DE3607218A1 - Anordnung zur klebebefestigung eines gegenstandes - Google Patents

Anordnung zur klebebefestigung eines gegenstandes

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DE3607218A1
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Tatsuya Haruhi Aichi Murachi
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Toyoda Gosei Co Ltd
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Description

Patentanwalt E. O. VETTER, Bahnhof-Straße 30, D-8900 Augsburg, Bundesrepublik Deutschland
TOYODA GOSEI CO.,LTD. Unser Az.: P 421 DE 1. März 1986
Anordnung zur Klebebefestigung eines Gegenstandes
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Klebebefestigung eines Gegenstandes an einem Material mittels eines mit Klebstoff beschichteten Bandes.
Die Erfindung betrifft insbesondere Formlinge, die an Karosserien, Kotflügeln und Stoßdämpfern von Automobilen befestigt werden. Solche Formlinge haben meistens die Form von langen Bändern, Streifen oder biegsamen Stäben.
Stand der Technik:
Formlinge werden an Karosserien, Kotflügeln und Stoßstangen von Autos sowohl zu Dekorations- als auch Schutzzwecken angebracht.
Formlinge aus Kunstharz, z.B. Polyvxnilchlorid usw.,
zu
und eine Anordnung 1 dessen Befestigung sind bereits bekannt, wie Fig.2 zeigt. In diser ist ein doppelt beschichtetes Klebband 32 dargestellt, welches mit
einem Klebstoff 34 beschichtet und zwischen einen Formling 30, der Polyvinylchlorid enthält, und eine Karosserie 31 eingesetzt ist,so daß der Formling 30 durch dieses doppelt beschichtete Klebband 32 an der Karosserie 31 befestigt ist.
Dieses doppelt beschichtete Klebband 32 wird dadurch erhalten, daß beide Oberflächen eines Schaumstoffkörpers 33, welcher aus Acrylkautschuk in Form einer dünnen Platte gebildet ist, mit Klebstoff 34 aus Acryl- oder Chloroprenkautschuk beschichtet werden. Bei dieser bekannten Anordnung zur Befestigung von Formungen schält sich der Formling 30 manchmal an der Grenzfläche mit dem Klebstoff 3 4 aus folgenden Gründen ab:
1) Durch Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht oder zwischen Winter und Sommer zieht sich der Formling zusammen oder er dehnt sich aus.
2) Der Formling 30 zieht sich zusammen, weil niedermolekulare Verbindungen im Formling 30 ausblühen, sich in die Umgebungsluft verflüchtigen oder auslaufen, wobei der Formling 30 sich beim Zusammenziehen vom Klebstoff 34 löst.
3) Durch die Wechselwirkungen von Wärme, Licht und Feuchtigkeit usw. werden im Formling 30 vorhandene Stabilisatoren oder Weichmacher zersetzt, wobei sie niedermolekulare Verbindungen bilden, welche in die Umgebungsluft entweichen und ein Zusammenziehen des
-X-
Formlings 30 bewirken, wobei der Formling 30 und der Klebstoff 3 4 voneinander abschälen.
Erfindung:
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Abschälen von Gegenständen, insbesondere der genannten Formlinge, von einem Material, insbesondere Teilen von Automobilen, zu verhindern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Klebstoff, welcher zwischen dem Gegenstand und dem Band beschichtet und gebildet ist, eine Mischung aus Chloroprenkautschuk, einem
Isobutylen-Isopren-Kautschuk und einem Phenolharz enthält, und daß Primer zwischen dem Gegenstand und dem Klebstoff beschichtet und gebildet ist, welcher eine Mischung aus mindestens einem Polymer, welches aus einem Polyacrylsäurederivat und einem Polymethacrylsaurederivat ausgewählt wurde, und einem Chloroprenkautschuk enthält.
