DE102009014387A1

DE102009014387A1 - Verfahren zur Fixierung von Metallteilen auf Kunststoffen mit hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmitteln, insbesondere mit hitzeaktivierbaren Folien

Info

Publication number: DE102009014387A1
Application number: DE200910014387
Authority: DE
Inventors: Marc Dr. Husemann; Matthias Koop
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2010-09-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verklebung magnetisierbarer Materialien auf nicht-magnetisierbaren Bauteilen, insbesondere von Metallteilen auf Kunststoffen für portable Konsumgüterelektronik-Artikel. Das Verfahren beruht auf der Nutzung von Dauer- und/oder Elektromagneten zur Fixierung der Metallteile auf den Kunststoffen, um ein Verrutschen der Metallteile während der Hitzeaktivierung des Haftmittels, selbst an geneigten bis hin zu über Kopf positionierten Kunststoffoberflächen, weitestgehend zu vermeiden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verklebung magnetisierbarer Materialien auf nicht-magnetisierbaren Bauteilen, insbesondere von Metallteilen auf Kunststoffen für portable Konsumgüterelektronik-Artikel. Das Verfahren beruht auf der Nutzung von Dauer- und/oder Elektromagneten zur Fixierung der Metallteile auf den Kunststoffen, um ein Verrutschen der Metallteile während des gesamten Verklebungsprozesses, selbst an geneigten bis hin zu über Kopf positionierten Kunststoffoberflächen, weitestgehend zu vermeiden.
Zur Verklebung von Metallteilen auf Kunststoffen werden üblicher Weise doppelseitige Haftklebebänder eingesetzt. Die hierfür erforderlichen Klebkräfte genügen einer Fixierung und Befestigung der Metallbauteile auf den Kunststoffen. Als Metalle werden bevorzugt Stahl, Edelstahl sowie Stahl mit Chromierungen eingesetzt. Als Kunststoffe werden z. B. PVC, ABS, PC, PPA, PA oder Blends basierend auf diesen Kunststoffen eingesetzt. Für portable Konsumgüterelektronikartikel steigen jedoch stetig die Anforderungen. Zum Einen werden diese Artikel immer kleiner, so dass damit auch die Verklebungsflächen geringer werden. Zum Anderen muss die Verklebung zusätzliche Anforderungen erfüllen, da portable Artikel in einem größeren Temperaturbereich eingesetzt werden und zudem mechanischer Belastung, wie Stößen, Stürzen usw., ausgesetzt werden können. Diese Voraussetzungen sind besonders problematisch für Metallverklebungen auf Kunststoffen. Der Kunststoff kann bei einem Sturz einen Teil der Energie absorbieren, während Metalle sich gar nicht verformen. In diesem Fall muss das Klebeband einen Großteil der Energie absorbieren. Dies kann in besonders effizienter Weise durch den Einsatz hitzeaktivierbarer Folien geschehen, die eine besonders hohe Klebkraft nach ihrer Aktivierung ausbilden können. Des Weiteren sind die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Metalle und Kunststoffe ein Problem. So können bei raschen Temperaturwechseln Spannungen zwischen den Kunststoff- und Metallbauteilen auftreten.
Die bekannten hitzeaktivierbaren Klebemassen können in zwei Kategorien eingeteilt werden, und zwar in a) thermoplastische hitzeaktivierbare Folien und b) reaktive hitzeaktivierbare Folien.
Die thermoplastischen hitzeaktivierbaren Folien sind seit langem bekannt und basieren beispielsweise auf Polyestern oder Copolyamiden. Kommerziell erhältliche Folien gibt es von den Firmen 3M (Produkte 615, 615S) oder tesa (Produkt 8441). Generell können auch reaktive hitzeaktivierbare Folien eingesetzt werden. Die reaktiven Folien zeichnen sich durch eine bedeutend bessere Dimensionsstabilität aus, wenn die elastomere Komponente eine hohe Elastizität aufweist. Weiterhin ermöglichen die Reaktivharze eine Vernetzungsreaktion, durch die die Verklebungsfestigkeit deutlich erhöht wird. So lassen sich für diese Verklebung beispielsweise hitzeaktivierbare Folien auf Basis von Nitrilkautschuken und Phenolharzen einsetzen, wie beispielsweise das Produkt 8431 der Firma tesa.
Die genannten hitzeaktivierbaren Folien a) und b) weisen allerdings auch Nachteile während der Verarbeitung auf, weil sie vor der Hitzeaktivierung keine eigene Haftklebrigkeit aufweisen, wie beispielsweise die zuvor genannten Haftklebemassen. Dies kann beispielsweise bei einer senkrechten Verklebung zu Problemen führen, denn die mit der hitzeaktivierbaren Folie versehenen Metallteile können vor der Verklebung leicht abrutschen. Aber auch bei einer Verklebung auf annähernd horizontaler Ausrichtung kann es zu Verrutschungen kommen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die zu verklebenden Bauteile automatisch transportiert werden und insbesondere wenn sie sehr klein sind.
Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems besteht in der Verwendung von tackigen hitzeaktivierbaren Folien. Dazu werden üblicherweise haftklebrige Punkte auf eine nicht-tackige, hitzeaktivierbare Folien aufgedruckt oder damit beschichtet, um eine gewisse Haftklebrigkeit einzustellen. Bekannte kommerziell erhältliche Produkte, die auf diesem Prinzip basieren sind von 3M unter der Bezeichnung 615ST auf dem Markt. Ein nicht zu unterschätzender Nachteil bei der Verwendung von haftklebrigen Punkten, ist eine reduzierte Verklebungsfestigkeit des verklebten Verbundes. Zwischen den verklebten Teilen kann sich nicht mehr die Härte der Verklebung aufbauen, die sie ohne Haftklebepunkte aufweist. Ein weiterer Nachteil besteht in der Repositionierbarkeit, die mit nicht klebrigen Folien deutlich einfacher ist.
Somit besteht weiterhin der Bedarf an einer Lösung zur Überwindung der genannten Nachteile.
Der Erfindung liegt in Anbetracht der genannten Probleme die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Verklebung von hitzeaktivierbaren Klebstofffolien zum Befestigen von Teilen, insbesondere von Metallteilen auf anderen Bauteilen, wie auf Kunststoffen, für portable Konsumgüterelektronikartikel zur Verfügung zu stellen, welches auch eine Verklebung an geneigten Oberflächen, beispielsweise senkrechten Oberflächen, ermöglicht und ein Verrutschen beim manuellen oder automatischen Transport der Bauteile unterbindet, ohne auf haftklebrige Klebstofffolien zurückzugreifen.
