WO2014079650A1 - Verfahren zum verkleben von klebepartnern unter verwendung von schnell-härtendem klebstoff und strukturklebstoff - Google Patents

Verfahren zum verkleben von klebepartnern unter verwendung von schnell-härtendem klebstoff und strukturklebstoff Download PDF

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WO2014079650A1
WO2014079650A1 PCT/EP2013/072355 EP2013072355W WO2014079650A1 WO 2014079650 A1 WO2014079650 A1 WO 2014079650A1 EP 2013072355 W EP2013072355 W EP 2013072355W WO 2014079650 A1 WO2014079650 A1 WO 2014079650A1
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WO
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adhesive
curing
strength
partner
structural
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PCT/EP2013/072355
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Mario Ernst
Sebastian Kuno KARTMANN
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • C09J2301/40—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/416—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components use of irradiation

Definitions

  • the present invention relates to an adhesive method according to claim 1. More particularly, the present invention relates to an adhesive method for bonding two adhesive partners using two different adhesives and their properties.
  • Various adhesives and adhesive methods are known in the art. In the course of their development, adhesives have increasingly found their way into modern production processes. The adhesives used in the prior art are distinguished by their chemical basis and by the solidification mechanism. For example, in the case of conventional bonding methods, physically setting adhesives, such as solvent-borne wet tackifiers, dispersion adhesives or hotmelt adhesives, are used.
  • a variety of chemical curing adhesives have gained acceptance in manufacturing, which include, among others, silicone, cyanoacrylate adhesives, polyurethane adhesives (PUR) adhesives.
  • the adhesive method offers the advantage of making large-area bonds, thereby achieving high strengths. This requires a design adapted to the specific bonding method and design of the adhesive surfaces. Further, the selection of the bonding method and the adhesive to be selected depend on the particular application and the materials to be distributed. There is a need to speed up the bonding processes, to achieve fast handling strength, to be able to quickly join subsequent processes while also requiring high final strength, which limits the choice of adhesives.
  • DE-A-2411503 describes an adhesive method for bonding an elastomeric material to a surface area of a material different therefrom, using an adhesive which is suitable for both the material and the elastomer and which comprises consists of several component layers.
  • WO 96/37566 describes a process for bonding substrates to an anhydrous or low-water, solid-state adhesive in which the adhesive is additionally activated by internal and / or external friction. Thereafter, the substrates are joined together with the sticky adhesive. When resting, the structure acquires its final strength after a few seconds to a few days.
  • a disadvantage of such methods is in particular the uncertain time at which a sufficient handling strength of the adhesive partners is achieved. Handling stability is used when the strength is so high that the fixing pressure is no longer needed and the glued parts can be transported or processed further. It regularly enters between 40-60%, preferably about 50% of the final strength. Achieving a fast
  • Handling stability is necessary in order to be able to continue with the processing of materials after the bonding of adhesive partners.
  • EP 087 643 641 discloses another method for bonding surfaces together by providing a heat-activatable surface
  • An adhesive based on one or more polymers is used, which method comprises the steps of providing an adhesive as a powder, applying the powder in a dry state, and then causing the adhesive to heat to a tacky state.
  • the adhesive surfaces can then be compressed as soon as a sticky state has developed due to the heating of the adhesive.
  • such a method is based on the problem that various process parameters influence the adhesive quality.
  • alternative adhesives are known in which activation takes place via UV light.
  • Handling strength and ultimate strength are inherent sizes of adhesive to consider when selecting the adhesive. For example, if adhesives are used in the prior art with a fast handling strength, which can be achieved in a few seconds, then there is often the disadvantage that components bonded with such adhesives do not withstand high mechanical or thermal stresses.
  • some plastics, especially transparent plastics, such as polycarbonate have the problem of material breakage and stress risers in the components, which is a fundamental material problem.
  • suitable plastics such as transparent plastics
  • suitable plastics there is also the problem that only with specially adapted special adhesives an acceptable adhesive bond can be created. These adhesives can in turn show problems with respect to the other bonding partner, such as CFRP.
  • the basic idea is to provide an adhesive method in which two different adhesives are used with defined properties.
  • a first adhesive having the property of a fast curing time and thus a fast handling strength is used, as well as a second adhesive having the property of a high final strength.