Der Gegenstand ist vorzugsweise ein aus Harz hergestellter Formling.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in welcher eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel dargestellt ist. Darin zeigen
Figur 1 einen Teil-Schnitt einer Anordnung
nach der Erfindung zur Befestigung
eines Formlings an einer Seite eines
Automobils und
Figur 2 eine Teil-Ansicht einer Anordnung
zur Befestigung eines Formlings
nach dem Stand der Technik.
Zunächst werden Komponenten beschrieben, welche den für den Erfindungsgegenstand verwendeten Klebstoff bilden, nämlich Chloroprenkautschuks, Isobutylen-Isopren-Kautschuks und Phenolharze.
Chlroprenkautschuks (nachfolgend vereinfacht CR genannt) sind Polymere, die durch Polymerisation
von Chloropren gewonnen und in weitem Umfang als
Klebstoffe für Metalle, Kautschuks oder Gummi und
synthetische Harze usw. verwendet werden. Im Rahmen der Erfindung werden unvulkanisierte Chloroprenkautschuks verwendet.
Isobutylen-Isopren-Kautschuks (nachfolgend vereinfacht HR genannt) , welche auch Butylkautschuks genannt werden, sind Copolymere, die durch Polymerisation von
Isobutylen und Isopren gewonnen werden. Gleich wie die
oben beschriebenen CR, werden auch hier unvulkanisierte verwendet.
Phenolharze sind Novolak-Typ-Klebstoffpolymere,welche durch thermische Kondensation von Phenol und Aldehyden (hauptsächlich Formaldehyd) unter Verwendung von Säure als Katalysatoren gewonnen werden.
Außerdem können auch Novolak-Typ-Phenolharze verwendet werden, welche natürliche Harze, wie z.B. Terpentin-Phenolharze, rosin- oder
kolophonium-modifizierte Phenolharze, usw.enthalten.
Zur Herstellung des Klebstoffes nach der Erfindung ist es ausreichend, einfach die oben genannten CR,IRR und Phenolharze in organischen Lösungsmitteln zu mischen. Beispiele der hier verwendeten organischen Lösungsmittel enthalten ein Lösungsmittel, welches zweckentsprechend ausgewählt wird aus gesättigten Kohlenwasserstoffen, wie z.B. n-hexan, Cyclohexan, usw.; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B.Benzol, Toluol, Xylol, usw.; Äther, wie z.B. Dioxan, Tetrahydrofuran, usw.; Acetate, wie z.B. Ethylacetat, Butylacetat, Propylacetat, usw.; Ketone, wie z.B. Aceton, Cyclohexanon, Methylethylketon, usw.; oder eine Lösungsmittelmischung von zwei oder mehr dieser Lösungsmittel.
Vorzugsweise haben die Formulierungsverhältnisse von CR, HR und Phenolharz folgende Werde: 5 bis 100 Gewichtsteile (Feststoffgehalt, nachfolgend dasgleiche) HR und 1 bis 50 Gewichtsteile
Phenolharz (Feststoffgehalt, nachfolgend dasgleiche) basierend auf 100 Gewichtsteilen von CR (Feststoffgehalt, nachfolgend dasgleiche) f
wobei sich ein optimales Formulierungsverhältnis bei 20 bis 40 Gewichtsteilen von HR ergibt.
Bei Verwendung von weniger als 5 Gewichtsteilen HR verringert sich die Haftfestigkeit, und bei mehr als 100 Gewichtsteilen verringert sich die Haftfestigkeit bei hohen Temperaturen.
Außerdem verringert sich die Haftfestigkeit,wenn der Anteil an Phenolharz weniger als 1 Gewichtsteil beträgt. Bei mehr als 50 Gewichtsteilen wird der Klebstoff so hart, daß beschichtete Lagen zum Zerbröckeln neigen.
Im vorliegenden Falle ist es zweckmäßig, daß die Konzentration des Feststoffgehaltes in dem organischen Lösungsmittel 5 bis 50%, vorzugsweise 20 bis 40% beträgt. Bei mehr als 50% besteht die Gefahr, daß der Feststoffteil ausfällt.