Gelöst wird die Aufgabe entsprechend den Angaben der unabhängigen Ansprüche 1, 13 und 14. Bevorzugte Ausführungsvarianten sind in den Unteransprüchen und in der Beschreibung detailliert dargelegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Verklebung von sehr kleinen metallischen Teilen, wie magnetisierbaren Körpern, auf größeren Bauteilen. Diese größeren Bauteile lassen sich in der Regel selbst zuverlässig in einem Formbauteil positionieren, während die meist sehr kleinen aufzuklebenden Metallteile sehr schwer zuverlässig zu fixieren sind. Derartige kleine Metallteile können beispielsweise Bauteile, wie Logos oder Embleme sein, wie sie bei portablen Konsumgüterelektronik-Bauteilen verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Verklebung von magnetisierbaren Körpern, die im μm bis cm Bereich liegen, beispielsweise von 500 μm bis größer 10 cm, meist im Bereich von 1 mm bis 5 cm groß sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beruht das erfindungsgemäße Verfahren auf den folgenden Schritten:

a) Prelaminierung eines hitzeaktivierbaren Klebstoff Stanzlings auf eine magnetisierbare Metalloberfläche eines Körpers oder auf eine Oberfläche eines magnetisierbaren Körpers, dessen Oberfläche selbst nicht magnetisierbar ist, durch Applizierung von Wärme und Druck
b) Platzierung eines Kunststoffbauteils auf einem Kunststoffformbauteil oder nicht-magnetisierbaren Formbauteil, wobei an der Formbauteilstelle, an der das Metallteil auf dem Kunststoff positioniert werden soll, sich ein Magnetfeld befindet, welches bevorzugt durch einen Magneten aufgebaut wird, welcher in dem Formbauteil integriert wird und so stark ist, dass er durch den Kunststoff das Metallteil mit der hitzeaktivierbaren Folie hält,
c) Zuführen von Druck und Temperatur ausgehend von der metallischen Seite mittels eines Heizpressstempels.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verklebung magnetisierbarer Materialien umfassend die Schritte,

a) Positionieren eines hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmittels, insbesondere einer hitzeaktivierbaren Folie oder Films, besonders bevorzugt als Stanzling, an einen Körper mit magnetisierbarem Material, wobei der Körper gegebenenfalls eine Oberflächenbeschichtung aus nicht magnetisierbarem Material aufweist,
b) Prelaminieren des flächigen Haftmittels auf den Körper durch Zuführen von Druck und/oder Wärme und Erhalt eines magnetisierbaren Verbundes, und, insbesondere
c) Durchführen der alternativen Schritte c.1) oder c.2)
c.1) Positionieren eines nicht magnetisierbaren Bauteils auf einem Formbauteil, wobei das Formbauteil mindestens einen Magneten aufweist, wobei der Magnet aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material ist, und wobei das Formbauteil einen Bereich mit einer Negativform aufweist, an der das Bauteil positioniert wird, und im Bereich der Negativform ein Magnetfeld ist und/oder ein Magnetfeld ein- und ausschaltbar ist, wobei das Magnetfeld insbesondere geeignet ist durch das Bauteil den magnetisierbaren Verbund zu fixieren
– gegebenenfalls Entfernen eines Trägers vom hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmittel des magnetisierbaren Verbundes;
– Positionieren des magnetisierbaren Verbundes auf dem Bauteil; oder
c.2) Positionieren eines nicht magnetisierbaren Bauteils gegebenenfalls zusammen mit dem magnetisierbaren Verbund, wobei gegebenenfalls zuvor ein Träger vom hitzeaktivierbaren flächigen Haftmittel, des magnetisierbaren Verbundes entfernt wird; auf einem Formbauteil, wobei das Formbauteil einen Bereich mit einer Negativform aufweist, an der das Bauteil positioniert wird, und im Bereich der Negativform ein Magnetfeld ist und/oder ein Magnetfeld ein- und ausschaltbar ist,
– das Magnetfeld geeignet ist durch das Bauteil den magnetisierbaren Verbund zu fixieren,
d) wobei das Magnetfeld den magnetisierbaren Verbund auf dem Bauteil fixiert;
e) Zuführen von Druck und/oder Wärme zur Verklebung des magnetisierbaren Verbundes mit dem Bauteil; und
f) Erhalt eines Gesamtverbundes und gegebenenfalls
g) Entfernen des erhaltenen Gesamtverbundes aus magnetisierbarem Verbund und Bauteil.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Alternative kann das Verfahren gemäß den Schritten a) bis g) in einem kontinuierlichen Prozess erfolgen, in dem alle Verfahrensschritte nacheinander durchlaufen werden oder alternativ ist auch eine diskontinuierliche Verfahrensführung des Gesamtverfahrens möglich. Besonders bevorzugt kann auch die Durchführung von einzelnen Teilschritten sein, insbesondere wird der magnetisierbare Verbund aus Schritt b) zunächst hergestellt, gegebenenfalls gesammelt, und kann an Weiterverarbeiter verkauft werden die dann ihrerseits die nachfolgenden Schritte c) bis g) selbst vornehmen könnten. Der magnetische Verbund kann aber auch anderweitig weiterverarbeitet werden.
Erfindungsgemäß ist das flächige Haftmittel eine hitzeaktivierbare Folie, Beschichtung oder ein Film und liegt als Stanzling vor, gegebenenfalls versehen mit mindestens einem temporären Träger, in weiteren Ausführungsformen kann es auch beidseitig mit temporären Trägern versehen sein.
Gemäß Schritt a) weist das hitzeaktivierbare Haftmittel im Wesentlichen vor der Hitzeaktivierung keine oder nur eine geringe Haftklebrigkeit auf, die ein Verrutschen der zu verklebenden Körper nicht ausreichend unterbinden kann, insbesondere weist das Haftmittel keine haftklebrigen Bereiche, wie beispielsweise Punkte auf. In Schritt a) kann sowohl das flächige Haftmittel auf den Körper aufgebracht werden oder auch der Körper auf das flächige Haftmittel aufgebracht werden. Erfindungsgemäß ist das flächige Haftmittel eine Folie oder Film, bevorzugt in Form eines Stanzlings. Dem Fachmann ist klar, das der zu verklebende Körper auch mittels bekannter Formbauteile, die dem Fachmann hinlänglich bekannt sind, in einer Position fixiert werden kann, um ihn mit dem hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmittel zu versehen.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsvariante kann im Schritt a) der Positionierung des hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmittels, insbesondere einer Folie oder eines Films, besonders bevorzugt mit einer definierten zweidimensionalen Form, wie bei einem Stanzling, an einem Körper mit magnetisierbarem Material, der magnetisierbare Körper auf einem Formbauteil 2 durch ein Magnetfeld fixiert werden, wobei das Formbauteil 2 einen Bereich mit einer Negativform aufweist, an der der Körper positioniert wird, und insbesondere im Bereich der Negativform ein Magnetfeld ist, und/oder ein Magnetfeld ein- und ausschaltbar ist, und das Magnetfeld geeignet ist den Körper zu fixieren. Vorzugsweise ist das Formbauteil 2 entsprechend einem Formbauteil aus Schritt c) aufgebaut. In der Regel ist das Formbauteil selbst aus nicht magnetisierbarem Material gefertigt. Als Negativform der Formbauteile ist es bereits ausreichend, wenn sich die Negativform lediglich teilweise passgenau an einen Teilbereich des Körpers oder eines Bauteils anfügt, beispielsweise mit einer nahezu punktuellen Arretierung.
Im Schritt b), der Prelaminierung, des flächigen Haftmittels auf den Körper, insbesondere des Stanzlings auf den Körper, kann der Druck und/oder die Wärme vorzugsweise über den Körper mit magnetisierbarem Material dem hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmittel zugeführt werden.
Gemäß Schritt c) ist das Formbauteil aus einem nicht-magnetisierbaren Material und weist mindestens einen Magneten auf, wobei der Magnet aus einem magnetisierbaren und/oder aus einem magnetischen Material ist. Insbesondere ist der Magnet ein Dauermagnet, Permanentmagnet und/oder ein Elektromagnet. Je nach Anforderung kann es besonders bevorzugt sein, wenn neben einem oder mehreren Dauermagneten zusätzlich ein oder mehrere Elektromagnete in dem Formbauteil vorgesehen sind. Erfindungsgemäß befindet sich das vorhandene oder erhältliche Magnetfeld der Magneten im Bereich, vorzugsweise innerhalb und/oder unterhalb, der Negativform.
Ausweislich des Schrittes d) muss das Magnetfeld ausreichend stark sein, um ein Verrutschen in jeder Ausrichtung des Formbauteils zu verhindern. Dabei kann es sinnvoll sein die Magnetfeldstärke auf die einzelnen Verfahrensschritte abzustimmen. Beispielsweise kann die Magnetfeldstärke bei Annäherung des magnetisierbaren Verbundes sich von der Phase der Zuführung von Druck und/oder Temperatur und insbesondere von der Phase der Entformung, d. h. dem Entfernen des erhaltenen Gesamtverbundes deutlich unterscheiden. Denn bei der Entformung soll der Gesamtverbund leicht vom Formbauteil ablösbar sein.
Erfindungsgemäß ist das Magnetfeld auch unter Einwirkung von Erschütterung, wie durch ein Aufdrücken den Heizstempels unter Druck und/oder Temperatur, so eingestellt, dass ein Verrutschen des Bauteils und/oder des magnetisierbaren Verbunds zuverlässig unterbunden wird. Erfindungsgemäß weisen mindestens ein Magnet oder mehrere Magneten zusammen ein Energieprodukt von B·H größer 2 kJ/m³ auf, insbesondere größer 20 kJ/m³, besonders bevorzugt größer 200 kJ/m³. Dem Fachmann ist klar, dass sich das Energieprodukt auch an der Magnetisierbarkeit und der Dimension der jeweils zu fixierenden Komponenten orientieren muss, damit sie ausreichend fixiert werden können.