  • the basic idea of the present invention is furthermore to apply the first adhesive for achieving a fast handling strength to a first subregion of the adhesive surface of one of the adhesive partners, while the second adhesive is applied to a deviating second subregion of the adhesive surface.
  • the adhesives are applied to spatially separated areas.
  • the properties imparted to each Kiebestoff can be used in parallel.
  • the adhesives are partially applied in different subregions of the adhesive surfaces, they can also develop their adhesive properties independently of each other, without interfering with each other.
  • an adhesive method for bonding a first adhesive part having an adhesive surface to a second adhesive part having an adhesive surface using a preferably UV-curing adhesive having a curing time T1 and a structural one having a curing time T2 longer than the curing time T1 Procedural steps are performed; a) partial application of the UV-curing adhesive to a first portion of the adhesive surface of the first adhesive partner; b) partial application of the structural adhesive to a second partial region of the adhesive surface, wherein the first partial region and the second partial region represent separate partial regions; c) curing of the UV-curing adhesive (1) over a period T 3 until reaching the handling strength of the adhesive partners (10,20).
  • the process is using a UV-curing One-component adhesive performed (UV-curing 1K adhesive).
  • a UV-curing 1K adhesive whose final strength is achieved in a period of a few seconds, preferably in a period of about 5-20 seconds, at which the strength is 40-60%, preferably about 50% of the final strength
  • a fast curing 1K adhesive it is possible to achieve such a strength between components within a few seconds that the components can be further moved or further processed, with 40% -60% of the final strength of the adhesive system (from the two adhesives) after UV curing, which gives sufficient handling resistance, but already cured the UV curing adhesive nearly 100%.
  • Open time is the period of time within which the parts to be joined must be joined together at the latest (calculated from the time of adhesive application), because otherwise sufficient wetting will no longer be achieved.
  • Handling strength in the sense of the present invention is given when the strength is so high that the fixing pressure is no longer needed, thus e.g. after UV curing to further transport or further process the parts. It amounts to about 40-60%, preferably about 50% of the final strength of the adhesive system of the two combined adhesives and is thus about 1 PA
  • Ultimate strength refers to the strength achieved after the end of curing of an adhesive. Only after complete curing, ie after reaching the final strength, the splice can be fully loaded.
  • fast-curing refers to a period of time from a few seconds to about one minute to final strength of the adhesive.
  • handling strength is achieved in a period of less than about 20 seconds.
  • handling stability is understood as meaning a strength at which 40-60%, preferably approximately 50%, of the final strength of the adhesive system is achieved.
  • slow-curing refers to a period of time ranging from hours to days to achieve the ultimate strength of the adhesive
  • a structural adhesive is used as the "slow-cure" adhesive, and its curing time T2 is many times greater than the curing times T1 of the UV-curing adhesive.
  • the slow-setting structural adhesive has a curing time of about 10 to 20 hours with an open time of about 3-4 hours.
  • a two-component adhesive is used as structural adhesive (2K structural adhesive).
  • the process is carried out with a UV lamp or generally a UV light source in which the wavelength of the UV light is 365 nm.
  • a UV lamp or generally a UV light source in which the wavelength of the UV light is 365 nm.
  • the invention is not limited to this wavelength range. It is also possible to use UV light sources with a different wavelength, provided this is matched to the particular adhesive used.
  • the inventive method is particularly well suited for bonding polycarbonate components on CFRP components (carbon fiber reinforced plastic) and for polyamide PA12, as this is hardly susceptible to stress cracks.
  • other component partners can be bonded with the method according to the invention, such as polyamides and metals.
  • the process of the present invention may be considered as a 3K bonding process (three component bonding process) with a 1K fast curing adhesive to provide handling strength and a 2K structural adhesive to achieve temperature resistance and ultimate strength.
  • the two adhesives are applied partially on separate subregions of the adhesive surface.
  • the subregions it is possible to select the subregions which are to be glued for the components to be glued.
  • the UV-curing 1K adhesive is applied annularly around the central region, while the structural adhesive in the central region is preferably applied dot-shaped on the adhesive surface. Particularly preferably, there is an annular region between the two regions which has no adhesive application.
  • the adhesive can also be applied to the adhesive surface at other suitable locations or applied for example in adhesive patterns.
