DE102004034795A1

DE102004034795A1 - Verfahren zur Verklebung von Gegenständen

Info

Publication number: DE102004034795A1
Application number: DE200410034795
Authority: DE
Inventors: Elke Ehrmann; Rüdiger Bastian
Original assignee: Klebchemie MG Becker GmbH and Co KG
Current assignee: Kleiberit SE and Co KG
Priority date: 2004-07-19
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2006-03-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Primär-losen Verklebung von Gegenständen und die Verwendung von Trockeneis zur Verklebungsvorbereitung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Primer-losen Verklebung von Gegenständen und die Verwendung von Trockeneis zur Verklebungsvorbereitung.
Die Verklebung von Gegenständen ist – insbesondere im industriellen Bereich – ein Prozess, der genau zu führen ist, um adäquate Verklebungsergebnisse zu erzielen. Für ein gutes Verklebungsergebnis ist sicherzustellen, dass eine gleichmäßige und dauerhafte Verklebung erfolgt. Im Regelfall vieler Anwendungen, etwa bei der Verklebung von Kunststoffen miteinander, wie bei Fensterprofilen, auf welche Schutz- und/oder Zierfolien aufzukleben sind, muß zunächst der Untergrund vorbehandelt werden, um gute Verklebungsergebnisse zu erzielen. Dafür wird ein Material (Primer) aufgetragen, welches dafür sorgt, dass sich der später aufzutragende Klebstoff mit dem Kunststoffträger des Grundkörpers innig verbindet. Der Primer dient somit zur Haftvermittlung durch Einwirkung auf die Oberfläche des zu verklebenden Gegenstandes.
So hindern bei der Verklebung von Kunststoffen häufig darin enthaltene Zusatzstoffe, wie Gleitmittel, die Klebmittelhaftung. Gleitmittel spielen bei der Kunststoffherstellung eine wichtige Rolle und bestehen beispielsweise aus Montanwachs, Fettsäureestern, Chlorparaffinen oder Erdalkaliseifen.

Üblicherweise wird eine Primerschicht von etwa 1-30 μm aufgetragen. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass der Gegenstand auf einer Förderbahn an einer Auftragevorrichtung wie einem Wischfilz entlang bewegt wird.

Der Primer enthält häufig ein Polyesterharz, das in leichtflüchtigen, organischen Lösemitteln wie Dichlormethan gelöst ist. Die Verwendung von Primern, die auf leichtflüchtige, organische Lösemittel basieren, ist jedoch in zunehmendem Maß aus verschiedenen Gründen unerwünscht. So ist beispielsweise das Entfernen des in der Luft befindlichen gasförmigen Lösemittels kostspielig.

Wasserbasierte Primer, wie sie beispielsweise in DE 44 28 382 A1 offenbart sind, vermeiden die oben beschriebenen Probleme, haben jedoch den Nachteil, dass in herkömmlichen Anlagen zwischen Auftragung des Primers und Verklebung die Einwirkzeit zu gering ist und/oder es so viel Material aufgetragen werden muss, dass auf Grund der geringen Dampfdrücke keine ausreichende Trocknung des Primers erfolgen kann.

Es besteht daher ein Bedarf, Verfahren zum Verkleben von Gegenständen zu entwickeln, für die eine Verwendung von Primern nicht erforderlich ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, verbesserte Verfahren zur Verklebung von Gegenständen bereitzustellen, die das Aufbringen eines Primers zur Verklebungsvorbereitung überflüssig machen.

Dementsprechend umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Primer-losen Verklebung von zwei Gegenständen einen Verklebungsvorbereitungsschritt, der durch die Behandlung eines oder beider Gegenstände mit Trockeneis gekennzeichnet ist.

Es wurde nämlich überraschend gefunden, dass die Behandlung eines Gegenstandes, wie einem Kunststoff, mit Trockeneis nicht nur die an sich im Stand der Technik bekannte Reinigungswirkung entfaltet, sondern dass die Einwirkung zudem den Kunststoff derart konditioniert, dass eine ausreichende Haftvermittlung für Klebstoffe erreicht und somit auf das Aufbringen eines Primers verzichtet werden kann.