Unter einer Negativform wird ein Bereich oder Teilbereich des Formbauteils verstanden, der in seiner äußeren Kontur bzw. Form im Wesentlichen entgegengesetzt zur äußeren Kontur oder Form – Positivform – zu der auf der Negativform zu positionierenden Seite des Bauteils ist.
Das zu positionierende Bauteil im Schritt c) ist erfindungsgemäß ein Kunststoffteil, in bevorzugten Ausführungsvarianten kann es aber auch ein Kompositmaterial oder generell ein Bauteil aus jeglichem Material sein, wie aus anorganischen Materialien oder einer Mischung der vorgenannten Materialien ist. Materialien sind beispielsweise PC/ABS, PC, PET, PMMA, PA, PPA, glasfaserverstärkte Polyamide, PES, Aluminium und Edelstähle.
Das vorhandene oder erhältliche Magnetfeld im Schritt c) ist geeignet mittels der magnetischen Anziehung des magnetisierbaren Verbundes, der im Schritt a) hergestellt wurde, zusammen mit dem positionierten Bauteil auch in geneigter Lage, die insbesondere nicht einer horizontalen Lage entspricht, d. h. mit Neigungswinkeln größer 0° bis hin zu einer über-Kopf-Ausrichtung so festzuhalten, dass das zu verklebende Bauteil und der Verbund nicht verrutschen.
Als hitzeaktivierbare, flächige Haftmittel, insbesondere als hitzeaktivierbare Folie, Film oder Beschichtung, bevorzugt in Form eines Stanzlings, können die im Folgenden genannten Haftmittel verwendet werden. Dies sind erfindungsgemäß hitzeaktivierbare Klebefolien der folgenden Typen: 1) thermoplastische hitzeaktivierbare Folien oder 2) reaktive hitzeaktivierbare Folien.
Thermoplastische Hitzeaktivierbare Folien a) basieren auf einem Thermoplasten. Als thermoplastische, flächige Haftmittel, insbesondere als Folie, können bevorzugt die folgenden Thermoplaste, insbesondere ausgewählt aus den folgenden Polymeren, verwendet werden: Polyurethane, Polyester, Polyamide, Ethylenvinylacetate, Synthesekautschuke, wie z. B. Styrolisopren, Di- und Triblockcopolymere (SIS), Styrolbutadien, Di- und Triblockcopolymere (SBS), Styrolethylenbutadien Di- und Triblockcopolymer (SEES), Polyvinylacetat, Polyimide, Polyether, Copolyamide, Copolyester, Polyolefine, wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, oder Poly(meth)acrylate, oder Blends mit einem der vorgenannten Thermoplasten oder aus mindestens zwei der vorgenannten Thermoplasten, wobei die vorgenannte Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist, insbesondere können auch weitere übliche, dem Fachmann geläufige thermoplastische Polymere oder Blends verwendet werden.
Zur Einstellung der klebtechnischen Eigenschaften und des Aktivierungsbereiches der hitzeaktivierbaren Haftmittel können optional klebkraftsteigernde Harze oder Reaktivharze zugesetzt werden. Der Harzanteil kann zwischen 2 und 50 Gew.-% bezogen auf den thermoplastischen Blend betragen.
Gemäß des Typs 1) können ausnahmslos alle klebrigmachenden Harze eingesetzt werden, dies sind alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze. Stellvertretend genannt werden Pinen-, Inden- und Kolophoniumharze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpenphenolharze sowie C5-, C9- sowie andere Kohlenwasserstoffharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustellen. Im Allgemeinen lassen sich alle mit dem entsprechenden Thermoplasten kompatiblen (löslichen) Harze einsetzen, insbesondere sei verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen, alkylaromatischen Kohlenwasserstoffharze, Kohlenwasserstoffharze auf Basis reiner Monomere, hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktionelle Kohlenwasserstoffharze sowie Naturharze. Auf die Darstellung des Wissensstandes im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hingewiesen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsvariante werden dem Thermoplast, Typ 1) Reaktivharze hinzugegeben. Eine sehr bevorzugte Gruppe umfasst Epoxy-Harze. Das Molekulargewicht der Epoxy-Harze variiert von 100 g/mol bis zu maximal 10000 g/mol für polymere Epoxy-Harze. Die Epoxy-Harze umfassen zum Beispiel das Reaktionsprodukt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, das Reaktionsprodukt aus Phenol und Formaldehyd (Novolak Harze) und Epichlorhydrin, Glycidylester, das Reaktionsprodukt aus Epichlorhydrin und p-Amino Phenol. Bevorzugte kommerzielle Beispiele sind z. B. Araldite^TM 6010, CY-281^TM, ECN^TM 1273, ECN^TM 1280, MY 720, RD-2 von Ciba Geigy, DER^TM 331, DER^TM 732, DER^TM 736, DEN^TM 432, DEN^TM 438, DEN^TM 485 von Dow Chemical, Epon^TM 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871, 872, 1001, 1004, 1031 etc. von Shell Chemical und HPT^TM 1071, HPT^TM 1079 ebenfalls von Shell Chemical. Beispiele für kommerziell erhältliche aliphatische Epoxy-Harze sind beispielsweise Vinylcyclohexandioxide, wie ERL-4206, ERL-4221, ERL 4201, ERL-4289 oder ERL-0400 von Union Carbide Corp.
Als Novolak-Harze können z. B. eingesetzt werden, Epi-Rez^TM 5132 von Celanese, ESCN-001 von Sumitomo Chemical, CY-281 von Ciba Geigy, DEN^TM 431, DEN^TM 438, Quatrex 5010 von Dow Chemical, RE 305S von Nippon Kayaku, Epiclon^TM N673 von DaiNipon Ink Chemistry oder Epicote^TM 152 von Shell Chemical. Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Melamin-Harze einsetzen, wie z. B. Cymel^TM 327 und 323 von Cytec. Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Terpenphenolharze, wie z. B. NIREZ^TM 2019 von Arizona Chemical einsetzen. Alternativ oder zusätzlich können auch als Reaktivharze Phenolharze, wie z. B. VP 50 von Toto Kasei, PKHC von Union Carbide Corp. Und BKR 2620 von Showa Union Gosei Corp. eingesetzt werden. Andere Reaktivharze basieren auf Polyisocyanaten, wie beispielsweise Coronate^TM L von Nippon Polyurethan Ind., Desmodur^TM N3300 oder Mondur^TM 489 von Bayer, die ebenfalls eingesetzt werden können.
Als Additive können den Thermoplasten auch Kautschuke zur Elastifizierung zugesetzt werden. Hier werden in einer bevorzugten Ausführung Nitrilkautschuke eingesetzt.
Weiterhin können als hitzeaktivierbare, flächige Haftmittel, insbesondere als Klebefolie, auch 2) reaktive hitzeaktivierbare Folien eingesetzt werden. In einer sehr bevorzugten Ausführungsvariante werden Kombinationen aus Elastomeren und Reaktivharzen eingesetzt, die dann durch Zuführen von Wärme oder unter Hitzeeinwirkung zu einer Reaktion aktiviert werden können.
Der hitzeaktivierbare Kleber 2) basiert in einer Ausführung auf einem oder mehreren Nitrilkautschuken, wie ein Nitrilbutadienkautschuk. Als Nitrilbutadienkautschuke werden beispielshaft die folgenden genannt, ohne, dass diese verwendbaren Nitrilbutadienkautschuke auf diese Beispiele beschränkt sein sollen: Europrene^TM von Eni Chem, oder unter Krynac^TM und Perbunan^TM von Bayer, oder unter Breon^TM und Nipol N^TM von Zeon erhältlich. Hydrierte Nitril-Butadien Kautschuke sind unter Therban^TM von Bayer und unter Zetpol^TM von Zeon erhältlich. Nitrilbutadienkautschuke werden entweder heiß oder kalt polymerisiert. Die Nitrilkautschuke weisen bevorzugt Acrylnitril im Bereich von 15 bis 45 Gew.-% in Bezug auf die Gesamtzusammensetzung aus Butadien und Acrylnitril. Gleichfalls können auch Carboxyl-, Amin-, Epoxy- oder Methacrylat-terminierte Nitrilbutadienkautschuke eingesetzt werden, auch als Additiv. Kommerzielle Produkte basierend auf Nitrilkautschuken sind beispielsweise Hycar^TM der Firma Noveon.
