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DE10104605A1 - Klebeverbindung von Bauteilen, Kleber sowie Verfahren zur Herstellung der Klebeverbindung - Google Patents

Klebeverbindung von Bauteilen, Kleber sowie Verfahren zur Herstellung der Klebeverbindung

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Publication number
DE10104605A1
DE10104605A1 DE2001104605 DE10104605A DE10104605A1 DE 10104605 A1 DE10104605 A1 DE 10104605A1 DE 2001104605 DE2001104605 DE 2001104605 DE 10104605 A DE10104605 A DE 10104605A DE 10104605 A1 DE10104605 A1 DE 10104605A1
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DE
Germany
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adhesive
piezo particles
piezo
particles
adhesive connection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2001104605
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English (en)
Inventor
Ingo Borchers
Martin Hartweg
Josef Michel
Rolf-Dirc Roitzheim
Juergen Schnur
Silvia Tomaschko
Ping Wang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE2001104605 priority Critical patent/DE10104605A1/de
Publication of DE10104605A1 publication Critical patent/DE10104605A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klebeverbindung für Bauteile. Zur passiven Dämpfung von schwingenden Oberflächen weist die Klebeverbindung granulat- und/oder korn- und/oder plättchenförmige Piezopartikel auf, die zumindest zu 10 Vol.-% in zumindest einem eine Matrix bildenden klebewirksamen Polymer eingebettet sind. Zumindest einige der Piezopartikel weisen für sich jeweils eine von Null verschiedene Polarisation auf. In vorteilhafter Weise kann die Beschichtung als Folie oder flüssig aufgebracht werden, wobei die Polarisation der Piezopartikel in den unterschiedlichen Herstellungsschritten der Beschichtung erfolgen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klebeverbindung von Bauteilen, ei­ nen Kleber sowie Verfahren zur Herstellung der Klebeverbindung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 12 und 15 oder 16 bzw. 19 oder 20 wie sie insbesondere in Kfz-Industrie eingesetzt werden.
So ist es bspw. aus der DE 29 23 314 bekannt, Platten, Formtei­ le usw. aus gleichen und/oder verschiedenen Materialien dadurch miteinander zu Verbinden, daß im Bereich der späteren Verbin­ dungung der Bauteile ein Kleber angeordnet wird. Der Kleber wird ausgehärtet bzw. vernetzt, wobei die Klebeschicht im End­ zustand elastisch oder starr sein kann. In beiden Fällen ergibt sich eine feste Verbindung zwischen den Bauteilen, wobei der Kleber eine wenn auch sehr dünne Zwischenschicht, die zur Aus­ gleichung von Rauhigkeiten bis mehrere mm dick sein kann, aus­ bildet. Obwohl in einigen Fällen die Verklebung auf eine Über­ tragung einer Schwingung von einem Bauteil in ein damit ver­ klebtes Bauteil eine dämpfende Wirkung aufweist ist deren Ef­ fekt ausgesprochen gering.
Aus dem Artikel "New damping materials composed of piezoe­ lectric and electro-conductive, particalled polymer composites: effect of electromechanical coupling factor" von M. Sumita u. a., in Makromol. Chem. Rapid Commun. 12, S. 657-661 (1991) ist eine Folie bekannt, bei der in einer Polymermatrix Piezoparti­ kel aus einer Piezokeramik sowie als Leitmittel Graphit einge­ lagert ist. Gemäß dieser Veröffentlichung erfolgt hier eine Dämpfung von Schwingungen bei einem Graphitanteil zwischen ca. 5 und ca. 9 Vol-%. In diesem Bereich steigt gleichzeitig die e­ lektrische Leitfähigkeit der Folie sehr stark an.