäumte Material, das das Haltemittel enthält, bis auf eine Temperatur erwärmt, bei welcher das Haltemittel weich wird oder schmilzt, dann wird das geschäumte Material zusammengedrückt, und das Haltemittel wird wieder verfestigt, während man das geschäumte Material im zusammengedrückten Zustand hält. Es ist nicht immer notwendig, daß die vorstehende Temperatur höher ist als der Schmelzpunkt des Haltemittels, solang die Haltewirkung erreicht werden kann, aber die Temperatur muß eine Temperatur sein, bei welcher das geschäumte Material nicht weich wird oder schmilzt. Üblicherweise werden die folgenden Verfahren zum Flachdrücken verwendet: ein Verfahren, bei welchem das geschäumte Material bei einer Temperatur nahe dem Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des Haltemittels mittels einer Heizpresse flachgedrückt und dann in diesem flachgedrückten Zustand gekühlt wird (in diesem Fall ist ein Kühlschritt nicht erforderlich in Abhängigkeit von der Temperatur der Heizpresse und in manchen Fällen ist es ausreichend, daß das flachgedrückte, geschäumte Material nur aus der Presse herausgenommen wird), und ein Verfahren, bei welchem das geschäumte Material erwärmt und dann unmittelbar mittels einer Kühlwalze flachgedrückt wird.
Die erfindungsgemäße Verstärkungs-Klebebahn wird dadurch hergestellt, daß man das wulstbildende Material auf die eine Seite der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn (die Innenlage im Fall der zweilagigen Struktur) auf eine solche Weise aufbringt, daß das wulstbildende Material eine Breite aufweist, die schmäler ist als jene der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Verstärkungs- Klebebahn dadurch hergestellt, daß man noch weiter die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn noch weiter auf solche Weise laminiert, daß sie die obige Bahn abdeckt, und sie dann miteinander verbindet.
Bei der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn kann ein Schutzfilm auf der gegenüberliegenden Seite der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn gegenüber jener Seite vorgesehen sein, an welcher das flachgedrückte Material angebracht ist.
Dieser Schutzfilm hat die folgenden Wirkungen:

1. Wenn die Verstärkungs-Klebebahn, an welcher der Schutzfilm vorgesehen ist, in einer aufgewickelten Form vor der praktischen Verwendung gelagert wird, dient der Schutzfilm als Trennschicht, wobei beispielsweise verhindert wird, daß die Bahnen aneinanderkleben. Beim Verstärken der Außenwand der Tür beispielsweise wird die Verstärkungs- Klebebahn mit dem Schutzfilm, der hieran vorgesehen ist, ohne Abtrennung des Schutzfilmes aufgebracht, und eine Ablöse- bzw. Abschältätigkeit ist nicht erforderlich. Somit wird der Arbeitsvorgang zur Verstärkung beschleunigt.
2. Da der Schutzfilm auf der Außenwand als ein Verstärkungselement aufgebracht wird, wird erwartet, daß die Verstärkungswirkung noch weiter verbessert wird. Da außerdem der Schutzfilm so aufgebracht wird, daß er die Gesamtfläche der ersten warmhärtenden Verstärkungsschutzbahn abdeckt, verbessert er die Feuchtigkeitsdichte der Verstärkungs-Klebebahn und verhindert eine Verringerung der Verstärkungswirkung im Laufe der Zeit. Somit kann eine Verstärkungsschicht hoher Zuverlässigkeit gebildet werden.