Der Anteil der Reaktivharze in der Gesamtmischung umfassend den hitzeaktivierbaren Kleber 2) beträgt zwischen 75 und 30 Gew.-%. Besonders bevorzugte Gruppe sind die Epoxy-Harze. Das Molekulargewicht M_W der Epoxy-Harze variiert von 100 g/mol bis zu maximal 10000 g/mol für polymere Epoxy-Harze. Die Epoxy-Harze umfassen zum Beispiel das Reaktionsprodukt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, das Reaktionsprodukt aus Phenol und Formaldehyd (Novolak Harze) und Epichlorhydrin, Glycidyl Ester, das Reaktionsprodukt aus Epichlorhydrin und p-Amino Phenol. Bevorzugte kommerzielle Beispiele sind z. B. Araldite^TM 6010, CY-281^TM, ECN^TM 1273, ECN^TM 1280, MY 720, RD-2 von Ciba Geigy, DER^TM 331, DER^TM 732, DER^TM 736, DEN^TM 432, DEN^TM 438, DEN^TM 485 von Dow Chemical, Epon^TM 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871, 872, 1001, 1004, 1031 etc. von Shell Chemical und HPT^TM 1071, HPT^TM 1079 ebenfalls von Shell Chemical. Produktbeispiele für aliphatische Epoxy-Harze sind beispielsweise Vinylcyclohexandioxide, wie ERL-4206, ERL-4221, ERL 4201, ERL-4289 oder ERL-0400 von Union Carbide Corp. Als Novolak-Harze können beispielsweise die folgenden Harze eingesetzt werden, Epi-Rez^TM 5132 von Celanese, ESCN-001 von Sumitomo Chemical, CY-281 von Ciba Geigy, DEN^TM 431, DEN^TM 438, Quatrex 5010 von Dow Chemical, RE 305S von Nippon Kayaku, Epiclon^TM N673 von DaiNipon Ink Chemistry oder Epicote^TM 152 von Shell Chemical. Zudem können auch als Reaktivharze Melamin-Harze eingesetzt werden, wie beispielsweise Cymel^TM 327 und 323 von Cytec. Ebenso können als Reaktivharze auch Terpenphenolharze, wie beispielsweise NIREZ^TM 2019 von Arizona Chemical eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsvariante werden als Reaktivharze Phenolharze eingesetzt, wie sie beispielsweise unter den Produktnamen YP 50 von Toto Kasei, PKHC von Union. Carbide Corp. und BKR 2620 von Showa Union Gosei Corp. vertrieben werden. Die genannten Phenolresolharze können selbstverständlich auch in Kombination mit anderen Phenolharzen eingesetzt werden.
Alternativ können als Reaktivharze auch Polyisocyanate, wie beispielsweise die Produkte Coronate^TM L von Nippon Polyurethan Ind., Desmodur^TM N3300 oder Mondur^TM 489 von Bayer eingesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Klebstofffolie können dem Nitrilkautschuk außerdem klebkraftsteigernde (klebrigmachende) Harze zugesetzt sein; sehr vorteilhaft zu einem Anteil von bis zu 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung des hitzeaktivierbaren Haftmittels, insbesondere des Klebers 2). Als zuzusetzende klebrigmachende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die Pinen-, Inden- und Kolophoniumharze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpenphenolharze sowie C5-, C9- sowie andere Kohlenwasserstoffharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustellen. Im allgemeinen lassen sich mit einen oder mehreren Kautschuken kompatible (lösliche) Harze einsetzen, insbesondere sei verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen, alkylaromatischen Kohlenwasserstoffharze, Kohlenwasserstoffharze auf Basis reiner Monomere, hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktionelle Kohlenwasserstoffharze sowie Naturharze. Auf die Darstellung des Wissensstandes im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hingewiesen.
Um die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen, können gegebenenfalls Vernetzer, Beschleuniger und/oder Katalysatoren, insbesondere in katalytischen Mengen, der Mischung zusetzen. Beispielhaft aber nicht abschließend sein beispielsweise genannt: Imidazole, kommerziell erhältlich unter den Produktnamen 2M7, 2E4MN, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, P0505, L07N von Shikoku Chem. Corp. oder Curezol 2MZ von Air Products. Weiterhin eignen sich als Vernetzer HMTA (Hexamethylentetramin) Zusätze oder auch Dicyandiamide. Alternativ oder zusätzlich können auch Amine, insbesondere tert.-Amine zur Beschleunigung verwendet werden.
Gleichfalls können den Reaktivharzen Weichmacher zugesetzt werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden Weichmacher auf der Basis von Polyglykolethern, Polyethylenoxiden, Phosphatestern, aliphatische Carbonsäureester und Benzoesäureester zugesetzt. Alternativ oder zusätzlich können auch aromatische Carbonsäureester, höhermolekulare Diole, Sulfonamide und Adipinsäureester eingesetzt werden.
Der hitzeaktivierbaren Klebmasse zur Herstellung der flächigen Haftmittel können auch elastomere Komponenten Acrylatpolymere eingesetzt werden. Je nach Anwendungstemperatur weisen diese hitzeaktivierbaren Haftklebemassen unterschiedliche statische Glasübergangstemperaturen T_G,A oder einen Schmelzpunkt T_S,A auf.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante werden als Monomere für die Acrylatelastomere Acrylmonomere eingesetzt, die Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen bestehend aus 4 bis 14 C-Atomen, bevorzugt 4 bis 9 C-Atomen umfassen. Spezifische Beispiele, ohne sich durch diese Aufzählung einschränken zu wollen, sind n-Butylacrylat, n-Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Nonylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Behenylacrylat, und deren verzweigte Isomere, wie beispielsweise 2-Ethylhexylacrylat. Weitere einzusetzende Verbindungsklassen, die ebenfalls in geringen Mengen hinzugesetzt werden können sind Methylmethacrylate, Cyclohexylmethacrylate, Isobornylacrylat und isobornylmethacrylate.
Ebenso bevorzugt können als weitere Monomere Itaconsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, β-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Vinylphosphonsäure, Vinylsulfonsäure und Vinylsulfonsäure eingesetzt werden.
Gleichfalls bevorzugt können als Monomere Glycidylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid eingesetzt werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden als Comonomere Vinylester, Vinylether, Vinylhalogenide, Vinylidenhalogenide, Vinylverbindungen mit aromatischen Cyclen und Heterocyclen in α-Stellung eingesetzt. Auch werden rein exemplarisch und nicht abschließend einige Beispiele genannt, wie beispielsweise Vinylacetat, Vinylformamid, Vinylpyridin, Ethylvinylether, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und Acrylonitril. In einer weiteren besonders bevorzugten Alternative werden zur Herstellung von Comonomeren Monomere mit folgenden funktionellen Gruppen eingesetzt: Hydroxy-, Säureamid-, Isocyanato-, Epoxy oder Aminogruppen.
Weitere besonders bevorzugte Verbindungen sind Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Allylalkohol, Acrylamid, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, Phenylacrylat, Phenylmethacrylat, t-Butylphenylacrylat, t-Butylaphenylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Cyanoethylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat, N-tert.-Butylacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, N-(Buthoxymethyl)methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid, N-Isopropylacrylamid, Tetrahydrofurfurylacrlyat, wobei diese Aufzählung nicht abschließend aufzufassen ist.