Bei Trockeneis handelt es sich um Kohlendioxid in fester Form, das bei normalem Umgebungsdruck vom festen Zustand unmittelbar in den gasförmigen Zustand übergeht (sublimert).

Vorteilhaft wird die Oberfläche eines oder beider zu verklebenden Gegenstände mittels Trockeneisstrahlen (Englisch: „Dry Ice blasting") behandelt. Hierbei werden meist kleine Trockeneis-Pellets mit hohem Druck auf die Oberfläche geschleudert. Solche Trockeneis-Strahlanlagen werden zum Beispiel von der Firma IceTech A/S (Bramming, Dänemark) hergestellt und vertrieben.

In DE 199 44 390 A1 wird beispielsweise ein Verfahren beschrieben, das die allgemeine Reinigungswirkung eines solchen Strahlverfahrens hervorhebt.

Weiter wurde überraschend gefunden, dass bei Behandlung eines Kunststoffs mit Trockeneis bereits eine Änderung der Oberflächenenergie um ca. 5 mN/m erzielt wurde, die mit derjenigen vergleichbar ist, wie sie unter Verwendung von Primern erzielt wird.
Die Oberflächenenergie ist hier ein Maß für die Polarität der Oberfläche. Je polarer die Oberfläche eines Kunststoffs ist, desto besser können Klebstoffe wie Polyurethan-Kleber haften.
Typischerweise hat ein nicht vorbehandelter PVC-Kunststoff einen Oberflächenenergiewert von unter 30 mN/m, während nach Aufbringen des Primers ein Wert von etwa 35 mN/m gemessen wird. Wie oben ausgeführt, reicht bereits die Anwendung eines Trockeneisstrahlverfahrens, um eine ausreichend konditionierte Kunststoffoberfläche zu erzielen.
Die Oberflächenenergie kann beispielsweise durch Randwinkelmessungen oder Testtinten, wie sie etwa die Firma Arcotec Oberflächentechnik GmbH (Mönsheim, Deutschland) vertreibt, bestimmt werden.
Idealerweise erfolgt nach der Verklebungsvorbereitung durch Behandlung mit Trockeneis ohne weitere Vorbereitungsschritte das Aufbringen des Klebstoffes auf einen oder beide Gegenstände, bevor diese zwecks Verklebung miteinander in Kontakt gebracht werden.
Normalerweise besteht einer oder beide der zu verklebenden Gegenstände aus Kunststoff. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch auf Aluminium oder Legierungen hiervon, wie sie beispielsweise im Fensterbau verwendet werden, angewendet werden.
Der Kunststoff besteht hierbei typischerweise aus Thermoplasten, wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyvinylchlorid (PVC), Polyacrylaten oder Polymethacrylate, oder Mischungen hiervon. Vorzugsweise besteht der Kunststoffgegenstand aus PVC oder Polypropylen.
Vorzugsweise erfolgt die Gegenstandsverklebung durch flächiges Aufbringen des Klebstoffes auf einen Gegenstand. Anschließend wird ein weiterer Gegenstand aufgebracht. Alternativ kann der Klebstoff auch auf beide Gegenstände aufgebracht werden. Wird nur auf einen Gegenstand der Klebstoff aufgebracht und erfolgt die Vorbehandlung mit Trockeneis auch nur mit einem Gegenstand, so erfolgt das Aufbringen des Klebstoffs bevorzugt auf dem nicht mit Trockeneis vorbehandelten Gegenstand. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere geeignet, wenn es sich bei dem zweiten Gegenstand um eine Folie handelt, die vorzugsweise nicht mit Trockeneis vorbehandelt ist, und der vorbehandelte erste Gegenstand ein vorzugsweise lang gestrecktes Werkstück ist, wie beispielsweise ein PVC-Profil von Fenstern oder Fensterbänken.
Bei der flächigen Verklebung ist es wichtig, dass eine über die Fläche hinreichend gleichmäßige und konstante Verklebung erreicht wird, was sich insbesondere in guten Verklebungsergebnissen niederschlägt.
Die flächige Verklebung kann vorzugsweise als Ummantelung, d.h. ganz oder teilweise umhüllt, oder als Folierung eines Trägers mit einer vergleichsweise dünnen Folie erfolgen. Vorzugsweise beträgt die Foliendicke hierbei 20 bis 400 μm. Hier wird typischerweise der dickere Träger vorbereitet und dann von der Folie ummantelt. Nie oben bereits ausgeführt kann es sich bei der Ummantelung auch um PVC-Profile handeln, wie sie im Fassadenbau, bei Fenstern oder Fensterbänken und dergleichen üblich sind.
Die Verklebung und die Vorbereitung der Verklebung liefern auch dann gute Ergebnisse, wenn der Gegenstand entsprechend profiliert ist und gegebenenfalls sogar bereits durch Koextrusion gebildete Gegenstände vorbereitet werden. So können Dichtlippen und dergleichen in einem später zu ummantelnden Profil vorgesehen werden und auch bei solchen komplex geformten Gegenständen liefert das erfindungsgemäße Verfahren gute Ergebnisse.
Der aufzubringende Gegenstand, wie etwa eine Folie, besteht vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff, wie beispielsweise PVC, Polyacrylat oder Polyester. Insbesondere bei der Folienummantelung kann die Folie auch aus einem Holzfurnier bestehen.
Der nach dem Verklebungsvorbereitungsschritt aufgebrachte Klebstoff kann ein lösemittelhaltiger Klebstoff (beispielsweise auf Polyesterbasis) sein, vorzugsweise ist dieser jedoch lösemittelfrei, so dass sowohl der Vorbereitungsschritt als auch der Klebevorgang ohne Lösemittel durchgeführt werden können, was ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist.
Vorzugsweise wird der Klebstoff in einer Stärke von 10 bis 150 μm nach bekannten Methoden aufgebracht.
Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen Klebstoff auf Polyurethan- (PUR-) Basis, insbesondere um reaktive PUR-Schmelzklebstoffe wie sie beispielsweise von der Anmelderin als Kleiberit^® PUR Serie vertrieben werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Trockeneis zur Primerlosen Verklebungsvorbereitung von Gegenständen.