Der Schutzfilm kann dadurch hergestellt werden, daß man ein Polymermaterial mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften und einer hervorragenden Festigkeit, Feuchtigkeitsdicke, Wärmebeständigkeit usw. in einer Dicke von 0,01 bis 0,5 mm und vorzugsweise von 0,03 bis 0,1 mm ausformt. Verschiedenartige Polymermaterialien können zu diesem Zweck verwendet werden. Beispiele dafür schließen Polyester, Polyethylen, Nylon, Polyvinylchlorid, Polypropylen und ein Ethylen-/ Vinylacetat-Copolymer ein.
Die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klebebahn ist derart, daß die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn oder erste und zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn nicht wesentlich fließen und selbsttragende Eigenschaften bei Raumtemperatur aufweisen, aber insgesamt befindet sich die Verstärkungs-Klebebahn in einem hochviskosen Zustand. Die Verstärkungs-Klebebahn besitzt Flexibilität und ist weich. Selbst nach Biegen unter einem Winkel von 250 bis 300° wird die Bahn nicht beschädigt und kann ihre ursprüngliche Lage wieder einnehmen. Wegen dieser gewünschten Eigenschaften kann die Vestärkungs-Klebebahn ohne weiteres mit der Form des zu verstärkenden Teiles übereinstimmen; d. h., die Bahn kann auf solche Teile aufgebracht werden, die gekrümmte Formen aufweisen, etwa wellenartige, konvexe, rechteckige und konkave Formen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Verstärkungs- Klebebahn. In den Figuren bezeichnet 1 eine erste warmhärtende Verstärkungsklebebahn, die ein Verstärkungsmaterial 5 in einem ungehärteten oder halbgehärteten Zustand enthält, 2 bezeichnet ein wulstbildendes Material, d. h. ein flachgedrücktes Material, welches an der Bahn 1 angebracht ist und schmäler ist als die Bahn 1, und 3 bezeichnet eine zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn, die auf die erste Bahn 1 auf eine solche Weise auflaminiert ist, daß sie das wulstbildende Material 2 abdeckt; dies ist mit einer Fläche 4 des zu verstärkenden Teiles verbunden.
Die Verstärkungs-Klebebahn wird auf eine Außenwand einer Fahrzeugtür aufgebracht, wie in Fig. 3 gezeigt. Die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn 3 ist mit der Rückseite 6 a der Außenwand 6 verbunden. Wenn die Verstärkungs-Klebebahn erwärmt wird, fällt ihre Viskosität kurzzeitig ab, und die Verstärkungs-Klebebahn wird in engere Berührung mit der Außenwand 6 gebracht. Gleichzeitig nimmt das wulstbildende Material 2 seine ursprüngliche Form wieder ein. Als Ergebnis wird die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn 1 von der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn 3 nach oben von den Flächen 1 a-1 a ausgehend geschoben, wobei sie einen wulstartigen Vorsprung 1 b bildet. Wenn die Verstärkungs-Klebebahn noch weiter erwärmt wird, dann werden die erste und zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn 1 und 3 gehärtet, was zur Bildung der in Fig. 3 gezeigten Struktur führt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen andere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn.
Die in Fig. 4 gezeigte Klebebahn hat dieselbe Struktur wie die Klebebahn der Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn 1, die das Verstärkungsmaterial enthält, in ungehärtetem oder halbgehärtetem Zustand eine Außenlage 1 c aufweist, in der das Verstärkungsmaterial 5 eingebettet ist, und eine Harzzusammensetzung aufweist, die so gebildet ist, daß dann, wenn die Bahn an ein Metallblech 6 aufgebracht wird und durch Erwärmen gehärtet wird, der Zugmodul ausreicht, um die Steifigkeit des Metallbleches zu erhöhen, und auch die Glasübergangstemperatur angehoben ist; ferner eine Innenlage 1 d, bei welcher der Zugmodul nicht ausreicht, um die Steifigkeit des Metallblechs zu erhöhen, und in welcher die Glasübergangstemperatur abgesenkt ist. Die in Fig. 5 gezeigte Klebebahn weist dieselbe Struktur wie die Bahn der Fig. 4 auf mit der Ausnahme, daß die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn weggelassen ist.
Als bevorzugte Ausführungsform der Fig. 2 weist die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn 3 eine solche Zusammensetzung auf, daß der Zugmodul nach dem Aushärten durch Erwärmung kleiner ist als jener der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn 1, und die Glasübergangstemperatur niedriger ist als jene der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn. Als bevorzugte Ausführungsform in Fig. 4 weist die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn 3 eine solche Zusammensetzung auf, daß der Zugmodul gering und die Glasübergangstemperatur niedrig ist, wie bei der Innenlage 1 d der ersten warmaushärtenden Verstärkungsharzbahn 1.
Beispiele von Gegenständen, die mit der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn verstärkt werden können, weisen Metallplatten bzw. -bleche auf, insbesondere Stahlbleche, wie die Außenwände von Kraftfahrzeugen. Zusätzlich kann die Klebebahn auf verschiedenartige dünne Metallbleche aufgebracht werden, wie sie in Fahrzeugen und elektrischen Einrichtungen (beispielsweise einer Waschmaschine und einem Fernsehapparat) benutzt werden.
Bei der Verstärkung mit der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn wird die Klebebahn unter Druck mit der Rückseite der Außenwand von Kraftfahrzeugen verbunden und dann durch eine herkömmliche Heiztechnik erwärmt, etwa durch einen Umluft-Heizofen, einen Infrarotstrahl-Heizofen und einen Hochfrequenz-Induktionsheizofen. Das Heizverfahren kann gleichzeitig falls gewünscht, im Verfahrensschritt der Farbtrocknung der Außenwand auf dem Kraftfahrzeug-Fließband durchgeführt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile sind Gew.-Teile.