In einer weiteren bevorzugten Auslegung werden als Comonomere aromatische Vinylverbindungen eingesetzt, wobei bevorzugt die aromatischen Kerne aus C₄ bis C₁₈ bestehen und auch Heteroatome enthalten können. Besonders bevorzugte Beispiele sind Styrol, 4-Vinylpyridin, N-Vinylphthalimid, Methylstyrol, 3,4-Dimethoxystyrol, 4-Vinylbenzoesäure, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
Die Acrylatelastomere können analog zu den Nitrilkautschuken mit Reaktivharzen, Vernetzern, Beschleunigern und/oder Klebharzen versetzt werden, gegebenenfalls als Additiv. Neben Nitrilkautschuken und Poly(meth)acrylaten lassen sich aber auch alle anderen Elastomeren einsetzen. So eignen sich beispielsweise auch Blockcopolymere aus der Gruppe der Synthesekautschuke (Styrolbutadien, Styrolisopren-Blockcopolymere) oder modifizierte Synthesekautschuke mit MSA oder Epoxy Gruppen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden der hitzeaktivierbaren Klebefolie 2) weitere Additive hinzugesetzt, wie beispielsweise Polyvinylformal, Polyacrylat-Kautschuke, Chloropren-Kautschuke, Ethylen-Propylen-Dien Kautschuke, Methyl-Vinyl-Silikon Kautschuke, Fluorsilikon Kautschuke, Tetrafluorethylen-Propylen-Copolymer Kautschuke, Butylkautschuke, Styrol-Butadien Kautschuke. Polyvinylbutyrale sind unter Butvar^TM von Solucia, unter Pioloform^TM von Wacker und unter Mowital^TM von Kuraray erhältlich. Polyacrylat Kautschuke sind unter Nipol AR^TM von Zeon erhältlich. Chloropren Kautschuke sind unter Baypren^TM von Bayer erhältlich. Ethylen-Propylen-Dien Kautschuke sind unter Keltan^TM von DSM, unter Vistalon^TM von Exxon Mobile und unter Buna EP^TM von Bayer erhältlich. Methyl-Vinyl-Silikon Kautschuke sind unter Silastic^TM von Dow Corning und unter Silopren^TM von GE Silicones erhältlich. Fluorsilikon Kautschuke sind unter Silastic^TM von GE Silicones erhältlich. Butyl Kautschuke sind unter Esso Butyl^TM von Exxon Mobile erhältlich. Styrol-Butadien Kautschuke sind unter Buna S^TM von Bayer, und Europrene^TM von Eni Chem und unter Polysar S^TM von Bayer erhältlich. Polyvinylformale sind unter Formvar^TM von Ladd Research erhältlich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden der hitzeaktivierbaren Klebefolie 2) weitere Additive hinzugesetzt, wie beispielsweise thermoplastische Materialien aus der Gruppe der folgenden Polymere: Polyurethane, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymere, Polyester, Hart-Polyvinylchloride, Weich-Polyvinylchloride, Polyoxymethylene, Polybutylenterephthalate, Polycarbonate, fluorierte Polymere, wie z. B. Polytetrafluorethylen, Polyamide, Ethylenvinylacetate, Polyvinylacetate, Polyimide, Polyether, Copolyamide, Copolyester, Polyolefine, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polybuten, Polyisobuten, und Poly(metha)crylate.
Die Klebkraft der hitzaktivierbaren Folie kann durch weitere gezielte Additivierung gesteigert werden. So lassen sich beispielsweise Polyimin- oder Polyvinylacetat-Copolymere auch als klebkraftfördernde Zusätze verwenden.
Bevorzugt werden die hitzeaktivierbaren Folien auf einen oder mehrere temporäre Träger beschichtet bzw. sind mit diesen Trägern versehen.
Als Trägermaterialien der Träger werden dem Fachmann geläufige und übliche Materialien, beispielswiese in Form von Folien, die aus Polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC, Polyimid gefertigt sein können oder in Form von Trennpapieren, mit Glassine, HDPE, LDPE, verwendet werden. Die Trägermaterialien sind vorzugsweise mit einer Trennschicht ausgerüstet, wobei die Trennschicht besonders bevorzugt ein Silikontrennlack oder ein fluorierter Trennlack ist, erfindungsgemäß besteht die Trennschicht aus einem der Lacke oder einer Mischung dieser. In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird die hitzeaktivierbare Klebemasse direkt auf ein Trennpapier aufgetragen und dann weiter als Transfer-Tape eingesetzt. Zur Herstellung größerer Schichtdicken kann es auch von Vorteil sein, mehrere Klebemassenschichten zusammen zulaminieren. Dies findet besonders bevorzugt unter Einbringung von Wärme und Druck statt.
Zur Herbeiführung der Verklebung im Schritt e) und Erhalt des Gesamtverbundes wird insbesondere mittels eines Heizpressstempels, Druck und/oder Wärme auf die zu verklebenden Teile übertragen. Dabei weist der Heizpressstempel eine. Temperatur von 60 bis 300°C auf und/oder der übertragene Druck liegt im Bereich von 1.5 bis 10 bar, insbesondere berechnet auf die Verklebungsfläche, und/oder der Schritt der Zuführung von Wärme und/oder Druck erfolgt während einer Zeitspanne von 2.5 bis 30 Sekunden, insbesondere pro Pressstempelschritt, bei der Herstellung des Verbundes oder des Gesamtverbundes.
Als Körper mit magnetisierbarem Material, insbesondere als Metallteile können zumindest die im Folgenden genannten in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.
Die zur Verklebung eingesetzten Metall enthaltenden Körper müssen Metalle aufweisen, die magnetisierbar sein müssen. Hierfür eignen sich besonders Metalle, die Eisen enthalten. Dies sind z. B. Stähle und Edelstähle. Ausnahmen sind austenitische Legierungen, die nicht magnetisierbar sind.
Erfindungsgemäß weist der Körper ein magnetisierbares Material auf, insbesondere ein magnetisierbares Metall oder eine magnetisierbare Legierung oder Mischungen dieser. Als magnetisierbares und/oder magnetisches Material kommen vorzugsweise Eisen, Nickel und/oder Kobalt in Betracht, die gegebenenfalls mit weiteren Zusätzen versehen sein können, um die Eigenschaften des Materials zu modifizieren. Meist ist das magnetisierbare Material mit metallischen Zusätzen versehen.
Als hartmagnetische Werkstoffe können beispielsweise Al-Ni-Legierungen, Al-Ni-Co-Legierungen, Fe-Co-V-Legierungen oder Bariumferrit zum Einsatz kommen. Beispiele für weichmagnetische Werkstoffe sind unlegiertes Eisen, Eisen-Kobalt-Legierungen, Eisen-Silizium-Legierungen, Eisen-Nickel-Legierungen, weichmagnetische Ferrite, Mangan-Zink-Ferrite, Nickel-Zink-Ferrite, Mangan-Magnesium-Ferrite, Kupfer-Mangan-Ferrite, Lithium-Nickel-Ferrite, Nickel-Kobalt-Ferrite, Nickel-Kupfer-Kobalt-Ferrite, Kupfer-Magnesium-Ferrite und Nickel-Magnesium-Ferrite.
Generell können alle vorgenannten Metalle oder Legierungen eingesetzt werden. Zudem können diese mit Additiven modifiziert sein. Die Modifizierung der magnetisierbaren Körper wird üblicherweise aus optischen Gründen erfolgen. Daher sind erfindungsgemäß auch magnetisierbare Körper mit Oberflächenmodifizierungen, beispielsweise mit lackierten Oberflächen, mit beschichteten Oberflächen, gebürsteten Oberflächen oder auch Körper mit einer Art Sandwichbauweise oder die aus mehreren Schichten aufgebaut sind erfasst. Beispiele dafür sind gebürstete Edelstähle, die mit einer Anti-Fingerprint Beschichtung als Schutzlack versehen sind, es können aber auch kratzfeste Schutzlacke und/oder Farblacke oder Kunststoffüberzüge oder mehrlagige Körper mit Schichten aus Kunststoffen und Metallen als magnetisierbare Körper in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Ebenfalls denkbar sind anodisierte oder chromierte, chromitierte oder chromatierte Oberflächen als auch metallisierte magnetisierbare Körper einsetzbar, wie beispielsweise mit Gold oder Silber beschichtete Körper zur Passivierung der Oberflächen.
Weiterhin lassen sich auch mehrlagige Körper, insbesondere mehrlagige Metallteile einsetzen, wobei mindestens eine Schicht magnetisierbar ist und, vorzugsweise Eisen, Nickel ode Kobalt oder eine magnetisierbare Legierung aufweist. Generell kann die magnetisierbare Schicht aber jedes ausreichend magnetisierbare Material umfassend ein Metall oder eine Legierung aufweisen. Bevorzugt ist der Körper aus mehreren Teilen oder Schichten aufgebaut. Die Metallteile können die unterschiedlichsten Formen und Größen einnehmen und flach oder dreidimensional geformt sein. Weiterhin können auch die Funktionen sehr unterschiedlich sein und reichen von Dekorationselementen, zu Versteifungsträgern, Rahmenbauteilen, Abdeckungen, etc.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Formbauteil oder ein Formbauteil 2. Wie eingangs ausgeführt basiert das Formbauteil oder Formbauteil 2 auf nicht-magnetisierbaren Materialien. Dies sind vorzugsweise nicht-magnetisierbare Metalle oder Legierungen, die kein Eisen enthalten. Gleichfalls können die Formbauteile auf Kunststoffen basieren, wie beispielsweise auf fluorierte Polymere oder Duroplasten. Diese Kunststoffe weisen eine ausreichende Härte auf und lassen sich nur schwer verformen. Die erfindungsgemäßen Formbauteile oder Formbauteile 2 weisen jeweils einen Bereich auf, der einer Negativform zu einem aufbringbaren Bauteil oder eines Teilbereichs des Bauteils entspricht, und zusätzlich magnetische und/oder magnetisierbare Materialien aufweist. Diese Materialien erlauben die Einstellung und/oder Erzeugung einer Magnetisierung. Im einfachsten Fall können ein oder mehrere Magnete eingesetzt werden oder mehrere Magnete in das Formbauteil eingelassen sein.