  • entire adhesive patterns can also be formed by separate subregions. In this way, the adhesive properties of the first adhesive and the second adhesive can be utilized over the entire adhesive surface.
  • FIG. 1 shows a side view of exemplary adhesive partners
  • Figure 2 is a view similar to Figure 1, in which on the adhesive surface of the first adhesive partner of the fast-curing 1 K adhesive and a
  • Figure 3 a plan view of the first adhesive partner according to Figure 2, in which the separate portions are visible with the adhesives.
  • FIG. 1 shows by way of example a first adhesive partner 10 above a second adhesive partner 20.
  • the first adhesive partner 10 comprises a plate 16, to which a threaded rod 17 is attached.
  • the underside of the plate 16 forms an adhesive surface 11.
  • the adhesive surface 1 1 is the adhesive surface 21 of the second adhesive partner 20 opposite.
  • the adhesive surface 11 of the first adhesive partner 10 has a central region 15, which is located approximately below the threaded rod 17 in the middle of the adhesive surface 11.
  • the adhesive surface 1 1 has around the central region 15 around a second portion 14 which extends annularly around the central region 15, as can be seen in Figure 3.
  • a UV-curing adhesive 1 is applied annularly to the adhesive surface 11 of the first adhesive partner 10.
  • the first adhesive partner 10 comprises a polycarbonate plate 16, which is schematically illustrated in FIG.
  • an adhesive point of a UV-curing ZK structural adhesive 2 is applied.
  • a UV-curing 1K adhesive 1 is annularly applied in the second portion 14.
  • the provided with the two adhesives 1, 2 adhesive surface 11 of the first adhesive partner 10 is pressed onto the adhesive surface 21 of the second adhesive partner 20 shown in Figures 1 and 2 and for a period T3 to reach the Handling strength of the UV-curing adhesive 1 is held.
  • Klebepartner method of the invention can be applied as it were.
  • the adhesives can be applied in a checkerboard pattern to compress them. In this way, the stresses spread evenly over the whole plate.

Abstract

Klebeverfahren zum Verbinden eines, eine Klebefläche aufweisenden ersten Klebepartners mit einem, eine Klebefläche aufweisenden zweiten Klebepartner unter Verwendung eines schnell-härtenden Klebestoffes und eines Strukturklebestoff mit den Schritten des partielles Aufbringen schnell-härtenden Klebestoffes auf einen ersten Teilbereich der Klebefläche des ersten Klebepartners und partielles Aufbringen des Strukturklebestoffes auf einen zweiten Teilbereich der Klebefläche, wobei der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich voneinander getrennte Teilbereiche darstellen.

Description

VERFAHREN ZUM VERKLEBEN VON KLEBEPARTNERN UNTER VERWENDUNG VON SCHNELL-HÄRTENDEM KLEBSTOFF UND STRUKTURKLEBSTOFF
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klebeverfahren gemäß Anspruch 1. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Klebeverfahren zum Verbinden zweier Klebepartner unter Verwendung zweier unterschiedlicher Klebstoffe und deren Eigenschaften. Im Stand der Technik sind diverse Klebstoffe und Klebstoffverfahren bekannt. Klebstoffe haben im Verlauf ihrer Entwicklung immer mehr Einzug in moderne Produktionsabläufe gehalten. Die im Stand der Technik verwendeten Klebstoffe werden nach ihrer chemischen Basis und nach dem Verfestigungsmechanismus unterschieden. So werden bei herkömmlichen Klebeverfahren beispiels- weise physikalisch abbindende Klebestoffe, wie lösemittelhaltige Nassklebestof- fe, Dispersionsklebestoffe oder Schmelzklebestoffe verwendet. Daneben haben sich eine Vielzahl von chemisch härtenden Klebstoffen in der Fertigung durchgesetzt, zu den unter anderem Silikon, Cyanacrylat-Klebstoffe, Polyurethanklebstoffe (PUR)-Klebstoffe, zählen. Bei Anwendung von herkömmlichen Klebeverfahren ist diesen Verfahren gemeinsam, dass der Klebestoff an der Fügeteiioberfläche durch physikalische Wechselwirkungen haftet. Dieser Haftprozess wird auch als Adhäsion bezeichnet. Bei den Klebeverfahren findet, anders als bei Fügeverfahren wie Schwei- ßen oder Löten, keine Diffusion zwischen den Fügepartnern statt. Folglich weisen Klebestellen regelmäßig eine, in Hinblick auf das gewählte Klebeverfahren und den verwendeten Klebestoff, geringere Festigkeit auf, als vergleichbarer Fügeverfahren bei denen die Diffusionsprozesse zwischen den Werkstoffen stattfinden. Andererseits bietet das Klebeverfahren den Vorteil großflächige Verklebungen vorzunehmen, um dadurch hohe Festigkeiten zu erzielen. Diese erfordert eine auf das spezielle Klebeverfahren angepasste Konstruktion und Gestaltung der Klebeflächen. Ferner hängt die Auswahl des Klebeverfahrens und des zu wählenden Klebestoffes von der speziellen Anwendung und den zu verteilenden Materialien ab. Es besteht ein Bedarf danach, die Klebeprozesse zu beschleunigen, eine schnelle Handlingsfestigkeit zu erzielen, um Folgeprozesse schnell anschließen zu können, während gleichermaßen eine hohe Endfestigkeit benötigt wird, was die Auswahl der Klebestoffe begrenzt.