Beispiel 1

Eine Epoxidharzverbindung aus 50 Teilen eines flüssigen Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ, 10 Teilen eines flexiblen Epoxidharzes, 40 Teilen eines Polyesterharzes, 3 Teilen Dicyanidamid, einem latenten Härtemittel für Epoxidharze, 1 Teil eines latenten Härtemittels für Epoxidharze, 50 Teilen Talk und 4 Teilen Asbestpulver wurde in einer herkömmlichen Mischwalzeneinrichtung mit zwei oder drei Walzen geknetet, die mit Dampf oder einer Heizeinrichtung erwärmt werden können, und mittels einer geraden hydraulischen Presse zu einer Bahn mit einer Dicke von 1 mm geformt. Zusätzlich wurde ein Glastuch auf die auf die vorsehende Weise hergestellte Bahn auflaminiert, um eine warmhärtende Verstärkungsharzbahn zu bilden.
Ein Ethylen-/Vinylacetat-Copolymerpulver (Schmelzpunkt: 68°C) wurde in alle Hohlräume eines 10 mm dicken Urethanschaumkörpers (Stoffdichte: 0,02 g/ml; offenzelliger Körper; Schmelzpunkt: 340°C) in einer Menge von 120 g/m² eingebracht, während der Schaumkörper gerüttelt wurde. Der Schaumkörper wurde zu seiner Erwärmung in einen Ofen eingebracht, der bei 120°C gehalten wurde, und unmittelbar danach dadurch durch Leiten über Metallwalzen flachgedrückt, um ein 1,0 mm dickes, geschäumtes Material zu erzeugen, welches in der Lage ist, nach der Erwärmung seine Ausgangsform wiedereinzunehmen.
Dieses flachgedrückte Material wurde auf 10 mm Breite zugeschnitten und im mittleren Teil der warmhärtenden Verstärkungsharzbahn, die auf 50 mm Breite zugeschnitten war, auf jener Seite vorgesehen, die vom Glastuch abgewandt war, um eine erfindungsgemäße Verstärkungs-Klebebahn zu bilden.
Die Verstärkungs-Klebebahn wurde unter Druck mit einem 0,8 mm dicken Stahlblech auf eine solche Weise verbunden, daß das Glastuch der warmhärtenden Verstärkungsharzbahn zur Außenseite hin freilag. Nach der Verbindung wurde die Klebebahn für 30 Min. in einer Umgebungsluft erwärmt, die bei 140°C gehalten wurde. Zuerst schmolz das Ethylen-/Vinylacetat-Copolymer und der flachgedrückte Polyurethan-Schaumkörper nahm seine ursprüngliche aufgeschäumte Form wieder ein. Gleichzeitig bildete die warmhärtende Verstärkungsharzbahn einen wulstartigen Vorsprung entsprechend der Form des geschäumten Körpers, und wurde dann ausgehärtet.
Das so verstärkte Stahlblech wurde einer Festigkeitsprobe entsprechend der nachstehend beschriebenen Prüfmethode beschrieben. Die maximale Biegespannung betrug 55 kg/50 mm Breite. Die maximale Biegespannung des Stahlblechs allein betrug 9 kg/50 mm Breite. Die maximale Biegespannung betrug 27 kg/50 mm Breite, wenn die warmhärtende Verstärkungsharzbahn allein unter Druck mit dem Stahlblech verbunden wurde und ohne die Verwendung des flachgedrückten Schaummaterials gehärtet wurde, welches seine Originalform wiedergewinnen kann. Es ist ersichtlich, daß die hervorragende Verstärkungswirkung der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn erzielt wurde.