Erfindungsgemäß sind die magnetischen und/oder magnetisierbaren Materialien innerhalb oder unterhalb des Bereichs der Negativform angeordnet, insbesondere in dem Bereich, in dem oder über dem der magnetisierbare Körper oder der magnetisierbare Verbund positioniert wird. Die Materialien können ganz in das Formbauteil eingelassen sein und/oder auch auf der Oberfläche der Formbauteile sichtbar eingelassen oder aufgesetzt sein.
Die Erzeugung oder Bereitstellung eines Magnetfeldes im Bereich der Negativform des Formbauteils und/oder des Formbauteils 2 erfolgt erfindungsgemäß durch Verwendung von Magneten, dies können sogenannte Dauermagnete oder Permanentmagnete sein, die nach einer Magnetisierung die Magnetkraft über eine lange Zeit beibehalten. Diese Dauermagnete basieren in der Regel auf den Metallen und/oder Metall enthaltenden Legierungen umfassend Eisen, Nickel, Aluminium, Kobalt, Mangan, Kupfer, keramische Oxidwerkstoffe, insbesondere Bariumoxid, Eisen-(II,III)-oxide und/oder Seltenerdenmetalle umfassend, insbesondere Legierungen umfassend Samarium-Kobalt oder Neodym-Eisen und Bor. Meist sind Kobalt, Mangan und Kupfer oder auch keramische Oxidwerkstoffe (Bariumoxid, Eisen(II,III)-oxid) als Zusätze in den Legierungen enthalten. Besonders starke Magnete werden im Sinterverfahren aus sogenannten „seltenen Erden” wie zum Beispiel Samarium-Kobalt oder Neodym-Eisen Bor hergestellt.
Alternativ oder auch zusätzlich zu den genannten Dauermagneten können Elektromagnete zum Einsatz kommen. Diese weisen üblicherweise einen oder zwei stromdurchflossene Spulen mit einem Kern aus einem weichmagnetischen Werkstoff, im einfachsten Fall aus Weicheisen auf. Gleichfalls können auch Spulen oder Anordnungen aus Kupfer oder aus Legierungen der genannten Metalle eingesetzt werden. Diese Anordnung führt zu einem starken Magnetfeld. Besonders bevorzugt umfasst das magnetisierbare Material des Formbauteils oder des Formbauteils 2 Kupfer oder einen weichmagnetischen Werkstoff. Dem Fachmann ist klar, dass die genannte Aufzählung nicht abschießend zu verstehen ist, sondern nur einige allgemeine Beispiele gibt. Dem Fachmann sind weitere geeignete Materialien, insbesondere Metalle oder Legierungen geläufig, die ebenfalls als magnetisierbares Material oder als magnetisches Material eingesetzt werden können.
Für den erfinderischen Prozess wird bevorzugt mindestens ein Magnet oder mehrere Magneten, beispielsweise eine Magnetanordnung mit dem Energieprodukt (B·H) größer 2 kJ/m³, besonders bevorzugt größer 20 kJ/m³ und besonders bevorzugt größer 200 kJ/m³ eingesetzt. Die Messung erfolgt jeweils nach DIN IEC 60404-8-1.
Die Bauteile können generell auf jedem Material basieren, wobei sie nicht magnetisch sein sollten. Bevorzugte nicht-magnetisierbare Kunststoffteile als Bauteile basieren für Konsumgüterelektronikbauteile üblicherweise auf extrudierbaren Kunststoffen. So umfassen diese Gruppe z. B. ABS, PC, ABS/PC Blends, Polyamide, Glasfaserverstärkte Polyamide, Polyvinylchlorid, Polyvinylenfluorid, Cellulose Acetat, Cycloolefin Copolymere, Flüssigkristallpolymere (LCP), Polylactid, Polyetherketone, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polymethacrylmethylimid, Polynmethylpenten, Polyphenylether, Polyphenylensulfid, Polyphthalamid, Polyurethane, Polyvinylacetat, Styrol Acrylnitril Copolymere, Polyacrylate bzw. Polymethacrylate, Polyoxymethylen, Acrylester Styrol-Acrylnitril Copolymere, Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen oder Polyester (z. B. PBT, PET), wobei die genannten Kunststoffe keinen Anspruch auf Vollständigkeit haben, generell kann jegliche Art von Kunststoff umfasst sein. Zudem können nicht-magnetische oder nicht magnetisierbare Metallbauteile verwendet werden, wie beispielsweise aus Aluminium oder einem austernitischem Edelstahl.
Die nicht-magnetisierbaren Bauteile können jede beliebige Form annehmen, die für die Herstellung eines Bauteils oder Gehäuses für Konsumgüterelektronikartikel erforderlich ist. In der einfachsten Form sind sie im Wesentlichen zweidimensional, planar oder auch teilweise gewölbt. Gleichfalls können die Bauteile eine 3-dimensionale Struktur aufweisen. Die Bauteile als solche sind auch in ihrer späteren Funktion nicht limitiert, so können sie beispielsweise Teil eines Gehäuses, ein Sichtfenster, Versteifungselement, ein Rahmen, Knopf oder ein Bauteil mit einer anderen Funktion sein.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Heizpressstempel, insbesondere zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei der Heizpressstempel ein Material guter thermischer Leitfähigkeit aufweist, und insbesondere keine oder nur geringe Verunreinigungen mit Eisen oder Eisen enthaltenden Legierungen aufweist. Die thermische Leitfähigkeit ist bevorzugt größer 20 W/(m·K), besonders bevorzugt ist sie größer 100 W/(m·K). Als geringe Verunreinigung an Eisen wird eine Verunreinigung verstanden, die unterhalb von etwa 0,1 Gew.-% in Bezug auf den Heizpressstempel beträgt. Weitere Anbauteile, die dazu dienen den Heizpressstempel zu befestigen werden dem Heizpressstempel nicht mehr zugerechnet, entsprechendes gilt für jegliche Mittel zur Festlegung, wie Schrauben, Nieten etc., die dem Heizpressstempel nicht zugerechnet werden. Der Heizpressstempel ist beispielsweise aus Aluminium, Messing oder Bronze oder einer anderen geeigneten Legierung oder Metall gefertigt und nimmt insbesondere die Außenform des Körpers, bevorzugt des Metallteils, an. Weiterhin kann der Stempel auch Ausformungen aufweisen, um beispielsweise partielle Wärmeschädigungen zu vermeiden. Druck und Wärme sollten mittels des Heizpressstempels möglichst gleichmäßig eingebracht werden können. Daher sind Druck, Temperatur und Zeit auf die jeweiligen Materialien und deren Eigenschaften, wie bei Metall, Metalldicke, Art der hitzeaktivierbaren Folie, eingestellt.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren eingehender erläutert, ohne es darauf zu beschränken.
Das Verfahren zur Verklebung magnetisierbarer Materialen umfasst insbesondere die Schritte der Positionierung (a) und der Prelaminierung (b).