So wird in der DE-A-2411503 beispielsweise ein Klebeverfahren beschrieben zum Verkleben eines elastomeren Materials mit einem Oberflächenbereich ei- nes davon unterschiedlichen Materials, wobei ein Klebstoff verwendet wird, der sowohl für das Material, als auch für das Elastomer geeignet ist und der aus mehreren Komponentenschichten besteht.
Ferner sind im Stand der Technik Klebeverfahren bekannt, bei dem die Vorteile von aktivierbaren Klebstoffen genutzt werden. So ist in der WO 96/37566 bei- spielsweise ein Verfahren zum Verkleben von Substraten mit einem wasserfreien bzw. wasserarmen bei Raumtemperatur festen Klebstoff beschrieben, bei dem man zusätzlich den Klebstoff durch innere und/oder äußere Reibung aktiviert. Danach werden die Substrate mit dem klebrigen Klebstoff zusammengefügt. Beim Ruhen erhält das Gefüge nach wenigen Sekunden bis wenigen Ta- gen seine Endfestigkeit. Nachteilig bei solchen Verfahren ist insbesondere der ungewisse Zeitpunkt bei dem eine ausreichende Handlingsfestigkeit der Klebepartner erzielt wird. Von Handlingsfestigkeit spricht man dann, wenn die Festigkeit so hoch ist, dass der Fixierdruck nicht mehr benötigt wird und die verklebten Teile weitertransportiert oder bearbeitet werden können. Sie beträt regelmäßig zwischen 40-60%, vorzugsweise etwa 50% der Endfestigkeit. Das Erzielen einer schnellen
Handlingsfestigkeit ist insofern notwendig, um nach dem Verkleben von Klebepartnern mit der Materialbearbeitung fortfahren zu können.
Im Stand der Technik ist mit der EP 087 643 641 ein weiteres Verfahren zum Zusammenkleben von Oberflächen bekannt, indem ein wärmeaktivierbarer
Klebstoff auf Basis eines oder mehrerer Polymere verwendet wird, wobei dieses Verfahren die Schritte umfasst, dass ein Klebstoff als Pulver bereitgestellt wird, das Aufbringen des Pulvers in einem trockenen Zustand geschieht und dann das Erhitzen des Klebstoffs zu einem klebrigen Zustand bewirkt wird. Die Kle- befiächen können dann zusammengedrückt werden, sobald durch das Erhitzen des Klebstoffs ein klebriger Zustand entstanden ist. Solchen Verfahren liegt aber das Problem zugrunde, dass diverse Prozessparameter Einfluss auf die Klebequalität nehmen. Neben der beschriebenen Aktivierung des Klebstoffs mittels Wärme, sind alternative Klebstoffe bekannt, bei denen eine Aktivierung über UV-Licht erfolgt.