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die vorbekannte Klebeverbin­ dung dahingehend weiter zu entwickeln, daß deren Dämpfungswir­ kung verbessert ist, wobei eine Dämpfung von Schwingungen prin­ zipiell möglichst auch ohne Leitmittelzusätze stattfindet. Des weiteren ist die Aufgabe einen entsprechenden Kleber und ein dazugehöriges Verfahren zur Herstellung dieser Verklebung be­ reitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Klebeverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit einem Kleber mit den Merkmalen des An­ spruchs 12 bzw. jeweils mit einem Verfahren mit den jeweiligen Verfahrensschritten der Ansprüche 15 oder 16 bzw. 19 oder 20 gelöst. Trotz aus dem gewürdigten Artikel bekannten gegenläufi­ gen Erkenntnisse ist es durch die zusätzlich zu dem herkömmli­ chen Klebstoff geforderte Verwendung von vorpolarisierten Pie­ zopartikeln, d. h. von Piezopartikeln, die bereits für sich eine Polarisierung aufweisen, möglich, ohne die Hinzunahme von Leit­ mittelzusätzen und insbesondere einer genau definierten Leit­ mittelmenge, eine nennenswerte Dämpfung zu erreichen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand von in den Beispielen und den nachfolgen Figuren dargestellten Aus­ führungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein Piezopartikel mit seinen Kristalldomänen ohne Vor­ zugspolarisation,
Fig. 2 ein Piezopartikel mit seinen Kristallbezirken mit Vor­ zugspolarisation,
Fig. 3 eine Klebeverbindung, die eine Gesamtpolarisation auf­ weist,
Fig. 4 eine Klebeverbindung, die keine Gesamtpolarisation auf­ weist,
Fig. 5 einen Querschnitt durch mit einer Klebeverbindung ver­ bundene Bauteile,
Fig. 6 ein Diagramm des Verlustfaktors über der Frequenz einer mit einem und einer ohne einen äußeren ohmschen Wider­ stand beschalteten Probe,
Fig. 7 ein Diagramm des Verlustfaktors über der Frequenz einer Probe und
Fig. 8 ein weiteres Diagramm des Verlustfaktors über der Fre­ quenz einer weiteren Probe.
In Fig. 1 ist ein Piezopartikel 1 einer Piezokeramik darge­ stellt. Dieses sogenannte Piezopartikel 1 weist verschiedene Kristalldomänen 10 unterschiedlicher Domänenpolarsation 11 auf. Aufgrund der normal vorliegenden statistischen Verteilung der einzelnen Domänenpolarisationen 11 ist die (Partikel-)Polari­ sation 2 des Piezopartikels 1, also die Summe aller Domänenpo­ larisationen 11 des Piezopartikels 1, gleich Null.
Wird ein Piezopartikel 1 gemäß Fig. 1 einem elektrischen Feld ausgesetzt, richten sich - wie in Fig. 2 dargestellt - die Do­ mänenpolarisationen 11 entlang den elektrischen Feldlinien aus. Durch die Ausrichtung der einzelnen Domänenpolarisationen 11 der Piezopartikel 1 weist ein jedes Piezopartikel 1 anschlie­ ßend eine von Null verschieden Partikelpolarisation 2 auf. Die Ausrichtung der Domänenpolarisationen 11 und damit die Parti­ kelpolarisation 2 ist bis zur Sättigungsfeldstärke umso höher, je stärker das ausrichtende E-Feld ist.
In Fig. 3 ist eine Klebeverbindung 3 dargestellt, die in einer die eigentliche Klebewirkung aufweisenden Polymermatrix aus ei­ nem vernetzten Matrixpolymer 6 beliebig verteilt angeordnete Piezopartikel 1 aufweist. Die innerhalb der Klebeverbindung 3 statistisch verteilt angeordneten Piezopartikel 1 weisen je­ weils eine von Null verschiedene Partikelpolarisation 2 auf. Als Matrixpolymere 6 sind piezoinaktive Polymere ausreichend.
Die jeweils für sich eine von Null verschiedene Partikelpolari­ sation 2 aufweisenden Piezopartikel 1 sind zu etwa 50 Vol% in­ nerhalb eines klebewirksamen (Matrix-)Polymers 6 eingebettet, das eine Matrix ausbildet. Als Matrixpolymere sind piezoinakti­ ve Polymere ausreichend. Die einzelnen, beliebig verteilt ange­ ordneten Piezopartikel 1 sind vorzugsweise vereinzelt und räum­ lich voneinander getrennt. Ferner können zumindest einige der statistisch angeordneten Piezopartikel 1 auch in Clustern 7 auftreten. In diesen Clustern 7 sind die Piezopartikel 1 sehr dicht beieinander und/oder berühren sich sogar. Der Anteil der Piezopartikel 1 an einer erfindungsgemäßen Klebeverbindung 3 beträgt sinnvollerweise 10-80 Vol-%, bevorzugt 30-70 Vol% und besonders bevorzugt 40-60 Vol%.