Dazu werden üblicher Weise als hitzeaktivierbare, flächige Haftmittel in Form von Stanzlingen einer hitzeaktivierbaren Folie hergestellt und diese auf den Körper aus magnetisierbarem Material, insbesondere auf ein Metallteil, aufgebracht. Im einfachsten Fall wird der Stanzling auf dem Metallteil manuell z. B. mit einer Pinzette platziert. Der Stanzling hat üblicher Weise die Dimension des Metallteils, kann aber auch etwas kleiner sein, um Ausquetschprozesse während des Verklebungsprozesses zu erlauben. Weiterhin kann aus konstruktiven Gründen es auch erforderlich sein, vollflächige Stanzlinge einzusetzen beispielsweise bei Kontaktierungen mit Federn, Sichtfenster, etc.. Generell kann der Stanzling aber auch eine Form aufweisen, die unabhängig von der Form des Körpers ist, beispielsweise, wenn er mit einem sehr viel kleineren Bauteil verklebt werden soll. In einer weiteren Ausführungsvariante wird der hitzeaktivierbare Klebebandstanzling nach der manuellen Positionierung mit einer Wärmequelle behandelt, beispielsweise im einfachsten Fall mit einem Bügeleisen. Hierdurch erhöht sich die Haftung zum Körper, insbesondere zum Metallteil. Hierfür ist es auch von Vorteil, wenn der Stanzling noch mit einem Release Liner ausgestattet ist. Der Release Liner kann ein temporärer Träger sein. In einer weiteren sehr gängigen Form wird das Metallteil auf den hitzeaktivierbaren Klebebandstanzling platziert. Die Platzierung erfolgt auf der ungeträgerten Seite des Stanzlings oder auf der offenen Seite. Auf der Rückseite bzw. gegenüberliegenden Seite kann sich in der Regel noch ein Release Liner am Stanzling befinden. Anschließend wird mittels einer Wärmequelle Wärme durch das Metallteil hindurch auf das hitzeaktivierbare Klebeband übertragen. Durch diese Maßnahme wird das Klebeband tackig und haftet stärker am Metallteil als an dem Release Liner. Die zugeführte Wärmemenge muss wohl dosiert sein. Wie der Fachmann die Wärmemenge dosiert ist ihm hinlänglich bekannt. Für thermoplastische Klebemassen muss in der Regel die Erweichungstemperatur erreicht werden, damit der Klebebandstanzling anfängt zu haften.
Bei Reaktivsystemen als Haftmittel sollte die Temperatur nach oben limitiert werden, damit während der Prelamination keine Reaktion, insbesondere Vernetzung, eintritt, die die spätere ultimale Verklebungsleistung reduziert. Zur Zuführung der Wärme oder Hitze wird besonders bevorzugt eine Heizpresse eingesetzt. Der Stempel der Heizpresse-Heizpressstempel- ist üblicherweise aus Aluminium, Messing oder Bronze gefertigt und nimmt die Außenform des Metallteils an. Zudem kann der Stempel noch Ausformungen aufweisen, um beispielsweise partielle Wärmeschädigungen zu vermeiden. In dem Verfahren werden Druck und Wärme möglichst gleichmäßig eingebracht. Dazu werden der übertragene Druck, die Temperatur und die Zeit, insbesondere die Kontaktzeit, jeweils auf die Materialien, beispielsweise das Metall, oder auch die Materialeigenschaften, beispielsweise die Materialstärke, Metalldicke, oder die Art der hitzeaktivierbaren Folie angepasst und variiert.
Zur Fixierung des Metallteils auf dem Stanzling der hitzeaktivierbaren Folie wird bevorzugt ein Formteil, bevorzugt ein Formteil 2, eingesetzt, welches die Form der Unterseite des Metallteils annimmt. Diese Anpassung von Teilbereichen des Formteils an die äußere Form des Körpers, hier des Metallteils, wird als Negativform bezeichnet. Um ein Verrutschen zu vermeiden, können im einfachsten Fall alternativ oder zusätzlich auch Stifte oder Pins eingesetzt werden, die mit gezielten Löchern beispielsweise im Release Liner des Klebeband Stanzlings die Positionierung übernehmen.
Erfindungsgemäß wird ein Formbauteil 2 mit einem Magnetfeld, wie eingangs dargelegt, also mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Material zur Fixierung des Körpers, hier des Metallteils, eingesetzt. Dazu weist das Formteil 2 vorzugsweise im Bereich der Negativform Bereiche mit mindestens einem Magneten oder auch mehreren Magneten auf, die geeignet sind das Metallteil auf der gewünschten Position zu fixieren.. Erfindungsgemäß verfügt das Formteil 2 an der Position, an der der Körper fixiert werden soll, über mindestens einen oder mehrere Magnete, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn sowohl Magnete mit magnetisierbarem Material als auch mit magnetischem Material vorhanden sind. Besonders bevorzugt befinden sich diese Magnete aus magnetischem und magnetisierbarem Material exakt an der Position, an der das Metallteil auf dem Klebeband Stanzling fixiert werden soll. Die Positionierung und Größe der Magnete im Formteil kann dabei so gewählt sein, dass sie vollständig die Kontaktfläche mit dem Körper, insbesondere mit dem Metallteil überspannen oder auch nur einen teilweisen Kontakt damit bilden. Als Magnete kommen die vorstehend genannten magnetischen und/oder magnetisierbaren Materialien, insbesondere sogenannte Dauermagnete oder Permanentmagnete und/oder Elektromagnete zum Einsatz.
Nach der Wärmeaktivierung wird das Metallteil mit laminiertem Klebeband Stanzling als magnetisierbarer Verbund entformt, insbesondere vom Formteil entfernt. Teile oder das gesamte Verfahren kann schrittweise durchgeführt werden oder auch kontinuierlich in einem automatisierten gesamten Verfahren integriert werden. Hier können sich dann Elektromagnete als besonders vorteilhaft erweisen, da dann die Magnetfelder erzeugt und wieder abgeschaltet werden können.
Der nach diesen Verfahrensschritten erhaltene magnetisierbare Verbund kann sofort zum Gesamtverbund weiterverarbeitet werden oder auch zunächst an Weiterverarbeiter verkauft werden, die dann selbst die Schritte zum Erhalt des Gesamtverbundes durchführen können.
In den Schritten c), d) und e), die auch zusammenfassend als Bonding Prozess beschrieben werden können erfolgt die Verklebung des im Schritt c) erhaltenen magnetisierbaren Verbundes, insbesondere des Verbundes aus Metallteil und Stanzling.
Der Verklebungsprozess des magnetisierbaren Verbundes, umfassend ein Metallteil, und das nicht-magnetisierbare Bauteil, insbesondere ein Kunststoffteil, wird im Einzelnen durch die einzelnen Prozessschritte in den 1 bis 4 als ein allgemeines Verfahrensbeispiel näher erläutert.
1: Stellt schematisch ein Formbauteil mit einer Negativform zur Aufnahme eines Kunststoffteils dar.
2: Stellt ein positioniertes Metallteil mit Folie oder magnetischen Verbund auf einem Bauteil in einem Formteil dar.
3: Stellt schematisch die Zuführung von Wärme und Druck dar.
4: Zeigt das Entfernen des Gesamtverbundes aus dem Formteil.
In der 1 ist ein Formbauteil 4.1 dargestellt, in dem ein Kunststoffteil 3 positioniert ist. Gemäß der 2 wurde ein magnetisierbarer Körper 1, als Metallteil 1 dargestellt, das mit einer hitzeaktivierbaren Folie 2 versehen ist und als magnetisierbarer Verbund vorliegt. Die hitzeaktivierbare Folie 2 weist vorzugsweise die Form eines Stanzlings auf. In diesem Verfahrensschritt wirkt das Magnetfeld der Magnete 4.2 auf den Körper aus magnetisierbarem Material, insbesondere auf den magnetisierbaren Verbund, und fixiert es. Ein Verrutschen kann auf diese Weise sehr sicher verhindert werden. In der 3 wird der Verfahrensschritt der Verklebung zum Gesamtverbund schematisch dargestellt. Der Heizpressstempel 6 wird unter Druck 7, beispielsweise mittels eines Druckzylinders, auf den metallischen Verbund und das Kunststoffteil 3 aufgebracht. Nach dem Zuführen von Wärme verklebt der magnetisierbare Verbund mit dem Bauteil und der Gesamtverbund 8, umfassend das Metallteil 1, die hitzeaktivierte Folie 2 und Bauteil 3, kann aus dem Formbauteil 4.1 entformt bzw. entfernt 5 werden.