Die Merkmale Anfangsfestigkeit, Aushärtezeit, die Zeit bis zur
Handlingsfestigkeit und die Endfestigkeit sind inhärente Größen des Klebstoffes, die bei der Auswahl des Klebstoffes zu berücksichtigen sind. Werden im Stand der Technik beispielsweise Klebestoffe verwendet mit einer schnellen Handlingsfestigkeit, die in wenigen Sekunden erzielt werden kann, so besteht häufig der Nachteil, dass mit solchen Klebestoffen verklebte Bauteile keine hohen mechanischen oder thermischen Belastungen standhalten. Darüber hinaus besteht bei einigen Kunststoffen, insbesondere bei transparenten Kunststoffen, wie z.B. bei Polycarbonat das Problem von Materialbruch und Spannungsris- sen in den Bauteilen, was ein grundsätzliches Materialproblem darstellt. Bei der Auswahl geeigneter Kunststoffe, so z.B. bei transparenten Kunststoffen besteht ferner das Problem, dass nur mit eigens dafür angepassten Spezialklebern überhaupt eine akzeptable Klebeverbindung geschaffen werden kann. Diese Kleber können dann wiederum Probleme in Bezug auf den weiteren Kle- bepartner wie z.B. CFK zeigen.
So ist ferner zu berücksichtigen, dass bei der Verklebung von z. B.
Polycarbonatbauelementen oder Polyamiden auf CFK-(kohlefaserverstärkte) Materialien nur bestimmte Klebestoffe geeignet sind, die mit beiden Klebepartnern eine ausreichen beständige Verbindung eingehen Problematisch ist ferner, dass die mechanische Belastbarkeit der Haftung in der Grenzschicht zwischen dem Klebestoff und den Fugeteilen, sowie die Haltbarkeit und andere Eigenschaften nicht zerstörungsfrei geprüft werden können. Es ist daher erforderlich ein Klebeverfahren bereitzustellen, dass so gut beherrscht wird, das man sich auf das Ergebnis ohne vollständige Prüfung hinreichend ver- lassen kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die vorbesagten Nachteile zu überwinden und insbesondere ein verlässliches und reproduzierbares Klebeergebnis zu erhalten und insbesondere eine schnelle Handlingsfestigkeit bei hoher Endfestigkeit zu erzielen. Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Klebeverfahren nach Anspruch 1. Grundgedanke ist dabei, ein Klebeverfahren bereitzustellen, bei dem zwei unterschiedliche Klebstoffe mit definierten Eigenschaften verwendet werden. So wird erfindungsgemäß ein erster Klebstoff mit der Eigenschaft einer schnellen Aushärtezeit und damit einer schnellen Handlingsfestigkeit verwendet, sowie ein zweiter Klebstoff mit der Eigenschaft einer hohen Endfestigkeit. Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist ferner den ersten Klebstoff zur Erziel ung einer schnellen Handiingsfestigkeit auf einen ersten Teilbereich der Klebefläche eines der Klebepartner aufzubringen, während der zweite Klebestoff auf einem, davon abweichenden zweiten Teilbereich der Klebefläche aufgebracht wird. Anders ausgedrückt, werden die Klebstoffe an räumlich voneinander getrennten Bereichen aufgebracht. Durch die Verwendung der beiden unterschiedlichen Klebstoffe können die jedem Kiebestoff eingeprägten Eigenschaften parallel genutzt werden. Da die Klebestoffe darüber hinaus partiell in unterschiedlichen Teilbe- reichen der Klebeflächen aufgebracht werden, können diese auch unabhängig voneinander ihre Eigenschaften beim Verkleben entfalten, ohne sich gegenseitig zu stören.
So wird beim Andrücken lediglich eine Anfangsfestigkeit erzielt, während beim Aushärten der beiden Klebeflächen wie z.B. bei UV-härtenden Systemen über eine definierte Prozessdauer bis zum Erreichen der Handlingsfestigkeit des ersten Klebestoffes ausreichend Haftkraft zwischen den Klebepartnern erzielt wird, so dass die Weiterverarbeitung der Klebepartner schnell möglich ist.