Die einzelnen Partikelpolarsationen 2 weisen eine Vorzugsrich­ tung auf. Daher ergibt sich für die Klebeverbindung 3 in der Gesamtheit eine (Gesamt-)Polarisation 12, die von Null ver­ schieden ist. Die Ausrichtung der Partikelpolarisation 2 kann bspw. durch das Anlegen eines elektrischen Feldes während der Herstellung der Klebeverbindung 3 und/oder während des Auftrags der Klebeverbindung 3 vorgenommen werden.
In Fig. 4 ist ebenfalls eine schwingungsdämpfende Klebeverbin­ dung 3' dargestellt. Im Gegensatz zu dem vorhergegangenen Aus­ führungsbeispiel sind hier aber die einzelnen von Null ver­ schiedenen Partikelpolarisationen 2 in ihrer Gesamtheit statis­ tisch ausgerichtet, so daß die Gesamtpolarisation 12 der Klebe­ verbindung 3' gleich Null ist; d. h. für die einzelnen von Null verschiedenen Partikelpolarisation 2 existiert keine Vorzugs­ richtung.
In Fig. 5 sind zwei Bauteile dargestellt, die durch eine schwingungsdämpfende Klebeverbindung 3" miteinander verklebt sind.
Bei den Klebeverbindung kann es sinnvoll sein, anstelle gängi­ ger Klebermaterialien ein klebewirksames bzw. klebewirksame und piezoelektrisch aktive Polymere 6 zu verwenden. Ein vorteilhaf­ tes Beispiel hierfür ist das thermoplastische Copolymer aus Vi­ nylidenfluorid und Triflurethylen (VDF und TrFE), das im Gegen­ satz zum gängigen polymeren Piezostandardmaterial Polyvinylden­ difluorid (PVDF) ohne Streckprozesse aktivierbar ist. Desweite­ ren können auch polymerisierbare piezoaktive Harze, wie z. B. in DE 38 19 947 A1 beschrieben, als Kleber-Matrix verwendet wer­ den.
Aus Kostengründen ist es zweckmäßig, als Bindermatrix ein pie­ zoinaktives, hochohmiges Polymer 6 bzw. dessen Vorstufen zu verwenden und nach bekannten Verfahren zu verarbeiten.
Ein Beispiel für ein thermoplastisches Polymer ist das als Feinpulver verfügbare Polyvinyldendifluorid/Heaxafluor­ propylen-Copolymer (PVDF-HFP), Typ Kynarflex 2801 GL, Elf Ato­ chem. Dies kann vorteilhafterweise in trockener Form homogen gemischt und anschließend z. B. durch Heißpressen zu Filmen ver­ arbeitet werden.
Ebenfalls möglich ist die Verwendung von bekannten polymeren bzw. vernetzbaren polymeren Bindern in Form von Lösungen oder Dispersionen. Ferner sind polymerisierbare Harze z. B. aus der Stoffklasse der Urethane, Ester und Epoxyde zu verwenden, die unverdünnt oder gegebenenfalls auch mit Lösemittel verdünnt eingesetzt werden können.
Ein als Film vorgefertigter Kleber dann insbesondere in der Art eines Klebestreifen, der bspw. durch elektromagnetische Strah­ lung wie IR oder auch durch Hitze aktivierbar ist, im Bereich der späteren Klebeverbindung eingelegt werden.
Als weitere Ausführungsform ist es möglich piezoaktive Polymere in Partikel- oder Plättchenform anstelle der keramischen Piezo­ partikel in eine piezoinaktive Polymeratrix einzubringen.
Der Mechanismus, auf dem die gute dämpfende Wirkung des erfin­ dungsgemäßen Klebers beruht, ist noch nicht abschließend ge­ klärt. Möglicherweise kann es sich hierbei um Oberflächen- und/oder Grenzflächeneffekte handeln.
Im Hinblick auf die Anwendung macht es Sinn, wenn die Klebever­ bindung 3, 3', 3" als bspw. verklebbare Folie, als Klebe-Raupe und/oder wie ein Lack aufgetragen, insbesondere gespritzt wird.
Des weiteren kann der dämpfende Effekt einer vorzugsweise voll­ flächig, aber zumindest innerhalb der schwingenden Oberfläche angebrachten Beschichtung 3, 3' - je nach verwendetem Polymer 6 - noch dadurch verbessert werden, daß der Klebeverbindung 3, 3', 3" zur Verbesserung der Ableitung der Ladungen der Piezo­ partikel 1 noch Leitmittelzusätze zugegeben werden. Als Leit­ mittelzusätze wird bevorzugt Kohlenstoff (Graphit) und/oder Me­ tallpulver eingesetzt.