Bei zu niedrigem Feststoffgehalt wird die auf ein Band beschichtete Lage verhältnismäßig dünn, so daß weniger als 5% nicht zum bevorzugten Bereich gehören.
Gegebenenfalls können dem vorgenannten Klebstoff anorganische Füller wie z.B. Ruß, Calciumcarbonat, Ton, Natriumcarbonat, usw. beigefügt werden. Auch in diesen Fällen besteht keine Gefar, daß die Klebefestigkeit verringert wird.
Als nächstes werden die den Primer (Grundiermaterial) bildenden Komponenten beschrieben.
Der für den oben beschriebenen Klebstoff am besten geeignete Primer ist eine Zusammensetzung, welche man durch Mischen von mindestens einem Polymer, welches aus Polyacrylsäurederivaten und Polymethacrylsäurederivaten ausgewählt wird, und der oben beschriebenen CR in den oben beschriebenen organischen Lösungsmitteln erhält.
Beispiele der oben genannten Polyacrylsäurederivate enthalten Polymere von Methylacrylat, Ethylacrylat, n-buthylacrylat, Isobutylacrylat, 2-ethylhexylacrylat, Isodecylacrylat, 2-hydroxyethylacrylate,
2-hydroxypropylacrylate, Glycidylacrylat und Dimethylaminoethylacrylat.
Beispiele der Polymethylacrylsäurederivate enthalten Polymere von Methylmethacrylat,
Ethylmetacrylatjn-buthylmetacrylat, Isobutylmethacrylat, 2-ethylhexylmethacrylat, Isodecylmethacrylat,
2-hydroxyethylmethacrylat, 2-hydroxypropylmethacry1at, Glycidylmethacrylat und Dimethylaminoethylmethacrylat.
Die oben genannten Polyacrylsäurederivate und Polymethacrylsäurederivate können je einzel oder durch
entsprechendes Mischen von mehreren Arten davon verwendet werden.
Diese Derivate sollten in 10 bis 500 Gewichtsteilen (Feststoffgehalt,nachfolgend dasgleiche) basierend auf 100 Gewichtsteilen CR gemischt werden. Bei weniger als 10 Gewichtsteilen verringert sich die Polarität der Primerzusammensetzung, so daß die Haftfestigkeit abnimmt. Andererseits wird bei mehr als 500 Gewichtsteilen die Härte der Primerzusammensetzung so hoch, daß Beschichtungslagen brüchig werden können.
Der Formling, auf welchen die Erfindung angewendet wird, besteht vorzugsweise aus einem Polyvinylchloridharz und enthält vorzugsweise die in Tabelle 1 als Beispiel angegebene Zusammensetzung.
Tabelle 1
(alle in der Tabelle angegebenen
Gewichtsteile; nachfolgend dasgleiche)
Teile
sind
Vinylchlorid
(Polymerisationsgrad, 1450)		 100 Teile
Dioctylphthalat 80 Teile
Epoxyliertes Sojabohnenöl 3 Teile
Zinkstearat 4,5 Teile
Zusätzlich zu Polyvinylchlorid können auch synthetische Harze wie z.B. Polyurethan, Ethylen-Vinyl-Acetat Copolymere, usw., und
Polyolefin-vulkanisierte-Kautschuks wie z.B. Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Kautschuks (EPDM), Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuks (EPM), usw. verwendet werden.
Zum Beschichten des Klebstoffes oder des Primers auf diese Formlinge können Beschichtungsverfahren wie RoI!beschichtung, Tauchbeschichtung, Spruhbeschichtung, usw. verwendet werden. Bei Verwendung eines Formlinge, welcher aus Polyolefin-vulkanisierten Kautschuks hergestellt ist, ist es wünschenswert, daß die Oberfläche des Formlinge aktiviert wird, indem diese Oberfläche vorbehandelt wird, beispielsweise durch Corona-Entladungsbehandlung usw., um die Adhäsion des Primers zu verbessern.