Es wird daher ein Klebeverfahren zum Verbinden eines, eine Klebefläche aufweisenden ersten Klebepartners mit einem, eine Klebefläche aufweisenden zweiten Klebepartners unter Verwendung eines vorzugsweise UV aushärtenden Klebestoffs mit einer Aushärtezeit T1 sowie einem Strukturkiebstoff mit einer gegenüber der Aushärtezeit T1 längeren Aushärtungszeit T2 verwendet, wobei die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden; a) partielles Aufbringen des UV-aushärtenden Klebstoffs auf einen ersten Teil- bereich der Klebefläche des ersten Klebepartners; b) partielles Aufbringen des Strukturklebstoffs auf einen zweiten Teilbereich der Klebefläche, wobei der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich voneinander getrennte Teilbereiche darstellen; c) Aushärten des UV-härtenden Klebestoffes (1) über eine Zeitdauer T3 bis zum Erreichen der Handlingsfestigkeit der Klebepartner (10,20).
Bevorzugt wird das Verfahren unter Verwendung eines UV- aushärtenden Einkomponentenklebstoffes durchgeführt (UV-aushärtender 1 K-Klebstoff).
Besonders bevorzugt wird ein UV-aushärtenden 1 K- Klebstoff verwendet, dessen Endfestigkeit in einer Zeitspanne von wenigen Sekunden erzielt wird, vorzugsweise in einer Zeitspanne von etwa 5-20 Sekunden, bei der die Festigkeit 40-60%, vorzugsweise etwa 50% der Endfestigkeit des Gesamtsystems erreicht wird.. Dadurch dass ein schnell härtender 1 K-Klebstoff verwendet wird, kann innerhalb weniger Sekunden eine solche Festigkeit zwischen den Bauteilen erzielt werden, dass die Bauteile weiter bewegt oder weiter bearbeitet werden können, wobei 40% - 60% der Endfestigkeit des Klebstoffsystems (aus den bei- den Klebstoffen) nach der UV-Aushärtung erzielt worden sind, wodurch eine ausreichende Handlingsfestigkeit gegeben ist, jedoch der UV-aushärtende Klebstoff bereits nahezu zu 100% ausgehärtet ist.
In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden folgende Fachbegriffe aus der Klebetechnik verwendet. Offenzeit ist die Zeitspanne, innerhalb der die Fügeteile spätestens zusammengefügt werden müssen (gerechnet von Zeitpunkt des Klebstoffauftragens), weil sonst kein ausreichende Benetzung mehr zustande kommt. Die
Handlingsfestigkeit im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dann gegeben, wenn die Festigkeit so hoch ist, dass der Fixierdruck nicht mehr benötigt wird, somit z.B. nach der UV-Aushärtung, um die Teile weiter zu transportieren oder weiter zu bearbeiten. Sie beträt in etwa 40-60%, vorzugsweise etwa 50% der Endfestigkeit des Klebstoffsystems aus den beiden kombinierten Klebstoffen und beträgt damit ca. 1 PA
Die Endfestigkeit bezeichnet die Festigkeit, die nach dem Ende des Aushärtens eines Klebstoffs erreicht wird. Erst nach vollständigem Aushärten, also nach Erreichend der Endfestigkeit kann die Klebestelle voll belastet werden.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet„schnell-härtend" eine Zeitspanne von wenigen Sekunden bis zu etwa einer Minute, um die Endfestigkeit des Klebstoffs zu erzielen. Folglich wird eine Handlingsfestigkeit in einer Zeitspanne von weniger als ca. 20 Sekunden erzielt. Als Handlingsfestigkeit im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine solche Festigkeit verstanden, bei der 40-60%, vorzugsweise etwa 50% der Endfestigkeit des Klebstoffssystems erzielt sind.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet„langsam-härtend" eine Zeitspanne, die im Stunden- bis Tagebereich liegt, um die Endfestigkeit des Klebstoffs zu erzielen. Als„iangsam-härtender" Klebstoff wird ein Strukturklebstoff verwendet, dessen Aushärtezeit T2 damit um ein Vielfaches größer ist, als die Aushärtezeiten T1 des UV-aushärtenden Klebstoffs. So weist der langsam aushärtender Strukturklebstoff beispielsweise eine Aushärtezeit von ca. 10 - 20 Stunden auf mit einer Offenzeit von ca. 3-4 Stunden.
Folglich lassen sich die spezifischen Eigenschaften der beiden Klebstoffe parallel nutzen. Bevorzugt wird als Strukturklebstoff ein Zweikomponentenklebstoff verwendet (2K-Strukturklebstoff).