In Fig. 6 ist ein Diagramm einer Probe dargestellt, in dem der Verlustfaktor über der Frequenz einer Probe maßstabsgerecht aufgetragen ist, die entsprechend dem später beschriebenen Bei­ spiel 2 hergestellt wurde.
Der Verlustfaktor d ist der Quotient aus Imaginärteil E" und Realteil E' des komplexen Elastizitätsmoduls oder des Tangens des Phasenwinkels ∅. Wobei ∅ der Phasenwinkel zwischen mecha­ nischer Spannung und Verformung ist [DIN 53440, Ausgabe Jan. 1994, Teil 2, Abschnitt 2.4].
d = E"/E' = tan
d = Verlustfaktor
E" = Verlustmodul: Maß für die, bei der Schwingung nicht wie­ dergewinnbare Energie
E' = Speichermodul: Maß für die wiedergewinnbare Energie, die beim Verformungswechsel während der Schwin­ gung umgesetzt wird.
= Phasenwinkel
Damit stellt der Verlustfaktor ein Relativmaß für die Energie­ verluste bei der Schwingung im Vergleich zur wiedergewinnbaren Energie dar.
Der Verlustfaktor kann sowohl über den Zeitbereich aber auch aus der Frequenzdarstellung ermittelt werden. Zweckmäßigerweise erfolgt die Berechnung des Verlustfaktors bei abklingender Bie­ geschwingung.
Hierzu wird ein mit dem erfindungsgemäßen ausgehärteten Kleber versehener Biegeschwingstab mit genau definierter Kraft zu er­ zwungenen Schwingungen erregt. Nach Abschalten der Kraft führt der Biegeschwingstab (Substrat 9) freie gedämpfte Biegeschwin­ gungen aus. Der Verlustfaktor kann bei abklingender Biege­ schwingung über das 10 g. Dekrement oder über die Nachhallzeit berechnet werden. Die Nachhallzeit ist die Dämpfungsgröße im Falle abklingender Schwingungen. Sie ist definiert als Zeit­ spanne, in der die Amplitude der gedämpften Schwingung auf 1/1000 ihres Anfangswertes oder um 60 Dezibel (dB) abnimmt. An Stelle der Nachhallzeit wird als Dämpfungsgröße auch der Rezip­ rokwert, die Amplitudenabnahme in Dezibel (dB) je Zeit (Dt) be­ nutzt [DIN 53440, Ausgabe Jan. 1994, Teil 1, Abschnitt 2.3].
Zum Vergleich des internen Dämpfungsvermögens einer erfindungs­ gemäßen Klebeverbindung 3, 3', 3" wurde der Verlustfaktor ei­ ner Probe ohne äußere Beschaltung eines ohmschen Widerstandes (quadratische Maßpunkte) und einer Probe mit Beschaltung eines äußeren Widerstandes (dreieckige Meßpunkte) aufgenommen.
Der Unterschied zwischen den beiden Meßreihen ist im Bereich der Meßgenauigkeit angesiedelt. Weitere Versuche, bei denen der Wert des ohmschen Widerstands variiert wurden, ergaben gleich­ artige Ergebnisse.
Ferner zeigt der Vergleich von gepolten und ungepolter Refe­ renzproben ohne Zusatz von Leithilfe einen drastischen Anstieg der Dämpfungseigenschaften bei den gepolten Proben (siehe Fig. 7 und Fig. 8, jeweils gepolte und ungepolte Referenzprobe).
Daher ist unzweifelhaft festzustellen, daß wider Erwarten die Schwingungsdämpfung allein eine Eigenschaft der erfindungsgemä­ ßen Klebeverbindung 3, 3', 3" ist. Möglicherweise werden hier­ bei die durch den Piezoeffekt gebildeten Oberflächenladungen ü­ ber interne ohmsche Ströme ausgeglichen.
Hilfreich ist für diesen Effekt diesen Ladungsausgleich durch die Zugabe von Leitmitteln wie Metallpulver, Graphit, leitfähi­ ge Polymere oder dgl. zu unterstützen. Dies kann insbesondere sinnvoll sein, wenn bei der Herstellung der Klebeverbindung 3, 3', 3" vorgepolte Piezopartikel verwendet werden.
In den Fig. 7 und 8 sind Diagramme dargestellt, in denen der Verlustfaktor über der Frequenz einer Probe maßstabsgerecht aufgetragen ist.