Festigkeitsprobe

Eine 50 mm breite Probe wurde horizontal an zwei vertikalen Platten (Breite 50 mm) angebracht, die parallel zueinander so angeordnet waren, daß der Abstand der oberen Enden 100 mm betrug, wobei das obere Ende einen umgekehrt U-förmigen Querschnitt mit einem Krümmungsradius von 5 mm aufwies. Eine andere vertikale Platte (Breite 50 mm), deren oberes Ende einen umgekehrt U-förmigen Querschnitt mit einem Krümmungsradius von 5 mm aufwies, war mittig auf der Probe aufgesetzt und es wurde eine Last aufgebracht, um die maximale Biegefestigkeit (kg/50 mm Breite) zu messen.

Beispiel 2

Eine Epoxidharz-Zusammensetzung aus 50 Teilen des gleichen flüssigen Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ wie in Beispiel 1, 35 Teile eines festen Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ, 15 Teilen des gleichen Polyesterharzes wie in Beispiel 1, 0,8 Teilen desgleichen latenten Härtemittels wie in Beispiel 1, 5 Teilen Dicyandiamid, 50 Teilen Talk, 10 Teilen Tonpulver und 3 Teilen aus Vinyl-Kurzfasern wurden in einer herkömmlichen Mischwalze geknetet und in eine 0,5 mm dicke Bahn mittels einer geraden hydraulischen Presse geformt. Zusätzlich wurde ein Glastuch auf die Bahn auflaminiert, um eine Außenlage einer warmhärtenden Verstärkungsharzbahn in ungehärtetem Zustand herzustellen.
Ein Gemisch aus 30 Teilen eines Dimersäure-modifizierten Epoxidharzes, 5 Teilen des gleichen Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ wie in Beispiel 1, 5 Teilen des gleichen flüssigen Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ wie in Beispiel 1 und 10 Teilen eines Nitrilgummis wurde in einem Mischer geschmolzen. 100 Teilen der erhaltenen Zusammensetzung wurde 1 Teil des gleichen latenten Härtemittels für Epoxidharze wie in Beispiel 1, 5 Teile Dicyandiamin, 15 Teile Tonpulver und 3 Teile Vinylon-Kurzfasern zugesetzt. Das so hergestellte Gemisch wurde in der herkömlichen Mischwalze geknetet und zu einer Bahn mittels einer geraden hzydraulischen Presse geformt, um eine 0,8 mm dicke Innenschicht einer warmhärtenden Verstärkungsharzbahn in ungehärtetem Zustand zu erzeugen.
Die auf vorstehende Weise hergestellten Innen- und Außenlagen wurden miteinander verbunden, um eine warmhärtende Verstärkungsharzbahn mit einer zweilagigen Struktur herzustellen. Der Zugmodul nach Aushärten durch Erwärmung betrug 95 kg/mm² für die Außenlage und 3,0 kg/mm² für die Innenlage. Die Glasübergangstemperatur nach dem Aushärten durch Errwärmen betrug 110°C für die Außenlage und 50°C für die Innenlage. Dieser Härtevorgang wurde über 120°C für 90 Min. durchgeführt.
Derselbe 10 mm dicke Urethan-Schaumkörper, wie er in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde mit einer 7 gew.- %igen Methylethylketon-Lösung eines Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ (Schmelzpunkt 62 bis 74°C) imprägniert, gefolgt durch die Entfernung des Methylethylketons, und auf diese Weise wurde das Epoxidharz in den Urethan-Schaumkörper in einer Menge von 150 g/m² eingebracht. Dieser Schaumkörper wurde flachgedrückt, um einen 1 mm dicken, abgeflachten Schaumkörper zu erzeugen, der seine Ausgangslage wiedergewinnen konnte. Als das flachgedrückte Material in einen bei 90°C gehaltenen Ofen gesetzt wurde, gewann das Material seine Ausgangsform in 1 bis 2 Min. wieder zurück.
Das abgeflachte Material wurde auf 10 mm Breite zugeschnitten und unter Druck an den mittigen Abschnitt der 50 mm weiten Innenschicht der obigen, eine zweilagige Struktur bildenden Verstärkungsharzbahn verbunden, um eine Verstärkungs-Klebebahn zu bilden.
Diese Klebebahn wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 mit einem 0,8 mm dicken Stahlblech auf eine solche Weise verbunden, daß die Innenschicht der warmhärtenden Verstärkungsharzbahn in Berührung mit dem Stahlblech gebracht wurde. Die Anordnung wurde 90 Min. lang auf 120°C erhitzt, wobei das flachgedrückte Material seine ursprüngliche Form wieder gewinnen konnte und wobei die Bahn gehärtet wurde. Die Festigkeit des auf die vorstehende Weise verstärkten Stahlblechs betrug 55 kg/50 mm Breite und die Verstärkungswirkung der Klebebahn war sehr befriedigend. Zusätzlich wurde die Einsinkerscheinung (Verformung) des Stahlblechs visuell untersucht; sie konnte aber keineswegs beobachtet werden. Das Aussehen war gut.