Nach dem Beschichten des Formlings mit Klebstoff oder Primer muß er für ungefähr 3 0 Minuten getrocknet
werden. Falls zur Beschleunigung der Trocknung eine
Wärmebehandlung durchgeführt wird, sollten die
verwendeten Temperaturen unter 1000C liegen, um eine
nachteilige Einwirkung auf den Klebstoff oder den Primer zu verhindern.
Zusätzlich zu Schaumstoff aus Acrylkautschuken, Polyethylen, usw. in Form einer dünnen Platte, können auch ungewebte Stoffe, festes Papier, Kunstharzfilme
-yf-
usw. als Bänder verwendet werden.
Im Falle der Verwendung von Bändern aus Polyethylen ist es zweckmäßig, die Bandoberfläche durch eine Vorbehandlung zu aktivieren, wie z.B. durch eine Corona-Entladungsbehandlung, um die Haftfähigkeit des Klebstoffes zu verbessern.
Nachfolgend wird ein Beispiel nach der Erfindung einer Anordnung zur Befestigung eines aus Polyvinylchlorid hergestellten Formlings als Seitenschutz eines Automobils mit Bezug auf Figur 1 beschrieben.
Primer 2 (Grundiermasse) und Klebstoff 3 werden zwischen die Rückseite des Formlings 1 und ein Band 4 eingebracht, welches einen Polyethylenschaumkorper enthält, mit Klebstoff 5 zwischen dem Band 4 und einer Karosserie 7. Dadurch ist der Formling 1 mit der Karosserie 7 über diese Primer 2, Klebstoff 3, Band 4 und Klebstoff 5 verbunden.
Der oben genannte Formling 1 wird durch Extrudieren der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung bei 1700C gebildet. Die Karosserie 7 oder deren mit dem Formling zu versehender Teil wird dadurch vorbereitet, daß die Oberfläche einer Stahlplatte einem Acryleinbrennfinish unterworfen wird.
Ferner wird der oben beschriebene Primer 2 auf die Rückseite des Formlings 1 beschichtet. Andererseits
wird handelsüblich erhältliches einseitig mit Klebstoff beschichtetes Band 6, welches mit Acrylklebstoff 5 beschichtet ist, auf einer Oberfläche des Bandes 4y verwendet. Klebstoff 3 kann auf die nicht mit Klebstoff versehene Oberfläche eines einseitig beschichteten Klebstoffbandes 6 oder auf die Oberfläche des Primers 2 beschichtet werden.
Im vorliegenden Beispiel wurde der Formling 1 an der Karosserie 7 wie folgt befestigt:
Zuerst wurde der Primer 2 auf die Rückseite des Formlings 1 beschichtet und anschließend bei Zimmertemperatur 30 Minuten lang luftgetrocknet. Dann wurde Klebstoff 3 auf die Oberfläche des Primers 2 beschichtet und anschließend für 30 Minuten bei Zimmertemperatur luftgetrocknet. Als nächstes wurde die keinen Klebstoff aufweisende Oberfläche des einseitig mit Klebstoff beschichteten Bandes 6 mit der Oberfläche des Klebstoffes 3 verbunden. Danach wurde die Klebstofflache des einseitig mit Klebstoff beschichteten Bandes 6 auf die Karosserie 7 aufgebracht, und durch Druck mit der Hand auf die Oberfläche des Formlings 1 wurde dieser in Richtung zur Karosserie 7 gepreßt.
Der oben beschriebene Primer 2 ist eine Zusammensetzung, die man durch Mischen von mindestens einem Polymer, ausgewählt aus den vorgenannten Polyacrylsaurederivaten und Polymethacrylsaurederivaten} in dem organischen Lösungsmittel erhält. In diesem Beispiel wurden die in den Tabellen 2 bis 4 aufgeführten Zusammensetzungen verwendet.