Für die Prüfung der Schwingungsdämpfung, für die der Verlust­ faktor ein Maß ist, wurden die nachfolgend Beispiel 1 und 2 be­ schriebenen Proben durch Bedampfen mit Aluminium kontaktiert und bei 10 kV/mm in einem Silkonbad bei 120°C gepolt (dreieckige Meßpunkte). 4 Streifen (Breite 1 cm, Einzellänge 4 cm) wurden hintereinander auf einen Metallstreifen (Länge 20 cm, Dicke 1,0 mm, Breit 1,1 mm) aufgeklebt. Die Schwingundsdämpfung wurde in Anlehnung an Biegeschwingversuch, DIN 53440 gemessen und ausge­ wertet. Für Vergleichsmessungen wurden auch ungepolte Probe­ streifen (quadratische Meßpunkte) präpariert.
Beispiel 1
56,2 Volumen% feingemahlenes PZT-Pulver (PbZrTitanat) mit einer spezifischen Oberfläche von ca. 5 m2/g (Typ 501A Ultasonic- Powders) und 43,8 Vol% thermoplastisches Polymerfeinpulver (PVDF/HFP-Copolymer, Typ Kynarflex 2801 GL, Elf Atochem) wurden in einem Taumelmischer trocken durchgemischt und Aliqoute hier­ von in einer Pressform heiß gepresst (30 min/200°C/3,3 kN/cm2), so daß 0,5 mm dicke Folien entstanden.
Beispiel 2
56,2 Volumen% feingemahlenes PZT-Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von ca. 1 m2/g (Typ 501A Ultasonic-Powders) und 43,8 Vol-% thermoplastisches Polymerfeinpulver (PVDF/HFP-Copolymer, Typ Kynarflex 2801 GL, Elf Atochem) wurden in einem Taumelmi­ scher trocken durchgemischt und Aliqoute hiervon in einer Pressform heiß gepresst (30 min/200°C/3,3 k N/cm2), so daß 0,5 mm dicke Folien entstanden.
In beiden Diagrammen ist eine deutliche Erhöhung des Verlust­ faktors bei den gepolten Proben; d. h. bei den Proben, deren Piezopartikel 1 eine von Null verschiedene Partikelpolarisation 2 aufweisen, zu erkennen.
Bei den Proben gemäß Beispiel 1 bzw. 2 sind die quantitativen Kenngrößen sowohl hinsichtlich der Materialien, hinsichtlich deren Zusammensetzung und auch hinsichtlich der Herstellung völlig identisch. Einziger Unterschied ist die spez. Oberfläche und damit die mittlere Korngröße der Piezopartikel 1 der Pro­ ben.
Ein Vergleich des Diagramms 7 mit dem Diagramm 8 zeigt, daß bei der feinkörnigern Probe (Beispiel 1, Fig. 7) der Verlustfaktor und damit die Dämpfungswirkung einer erfindungsgemäßen Klebe­ verbindung 3, 3', 3" über einen breiten, innerhalb des Hörba­ ren angeordneten Frequenzbereich (880 Hz bis 5200 Hz) größer ist als der Verlustfaktor der grobkörnigen Probe (Beispiel 2, Fig. 8).
Des weiteren ist erkennbar, daß die feinkörnigere Probe (Bei­ spiel 1, Fig. 7) im unteren Frequenzbereich (880 Hz bis 2200 Hz) sogar um ein Vielfaches besser dämpft als die grobkörnigere Probe (Beispiel 2, Fig. 8).
Im folgenden werden unterschiedliche Kleber zur Herstellung ei­ ner erfindungsgemäßen Klebeverbindung 3, 3', 3" auf einem Sub­ strat 9 vorgestellt.
Für den Fall großflächiger Klebeflächen, wie bspw. Karosserie­ bleche und/oder sonstiger Verkleidungen, ist es bspw. sinnvoll, ein Kleber in Form einer Folie vorzufertigen. Die später die Klebeverbindung 3, 3', 3" bildende Folie, die vorzugsweise auf das/die Bauteil(e) aufgeklebt werden kann, beinhaltet sinnvoll­ erweise bereits die Piezopartikel 1.