Claims

Verfahren zur Primer-losen Verklebung von zwei Gegenständen umfassend einen Verklebungsvorbereitungsschritt durch Behandlung eines oder beider Gegenstände mit Trockeneis.
Verfahren nach Anspruch 1 weiterhin umfassend das Aufbringen eines Klebstoffes auf einen oder beide Gegenstände.
Verfahren nach Anspruch 2 weiterhin umfassend das Inkontaktbringen beider Gegenstände zwecks Verklebung.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei einer oder beide der zu verklebenden Gegenstände unabhängig voneinander aus Kunststoff, Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylchlorid und Polyproylen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein erster zu verklebender Gegenstand ein lang gestreckter profilierter Gegenstand, insbesondere ein Fensterprofil, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Klebstoff flächig aufgebracht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Klebstoff lösemittelfrei ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Klebstoff ein Polyurethan ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, wobei die aufgebrachte Klebstoffdicke 10 bis 150 μm beträgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, wobei der zweite der zu verklebenden Gegenstände eine, vorzugsweise nicht mit Trockeneis vorbehandelte, Folie ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Folie eine Dicke von 20 bis 400 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Folie zur Ummantelung dient.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13, wobei der zweite zu verklebende Gegenstand aus PVC, Polyacrylat, Polyester oder aus einem Holzfurnier besteht.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Behandlung zur Verklebungsvorbereitung mit Trockeneis-Pellets durchgeführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Behandlung zur Verklebungsvorbereitung durch Trockeneisstrahlen erfolgt.
Verwendung von Trockeneis zur Primer-losen Verklebungsvorbereitung von Gegenständen.