Diese Primer können alle durch einfaches Mischen der betreffenden Komponenten in dem organischen Lösungsmittel hergestellt werden.
Tabelle 2 (Primer A)
CR 100 Teile
Polymethylmethacrylat 10 Teile
Toluol 1800 Teile
n-Hexan 1800 Teile
T a b e lie 3 (Primer B)
CR 100 Teile
Poly-n-butyl-methacrylat 50 Teile
Toluol 2425 Teile
n-Hexan 2425 Teile
T a b e 1 Ie
(Primer C)
CR 100 Teile
Polymethylmethacrylat 250 Teile
Polyethylmethacrylat 250 Teile
Toluol 9700 Teile
n-Hexan 9700 Teile
Als Klebstoffe 3 wurden die in den Tabellen 5 bis 8 beschriebenen Klebstoffe verwendet. Diese Klebstoffe können durch einfaches Mischen der betreffenden Komponenten in organischem Lösungsmittel hergestellt werden.
Tabelle 5 (Klebstoff A)
CR 100 Teile
HR 5 Teile
Phenolharz 1 Teil
n-Hexan 159 Teile
Toluol 159 Teile
Das oben angegebene Phenolharz ist ein Novolak-Typ-Phenolharz "Tamanol-520S" f hergestellt von Arakawa Chemical Industry Co.,Ltd.
Tabelle 6
(Klebstoff B)
CR 100 Teile
HR 30 Teile
Phenolharz 10 Teile
Organisches Lösungsmittel 420 Teile
Das Phenolharz in Klebstoff B ist ein Novolak-Typ-Terpentinphenolharz "Tamanol-803", hergestellt von Arakawa Chemical Industry Co.,Ltd. Das organische Lösungsmittel ist eine Lösungsmittelmischung aus n-Hexan/Toluol = 1/1.
Tabelle
(Klebstoff C)
CR 100 Teile
HR 100 Teile
Phenolharz 50 Teile
Organisches Lösungsmittel 750 Teile
Das Phenolharz in Klebstoff C ist ein Novolak-Typ Colophonium-modifiziertes Phenolharz
"Tamanol-340"
hergestellt von Arakawa Chemical Industry Co.,Ltd. Das organische Lösungsmittel ist ein Lösungsmittelgemisch aus n-Hexan/Toluol = 1/1.
Tabelle 8
(Klebstoff D)
CR 100 Teile
HR 150 Teile
Phenolharz 60 Teile
Lösungsmittel 930 Teile
Das Phenolharz in Klebstoff D ist ein Novolak-Typ Phenolharz "Tamanol-520S", hergeteilt von Arakawa Chemical Industry Co.,Ltd.Das organische Lösungs-
mittel ist eine Lösungsmittelmischung aus n-Hexan/Ethyl-Acetat/Toluol = 1/1/1.
Als nächstes wurde zur Bestätigung der durch die Verwendung des Primers 2 und Klebstoffes 3 in der Anordnung zur Befestigung des Formlings erzielten Wirkung ein Formling 1 in der oben beschriebenen Weise an einer Karosserie 7 befestigt und dann bei Zimmertemperatur 3 Tage stehengelassen, wobei dann die Scherfestigkeit unter der Bedingung einer Zugrate von 30 mm/min gemessen wurde.
Die bei diesen Tests verwendeten Kombinationen von Klebstoff 3 und Primer 2 sowie die einzelnen Scherfestigkeiten sind in Tabelle 9 angegeben.