Die Piezopartikel 1 können bereits ihre von Null verschiedene Partikelpolarisation 2 aufweisen, bevor sie zur Herstellung der Folie herangezogen werden. Ferner können Sie auch erst während der Herstellung der Folie polarisiert werden. Bei dieser Vorge­ hensweise und der Verwendung von bereits eine von Null ver­ schiedene Partikelpolarisation 2 aufweisenden Piezopartikel 1, können die Partikelpolarisationen 2 der jeweiligen Piezoparti­ kel 1 zusätzlich noch im Kollektiv ausgerichtet werden.
Hierbei ist darauf zu achten, daß die Temperatur bei der Her­ stellung der Folie nicht zu hoch ist, damit sich die einzelnen Piezopartikel 1 nicht wieder entpolarisieren; d. h. ihre Parti­ kelpolarisation 2 verlieren.
Des weiteren ist es möglich eine Folie zu verwenden, deren Pie­ zopartikel 1 erst beim Aufbringen der Folie auf das Bauteil po­ larisiert werden. Dies kann bspw. durch das Anlegen eines elektrischen Feldes während des Aufbringens der Folie auf das Bauteil vorgenommen werden.
Hier können aber auch anstelle unpolarisierter Piezopartikel 1 auch bereits eine Partikelpolarisation 2 aufweisende Piezopar­ tikel 1 eingesetzt und diese zusätzlich im Kollektiv ausgerich­ tet werden.
In besonderer und billiger Weise ist es möglich, eine erfin­ dungsgemäße Klebeverbindung 3, 3', 3" auch in der Art eines Lackes mit einem der bekannten Verfahren, wie (Druckluft-) Spritzen, Tauchlackieren, Pulverlackieren usw. auf das Bauteil aufzutragen.
Hierzu kann beispielsweise ein Kleber verwendet werden, der au­ ßer den normalen klebewirksamen Bestandteilen und/oder deren Ausgangsmaterialien zusätzlich noch die zweckmäßigerweise schon die Partikelpolarisation 2 aufweisenden Piezopartikel 1 bein­ haltet.
Des weiteren ist es möglich die Piezopartikel 1 erst beim Auf­ trag oder noch im flüssigem Kleber zu polarisieren. In den bei­ den letzten Fällen können auch bereits eine Partikelpolarisati­ on 2 aufweisende Piezopartikel 1 zusätzlich im Kollektiv ausge­ richtet werden.
Bevorzugte Anwendungsgebiete der Erfindung sind im Fahrzeugbau und in der Luftfahrt und hierbei insbesondere bei der Schwin­ gungs- und/oder Schalldämpfung von Komponenten bevorzugt von insbesondere Karosserien (von Kraftfahrzeug oder Flugzeugen, Hubschraubern usw.) und/oder sonstigen Verkleidungsteilen zu sehen.

Claims (21)

1. Klebeverbindung von Bauteilen mit einem im Klebebereich zwi­ schen den Bauteilen zumindest bereichsweise angeordneten Kle­ ber, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeverbindung ein Polymermatrix aus einem klebewirk­ samen Matrixpolymer (6) aufweist, daß in der Polymermatrix gra­ nulat- und/oder korn- und/oder plättchenförmigen Piezopartikeln (1) eingebettet sind, daß Piezopartikel (1) zumindest 10 Vol-% der Klebeverbindung einnehmen und daß zumindest einige der Pie­ zopartikel (1) für sich jeweils eine von Null verschiedene Po­ larisation - im folgenden Partikelpolarisation (2) genannt - aufweisen.
2. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixpolymer (6) der Beschichtung (3, 3', 3") hochoh­ mig (≧ 1010 Ωcm) ist.
3. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeverbindung (3, 3', 3") bei Verwendung vorgepolter Piezopartikel einen Widerstand von ≧ 104 Ωcm aufweist.
4. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixpolymer (6) der Klebeverbindung (3, 3', 3") be­ vorzugt piezoinaktiv ist.
5. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeverbindung (3, 3', 3") Leitmittelzusätze wie Koh­ lenstoff, Metallpulver und/oder ein leitfähiges Polymer auf­ weist.
6. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Piezopartikel (1) aus keramischem Pulver­ material, z. B. PbZrTitanat ist.
7. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Piezopartikel (1) aus piezoaktivem Po­ lymermaterial besteht, z. B. aus Polyvinylidendifluorid (PVDF) oder aus einem PVDF-Copolymer z. B. aus Vinylidenfluorid und Triflurethylen (VDF und TrFE) oder aus einem polymerisierbarem piezoaktivem Harz ist.
8. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Piezopartikel (1) an der Klebeverbindung (3, 3', 3") 10-80 Vol-%, bevorzugt 30-70 Vol-% und besonders be­ vorzugt 40-60 Vol-% beträgt.
9. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spez. Oberfläche der Piezopartikel (1) zwischen 0,1 und 100 m2/g, bevorzugt zwischen 0,5 und 10 m2/g beträgt.
10. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige von Null verschiedene Partikelpolarisation (2) der einzelnen Piezopartikel (1) innerhalb der Klebeverbin­ dung (3, 3', 3") willkürlich, vorzugsweise statistisch ausge­ richtet sind.
11. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der jeweiligen von Null verschiedenen Parti­ kelpolarisationen (2) aller Piezopartikel (1) innerhalb der Be­ schichtung (3, 3', 3") eine Gesamtpolarisation (8) aufweist.
12. Kleber zur Herstellung einer Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber das Matrixpolymer (6) und/oder dessen Ausgangs­ materialien aufweist und daß die Piezopartikel (1) mit dem Po­ lymer (6) und/oder dessen Ausgangsmaterialien miteinander ver­ mischt sind.
13. Halbzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber (3, 3', 3") eine vorgefertigte Folie ist, die zum späteren vorzugsweise klebenden Auftrag auf ein Bauteil vorgesehen ist, daß die Folie eine klebewirksames Matrixpolymer (6) aufweist, daß in dem Matrixpolymer (6) granulat- und/oder korn- und/oder plättchenförmigen Piezopartikeln (1) eingebettet sind.
14. Kleber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Piezopartikel (1) bereits in dem Kle­ ber für sich eine von Null verschiedene Partikelpolarisation (2) aufweisen.
15. Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Matrixpolymer (6) und/oder dessen Ausgangsmateria­ lien sowie den Piezopartikeln (1) in bekannter Weise ein parti­ kelhaltiger Kleber hergestellt wird, wobei Piezopartikel (1) mit bereits von Null verschiedener Partikelpolarisation (2) verwendet werden und daß der Kleber im Bereich der späteren Klebeverbindung (3, 3', 3") auf die Bauteiloberfläche aufge­ bracht wird.
16. Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Matrixpolymer (6) und/oder dessen Ausgangsmateria­ lien sowie den Piezopartikeln (1) in bekannter Weise ein parti­ kelhaltiger Kleber hergestellt wird und daß die Partikelpolari­ sation (2) zumindest einiger Piezopartikel (1) bei oder nach der Folienherstellung orientiert wird und daß der Kleber im Be­ reich der späteren Klebeverbindung auf die Bauteiloberfläche aufgebracht wird.
17. Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Matrixpolymer (6) und/oder dessen Ausgangsmateria­ lien sowie den Piezopartikeln (1) in bekannter Weise ein parti­ kelhaltiger Kleber hergestellt wird, daß der Kleber im Bereich der späteren Klebeverbindung (3, 3', 3") auf die Bauteilober­ fläche aufgebracht, vorzugsweise geklebt wird und daß die Par­ tikelpolarisation (2) zumindest einiger Piezopartikel (1) bei oder nach der Aufbringung des Klebers orientiert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber vor dem Auftrag als Folie ausgebildet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber in der Art eines Lackes aufgetragen wird.
20. Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung nach An­ spruch 1, mittels eines bekannten Auftragsverfahrens wie Sprit­ zen oder dgl. dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kleber aus dem Matrixpolymer (6) und/oder dessen Aus­ gangsmaterialien sowie aus Piezopartikeln (1), die bereits eine von Null verschiedene Partikelpolarisation (2) aufweisen, ge­ bildet und vorzugsweise innig miteinander vermischt wird und
daß der Kleber im Bereich der späteren Klebeverbindung (3, 3', 3") flüssig oder halbfest als Klebe-Raupe auf die Bauteilober­ fläche aufgetragen wird.
21. Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kleber aus dem Matrixpolymer (6) und/oder dessen Aus­ gangsmaterialien sowie aus Piezopartikeln (1) gebildet und vor­ zugsweise innig miteinander vermischt wird, daß der Kleber im Bereich der späteren Klebeverbindung (3, 3', 3") flüssig auf die Bauteiloberfläche aufgetragen wird und daß die Partikelpo­ larisation (2) zumindest einiger Piezopartikel (1) während des Auftrags und/oder nach dem Auftrag des Klebers orientiert wird.
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