Bevorzugt wird das Verfahren mit einer UV-Lampe oder allgemein einer UV- Lichtquelle durchgeführt, bei der die Wellenlänge des UV-Lichtes 365 nm beträgt. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diesen Wellenlängenbereich be- schränkt. Es können auch UV-Lichtquellen mit einer anderen Wellenlänge verwendet werden, sofern diese auf den jeweils verwendeten Klebstoff abgestimmt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut zum Verkleben von Polycarbonatbauteilen auf CFK-Bauteilen (kohlefaserverstärkter Kunststoff) sowie für Polyamid PA12, da dieses kaum anfällig für Spannungsrisse sind. Alternativ können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch andere Bauteilpartner verklebt werden, wie beispielsweise Polyamide und Metalle. ln einer allgemeinsten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren als ein 3K- Klebeverfahren betrachtet werden (Dreikomponenten- Klebeverfahren) mit einem schnell-härtenden 1 K-Klebstoff zur Erzielung der Handlingsfestigkeit und einem 2K-Stukturklebstoff zum Erzielen der Tempera- turbeständigkeit und Endfestigkeit.
In einer besonders bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Klebeverfahrens werden die beiden Klebstoffe partiell auf getrennten Teilbereichen der Klebefläche aufgebracht. Durch geeignete Wahl der Teilbereiche lassen sich die, für die zu verklebenden Bauteile, geeigneten Teilbereiche auswählen. So werden für eine kreisförmig zu verklebende Platte bevorzugt ein zentraler Teilbereich und ein diesen ringförmig umgebender Bereich ausgewählt.
Bei einer solchen Ausführungsform wird der UV-aus härtende 1 K-Klebstoff ringförmig um den Zentralbereich aufgebracht, während der Strukturklebstoff im Zentralbereich vorzugsweise punktförmig auf die Klebefläche aufgebracht wird. Besonders bevorzugt befindet sich zwischen den beiden Bereichen ein Ringbereich, der keinen Klebstoffauftrag aufweist. Allerdings kann der Klebstoff auch auf der Klebefläche an anderen geeigneten Stellen aufgebracht werden oder beispielsweise in Klebemustern aufgetragen werden.
Bei großflächig zu verklebenden Bauteilen können auch ganze Klebemuster von getrennten Teilbereichen ausgebildet werden. Auf diese Weise können die Klebstoffeigenschaften des ersten Klebstoffs und des zweiten Klebstoffs über die gesamte Klebefläche ausgenutzt werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand des beschriebenen Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Figuren näher erläutert.
Hierbei zeigen:
Figur 1 : eine Seitenansicht beispielhafter Klebepartner; Figur 2: eine Ansicht ähnlich der Figur 1 , bei der auf der Klebefläche des ersten Klebepartners der schnell-härtende 1 K-Klebstoff und ein
2 K-Strukturklebstoff aufgebracht sind;
Figur 3: eine Aufsicht auf den ersten Klebepartner gemäß Figur 2, bei dem die getrennten Teilbereiche mit den Klebstoffen ersichtlich sind.
In Figur 1 ist beispielhaft ein erster Klebepartner 10 oberhalb eines zweiten Klebepartners 20 dargestellt. Der erste Klebepartner 10 umfasst eine Platte 16, an der ein Gewindestab 17 befestigt ist. Die Unterseite der Platte 16 bildet eine Klebefläche 11 aus. Die Klebefläche 1 1 liegt der Klebefläche 21 des zweiten Klebepartners 20 gegenüber.
Die Klebefläche 11 des ersten Klebepartners 10 weist einen Zentralbereich 15 auf, der sich in etwa unterhalb des Gewindestabs 17 in der Mitte der Klebefläche 11 befindet. Die Klebefläche 1 1 weist um den Zentralbereich 15 herum einen zweiten Teilbereich 14 auf, der sich ringförmig um den Zentralbereich 15 erstreckt, wie dies in Figur 3 ersichtlich ist.
Wie ferner in der Figur 2 und der Figur 3 exemplarisch dargestellt, ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein UV-aushärtendender Klebstoff 1 ringförmig auf der Klebefläche 1 1 des ersten Klebepartners 10 aufgebracht.
Der erste Klebepartner 10 umfasst eine Polycarbonatplatte 16, die in der Auf- sieht in Figur 3 schematisch dargestellt ist.