Beispiel 3

Eine Polyesterfolie wurde mit jener Seite derselben warmhärtenden Verstärkungsharzbahn verbunden, wie sie in Beispiel 1 hergestellt wurde, welche der Glastuchseite entgegengesetzt war. Zusätzlich wurde dasselbe flachgedrückte Material, wie es in Beispiel 1 hergestellt wurde, unter Druck mit jener Seite der Bahn verbunden, die von der Polyesterfolienseite abgelegen war, um eine erfindungsgemäße Verstärkungs-Klebebahn zu erzeugen.
Die Klebebahn wurde unter Druck mit einem 0,8 mm dicken Stahlblech auf eine solche Weise verbunden, daß die Polyesterfolie zur Außenseite hin freilag. Diese Tätigkeit wurde durchgeführt, während man die Verstärkungs- Klebebahn abwickelte, welche aufgewickelt war. Die Polyesterfolie verursachte keinerlei Schwierigkeiten bezüglich der Haftung zwischen den Lagen und der Verschmutzung durch die Anhaftung des Harzes, und der Ablauf des Arbeitsvorganges war sehr glatt.
Die vorstehende, aufgebrachte Klebebahn wurde bei 140°C 30 Min. erwärmt, wobei sie ihre ursprüngliche Form wiedergewinnen und aushärten konnte. Somit konnte ein wulstartiger Vorsprung der warmhärtenden Harzbahn geformt werden, und die Polyesterfolie verband sich gut mit der Bahn. Zusätzlich waren wegen der Anwesenheit der Schutzschicht das Aussehen, die Feuchtigkeitsfestigkeit, die Abriebbeständigkeit usw. hervorragend.