Tabelle 9
(Einheit:kp/cm )
Test Klebstoff Primer Scherfestigkeit
1 B A 13,2
2 B B 18,5
3 B C 17,8
4 A B 16,5
5 C B 17,7
6 D B 5,3
7 Vergleichsbeispiel 1 1,5
8 Vergleichsbeispiel 2 1,7
-JX-
Das in Tablle 9 angegebene Vergleichsbeispiel 1 zeigt den Fall, wo ein handelsüblich erhältlicher Chloropren-Kautschuk-Klebstoff· (Cemedine-210,
hergestellt von Cemedine Co.,Ltd.) auf beide Oberflächen eines Bandes 4 beschichtet wurde. Das Vergleichsbeispiel 2 zeigt den Fall, wo ein handelsüblich erhältliches doppelbeschichtetes Band "563" (hergestellt von Nitto Denko Industry) verwendet wurde, welches beidseitig mit einem Acrylklebstoff beschichtet ist.
Im Falle der Verwendung des Klebstoffes D war der Verhältniswert des Ansatzes von HR überhöht, so daß sich eine geringere Festigkeit ergab als in den Fällen, bei denen die Klebstoffe A bis C verwendet wurden.
Wie oben beschrieben, kann die Adhäsion oder Klebefestigkeit zwischen dem Formling 1 und dem Band 4 gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten Fällen merklich verbessert werden. Entsprechend kann ein Abschälen des Formlings 1 von der Karosserie für eine sehr lange Zeitdauer durch die Verwendung des oben beschriebenen Klebstoffes 3 in Kombination mit dem Primer 2 verhindert werden. Außerdem wurden durch die Erfindung die Herstellungskosten merklich reduziert, da gemäß der Erfindung teuere doppelt beschichtete Bänder im Gegensatz zum Stand der Technik nicht verwendet werden.
Die oben beschriebene Befestigungsanordnung unter Verwendung des betreffenden Klebstoffes und Primers ist eine äußerst nützliche und wertvolle Erfindung, welche
- yi -
nicht nur zur Befestigung eines Formlinge an einer Automobilkarosserie verwendet werden kann, sondern auch als Anordnung zur Befestigung verschiedener Kunstharze auf Metallen oder anderen Elementen.
Der Fachmann erkennt, daß viele Änderungen und Modifikationen für eine Vielzahl von Ausführungsformen möglich sind, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Deshalb ist die Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt, sondern der Schutzumfang ist durch die Ansprüche bestimmt.

Claims (2)

Patentanwalt E. O. VETTER, Bahnhof-Straße 30, D-8900 Augsbuvg, Eundesrepi-blik Deutschten^! TOYODA GOSEI CO:, LTD. Unser Az.: P 421 DE 1. März 1986 Patentansprüche
1. Anordnung zur Klebebefestigung eines Gegenstandes (1) an einem Material (7) mittels eines mit Klebstoff (3) beschichteten Bandes (4),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Klebstoff (3), welcher zwischen dem Gegenstand (1) und dem Band (4) beschichtet und gebildet ist. eine Mischung aus Chloroprenkautschuk, einem Isobutylen-Isopren-Kautschuk und einem Phenolharz enthält,
und daß Primer (2), welcher zwischen dem Gegenstand (1) und dem Klebstoff (3) beschichtet und gebildet ist, eine Mischung aus mindestens einem Polymer, welches aus einem Polyacrylsäurederivat und einem Polymethacrylsäurederivat ausgewählt wurde, und einem Chloroprenkautschuk enthält.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Klebstoff (3) eine Mischung aus 5 bis 100 Gewichtsteilen eines Isobutylen-Isopren-Kautschuks (Feststoffgehalt) und 1 bis 50 Gewichtsteilen eines Phenolharzes (Feststoffgehalt) ist, basierend auf 100 Gewichtsteilen eines Chloroprenkautschuks (Feststoffgehalt), und daß der Primer (2) eine Mischung aus 10 bis 500 Gewichtsteilen von mindestens einem Polymer (Feststoffgehalt) ist, welches aus einem Polyacrylsäurederivat und einem Polymethacrylsäurederivat ausgewählt wurde, basierend auf 100 Gewichtsteilen eines Chloroprenkautschuks (Feststoffgehalt).
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