Im Zentralbereich 15 ist ein Klebepunkt eines UV-aushärtenden ZK- Strukturklebestoffs 2 aufgebracht. Um den punktförmigen Klebeauftrag mit dem 2K-Strukturklebstoffs 2 ist ein UV-aushärtender 1 K-Klebstoff 1 ringförmig im zweiten Teilbereich 14 aufgebracht. Die mit den beiden Klebstoffen 1 , 2 versehene Klebefläche 11 des ersten Klebepartners 10 wird auf die in Figur 1 und 2 dargestellte Klebefläche 21 des zweiten Klebepartners 20 gedrückt und für eine Dauer T3 bis zum Erreichen der Handlingsfestigkeit des UV-härtenden Klebstoffs 1 gehalten.
Bei anderen Formen der Klebepartner kann das erfindungsgemäße Verfahren gleichsam angewendet werden. So können z.B. beim Verkleben zweier Platten- teile die Klebstoffe gemäß einem schachbrettartigen Muster aufgetragen werden, um diese dann zusammenzudrücken. Auf diese Weise verteilen sich die Spannungen gleichmäßig über die ganze Platte.
Bezugszeichenliste
1 UV- aushärtender Klebstoff
2 Strukturklebstoff
10 erster Klebepartner
11 Klebefläche
12 erster Teilbereich
14 zweiter Teilbereich
15 Zentralbereich
16 ringförmige Platte
20 zweiter Klebepartner
21 Kiebefläche

Claims

Patentansprüche
1. Klebeverfahren zum Verbinden eines, eine Klebefläche (1 ) aufweisen-· den ersten Klebepartners (10) mit einem, eine Klebefläche (21) aufweisenden zweiten Klebepartner (20) unter Verwendung eines schnellhärtenden Klebestoffes (1) mit einer Aushärtezeit Ti und eines Strukturklebestoff (2) mit einer gegenüber der Aushärtezeit Ti längeren Aushärtezeit T2l mit den folgenden Schritten: a. partielles Aufbringen des schnei l-härtenden Klebestoffes (1) auf einen ersten Teilbereich (12) der Klebefläche (1 1) des ersten Klebepartners (10); partielles Aufbringen des Strukturklebestoffes
(2) auf einen zweiten Teilbereich (14) der Klebefläche (11), wobei der erste Teilbereich (12) und der zweite Teilbereich (14) voneinander getrennte Teilbereiche darstellen;
Aushärten des UV-härtenden Klebestoffes (1) über eine Zeitdauer Ts bis zum Erreichen der Handlingsfestigkeit der Klebepartner (10,20).
Klebeverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der schnell-härtende Klebestoff (1) ein UV-aushärtender 1 K-Klebstoff ist.
3. Klebeverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der UV- aushärtender 1 K-Klebstoff (1) seine Endfestigkeit in einer Zeitspanne von wenigen Sekunden, vorzugsweise innerhalb von etwa 5 - 20 Sekunden erreicht, bei der die Festigkeit 40-60%, vorzugsweise etwa 50% der Endfestigkeit der durch die beiden Klebstoffe (1 , 2) erzielbaren Festigkeit beträgt.
4. Klebeverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturklebestoff (2) ein 2K-Strukturklebestoff (2) ist.
5. Klebeverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass, der Strukturklebestoff (2), ein gegenüber dem UV- aushärtenden Klebstoff (1 ), langsam-härtender Strukturklebstoff (2) ist, der eine Offenzeit von etwa 1 bis 10 Stunden, vorzugsweise von etwa 3- 4 Stunden aufweist.
6. Klebeverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet dass, ferner eine UV-Lampe der Wellenlänge 365 nm zum Aushärten des UV-aushärtenden Klebestoffes (1) verwendet wird.
7. Klebeverfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-aushärtende Klebestoff (1) ringförmig um einen Zentralbereich (15), welcher den zweiten Teilbereich (14) bildet, auf der Klebefläche (11) aufgebracht wird, während der Strukturklebestoff (2) im Zentralbereich (15), vorzugsweise punktförmig auf der Klebefläche (11) aufgebracht wird.
8. Klebeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klebepartner (10) ein Polycarbonatbauteil darstellt.
9. Klebeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Klebepartner (20) ein kohlefaserverstärktes Bauteil darstellt.
* * * * *
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