Beispiel 4

Eine Epoxidharz-Zusammensetzung aus 50 Teilen des gleichen flüssigen Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ wie in Beispiel 1, 35 Teilen des gleichen festen Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ wie in Beispiel 1, 15 Teilen des gleichen Polyesterharzes wie in Beispiel 1, 0,3 Teilen eines latenten Härtemittels für Epoxidharze, 50 Teilen Dicyandiamid, 10 Teilen aus Tonpulver und 3 Teilen Vinylon-Kurzfasern wurden in einer herkömmlichen Mischwalze geknetet und mittels einer geraden hydraulischen Presse zu einer 0,5 mm dicken Bahn ausgeformt. Zusätzlich wurde ein Glastuch auf die Bahn auflaminiert, um eine Außenschicht einer ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn in ungehärtetem Zustand zu bilden.
Ein Gemisch aus 80 Teilen des gleichen Dimersäure-modifizierten Epoxidharzes wie in Beispiel 2, 5 Teilen des gleichen festen Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ wie in Beispiel 1, 5 Teilen des gleichen flüssigen Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ wie in Beispiel 1 und 10 Teilen des gleichen Nitrilgummis wie in Beispiel 2 wurde in einem Mischer geschmolzen. Auf 100 Teile der resultierenden Zusammensetzung wurden 0,3 Teile eines latenten Härtemittels, 5 Teile Dicyandiamid, 75 Teile Graphit ( schuppenförmig), 15 Teile Tonpulver und 3 Teile Vinylon-Kurzfasern zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde in der herkömmlichen Mischwalzeinrichtung geknetet und dann zu einer Bahn mittels einer geraden hydraulischen Presse ausgeformt, um eine 0,4 mm dicke Innenlage aus einer ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn in ungehärtetem Zustand herzustellen.
Diese Innenlage wurde mit der auf die vorstehende Weise erzeugten Außenlage verbunden, um eine erste warmhärtende Verstärkungsharzbahn zu bilden. Der Zugmodul nach dem Aushärten durch Erwärmung betrug 95 kg/mm² für die Außenlage und 0,4 kg/mm² für die Innenlage. Die Glasübergangstemperatur betrug 110°C für die Außenlage und 50°C für die Innenlage. Dieser Härtungsprozeß wurde durch Erwärmung bei 150°C über eine Dauer von 60 Min. durchgeführt.
Die erste warmaushärtende Verstärkungsharzbahn der zweilagigen Struktur wurde auf 50 mm Breite zugeschnitten. Das flachgedrückte Schaummaterial, das im Beispiel 1 hergestellt wurde und zu 10 mm zugeschnitten wurde, wurde mit der Innenlage der ersten warmaushärtenden Verstärkungsharzlage verbunden. Zusätzlich wurde eine zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn, die dadurch hergestellt wurde, daß man dieselbe Harzverbindung, wie sie bei der Herstellung der inneren Lage verwendet wurde, in eine 0,4 mm dicke Bahn mittels einer geraden hydraulischen Presse ausgeformt wurde, mit dem flachgedrückten Material verbunden, um eine Verstärkungs-Klebebahn herzustellen.
Diese Verstärkungs-Klebebahn wurde unter Druck mit einem 0,8 mm dicken Stahlblech so verbunden, daß die zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn in Berührung mit dem Stahlblech gebracht wurde. Nach dieser Verbindung wurde ein durch Elektroablagerung gebildeter Überzug aufgebracht und die Verstärkungsharzbahn wurde 30 Min. lang in einer Atmosphäre erwärmt, die bei 180°C gehalten wurde, wobei das flachgedrückte Material seine Ausgangsform wieder gewinnen konnte und die Bahnen gehärtet wurden. Die so verstärkten Stahlbleche wurden derselben Festigkeitsprobe, wie vorstehend beschrieben, unterzogen. Die maximale Biegespannung betrug 58 kg/50 mm Breite.
Da die maximale Biegespannung des Stahlblechs allein nur 9 kg/50 mm Breite betrug, ist ersichtlich, daß die Verstärkungswirkung der erfindungsgemäßen Verstärkungs-Klebebahn hervorragend ist.
Die obige Probe wurde einer Rostprüfung unterzogen unter Verwendung einer Sole-Sprüh-Prüfeinrichtung entsprechend dem Verfahren der Salzsprühprobe, wie sie in JIS Z2371 definiert ist. Es zeigte sich, daß der elektrisch niedergeschlagene Überzug in dem Randbereich zwischen Stahlblech und Verstärkungs-Klebebahn gut war und daß die Entstehung von Rost selbst dann nicht beobachtet werden konnte, nachdem die Sole 500 Std. lang aufgebracht wurde.

Claims

1. Verstärkungs-Klebebahn mit einer warmhärtenden Verstärkungs-Harzbahn (1), die ein Verstärkungsmaterial (5) enthält, in einem ungehärteten oder halb-gehärteten Zustand und mit einem an der warmhärtenden Verstärkungsharzbahn (1) vorgesehenen schmäleren wulstbildenden Material (2), das vor dem Aushärten einen wulstartigen Vorsprung der warmhärtenden Verstärkungsharzbahn bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das wulstbildende Material durch Flachdrücken eines elastischen Schaumkörpers erzeugt worden ist, der ein Haltemittel in seinen Hohlräumen enthält, daß die abgeflachte Form durch das Haltemittel aufrechterhalten wird, und daß das wulstbildende Material imstande ist, bei Erwärmung seine ursprüngliche aufgeschäumte Form wiederzugewinnen.

2. Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite warmhärtende Verstärkungsharzbahn (3) aufweist, und daß das wulstbildende Material (2) zwischen der ersten und der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn angeordnet ist.

3. Bahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugmodul der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn (1) nach dem Aushärten durch Erwärmung größer ist als jener der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn (3), und daß die Glasübergangstemperatur der ersten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn (1) nach dem Aushärten durch Erwärmen höher ist als jene der zweiten warmhärtenden Verstärkungsharzbahn (3).

4. Bahn nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die zweite Harzbahn (3) eine elektrisch leitfähige Bahn ist.

5. Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel einen Schmelz- oder Erweichungspunkt im Bereich von 40 bis 140°C aufweist.

6. Bahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel ein warmhärtendes Harz ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Epoxidharz, einem Phenolharz und einem Polyesterharz besteht, oder ein thermoplastisches Harz, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid und Polybutural besteht.

7. Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel im geschäumten Material (2) in einer Menge von etwa 25 bis 75 Gew.-% vorliegt, bezogen auf die Gesamtmenge des elastischen Schaumkörpers und des Haltemittels.