Die Magnete 4.2 können partiell zur verklebenden Metallfläche aufgebracht oder eingelassen sein sowie vollflächig vorgesehen sein. Das Formbauteil 4.1 sollte sehr bevorzugt die Form der Unterseite des zu verklebenden Kunststoffteils 3 einnehmen. Diese kann von 2-dimensionaler oder 3-dimensionaler Natur sein. Im ersten Schritt (1) wird das Kunststoffteil auf das untere Formteil 2 aufgebracht. Wenn die Verklebung in horizontaler, vertikaler oder entgegen der Erdanziehungskraft durchgeführt werden soll, dann ist es von Vorteil, das Metallteil 1 und die hitzeaktivierbare Folie 2 und Kunststoffteil 3 in einem Schritt zusammen auf das Formteil aufzubringen, d. h. die Schritte aus den 1 und 2 in einem Schritt durchzuführen, insbesondere gemäß Schritt c.1) des erfindungsgemäßen Verfahrens. Kern der Erfindung ist die Nutzung der Anziehungskraft des Magneten auf das magnetisierbare Material des Körpers, insbesondere des Metallteils. Das Metallteil wird von dem Magnetfeld angezogen, so dass eine Fixierung der Anordnung durch das Metallteil stattfindet und somit ein Verrutschen zuverlässig verhindert werden kann. Zudem kann mit dieser Prefixierung auch im folgenden Schritt der Druck und die Temperatur von der Seite oder von unten eingebracht werden, so dass nicht immer der Druck und die Temperatur von oben eingebracht werden muss, wie es in der 3 dargestellt ist.
Erfindungsgemäß weisen mindestens ein Magnet oder mehrere Magnete mindestens ein Energieprodukt (B·H) größer 2 kJ/m³, besonders bevorzugt von größer 20 kJ/m³ und äußerst bevorzugt größer 200 kJ/m³ auf, insbesondere als Dauermagnet oder als Elektromagnet. Die Messung erfolgt jeweils nach DIN IEC 60404-8-1.
Im Prozessschritt der 3 werden dann Druck und Wärme zugeführt. Dies erfolgt mit Hilfe eines Heizstempels, 6 der auf einem Material mit guter thermischer Leitfähigkeit basiert und vorzugsweise keine oder nur sehr kleine Verunreinigungen an Eisen aufweist. Geeignete Materialien für den Heizstempel sind Kupfer, Messing, Bronze oder Aluminium oder Legierungen dieser oder weitere Metalle, die nicht magnetisierbar sein dürfen. Es können aber auch andere Legierungen eingesetzt werden. Auch kann der Heizstempel aus geeigneten Kunststoffen oder Kompositmaterialien hergestellt sein. Des Weiteren sollte bevorzugt der Heizpressstempel die Form der Oberseite des Metallteils einnehmen. Diese Form kann wiederum 2-dimensionaler oder 3-dimensionaler Natur sein. Der Druck wird üblicher Weise über einen Druckzylinder 7 aufgebracht. Die Applizierung des Drucks kann über Luftdruck, pneumatisch oder auch auf andere Weise erfolgen. Beispiele dafür sind hydraulische Pressvorrichtungen oder elektromechanische, beispielsweise Spindeln, Stellantriebe oder Stellglieder. Des Weiteren kann es von Vorteil sein, mehrfach Druck und Temperatur einzubringen, zum Beispiel durch Reihenschaltung oder mittels eines Rotationsprinzips den Prozessdurchsatz zu erhöhen. Die Heizpressstempel 6 müssen in diesem Fall nicht alle mit der gleichen Temperatur und/oder gleichem Druck betrieben werden. Weiterhin kann auch – wenn auch nicht immer von Vorteil – die Kontaktzeit unterschiedlich sein. Auch in diesem Fall ist es von Vorteil, durch Magneten das Metallteil zu fixieren, da hier üblicher Weise das untere Formbauteil bewegt wird zu den einzelnen Heizpressstationen. Des Weiteren kann es auch von Vorteil sein, in einem letzten Prozessschritt nur Druck mit einem auf Raumtemperatur gekühlten Pressstempel oder einem gekühlten Pressstempel einzubringen.
Die Heizpressstempel 6 werden vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 60 bis 300°C betrieben, je nach Temperaturstabilität der Bauteile, der Körper als auch in Abhängigkeit von der Aktivierungs- oder Schmelztemperatur der hitzeaktivierbaren Folie. Die Prozesszeiten belaufen sich üblicher Weise auf 2.5 bis 30 sec pro Presstempelschritt. Besonders bei reaktiven hitzeaktivierbaren Folien kann es von Vorteil sein, bei höheren Temperaturen sowie bei längeren Zeiten zu verkleben. Weiterhin kann es auch erforderlich sein, den Druck zu variieren. Durch sehr hohe Drücke kann die hitzeaktivierbare Folie ausgequetscht werden. Dies soll in der Regel verhindert werden. Übliche geeignete Drücke liegen im Bereich von 1.5 bis 10 bar berechnet auf die Verklebungsfläche. Auch hier haben die Stabilität der Materialien sowie das Fließverhalten der hitzeaktivierbaren Folie einen großen Einfluss auf den zu wählenden Druck.
In einem letzten Schritt wird dann, gemäß der 4, der verklebte Gesamtverbund 8 aus dem Formbauteil entfernt.
Die nachfolgenden Beispiele zeigen erfindungsgemäße Verfahrensvarianten auf, ohne die Erfindung auf diese konkreten Beispiele zu beschränken.
Beispiele

Beispiel 1: hitzeaktivierbare Folie auf Copolyesterbasis mit einem Non-Woven Träger und einer Schichtdicke von 150 μm. Der Schmelzbereich liegt zwischen 100 und 120°C. Es wurde das Produkt 3M 615S zur Verklebung eingesetzt.
Beispiel 2: hitzeaktivierbare Folie auf Copolyesterbasis mit einem Non-Woven Träger, einer Schichtdicke von 150 μm und einseitig aufgebrachten haftklebrigen Punkten. Der Schmelzbereich des Copolyesters liegt zwischen 100 und 120°C. Das Produkt weist schon bei Raumtemperatur eine Eigenklebrigkeit auf einer Seite auf. Es wurde das Produkt 3M 615ST zur Verklebung eingesetzt. Beide Produkte basieren auf dem gleichen Copolyester Klebstoff und unterscheiden sich nur durch die haftklebrigen Punkte.

Testmethoden:
Verklebungsfestigkeit A)
Die Verklebungsfestigkeit wird mit einem Dynamischen Schertest, schematisch dargestellt in 5, bestimmt. Die Verklebungsfläche beträgt 2 cm². Es wird eine 1.5 mm dicke ferritische Edelstahl-Platte (1) mit einer Breite von 2 cm mit einer PC-Platte (3) mit einer Breite von 2 cm und einer Schichtdicke von 3 mm mittels einer hitzeaktivierbaren Klebstofffolie (2) verbunden.
In einem ersten Schritt wird die 150 μm dicke hitzeaktivierbare Folie auf ferritischem Edelstahl mit Hilfe einer 120°C heißen Heizplatte laminiert. Für das Beispiel 2 wurde mit der nicht-klebrigen Seite ebenfalls bei 120°C laminiert. Anschließend wurde der Releaseliner abgezogen. Die Verklebung der Prüfkörper wird in einer Heizpresse durchgeführt, wobei über die ferritische Edelstahl-Seite erhitzt wird. Die Hitzeaktivierung wird mit einem 150°C heißen Heizpressstempel bei einem Druck von 5 bar und 5 s Verpressdauer durchgeführt.
Anschließend werden die Prüfmuster mit einer Zugprüfmaschine mit 10 mm/min auseinandergerissen (die Kraft wird durch das Bezugszeichen 0 dargestellt). Die gemessene Verklebungsfestigkeit wird in der Einheit N/mm² angegeben und ist die auf die Verklebungsfläche bezogene maximale Kraft, die gemessen wird, um die Prüfkörper (ferritischer Edelstahl und Polycarbonat) von einander zu trennen. Die Messung wird bei 23°C und 50% relativer Feuchte durchgeführt.
Die Messungen werden sofort nach der Verpressung und Hitzeaktivierung durchgeführt, wobei ca. 30 Minuten zur Akklimatisierung gewartet wurde.
Ergebnisse:
Gemäß Beispiel 1 wird eine hitzeaktivierbare Klebstofffolie ohne Eigenklebrigkeit verwendet, die somit leicht vom Kunststoffbauteil abrutschen kann. Das Beispiel 2 ist dagegen ein Beispiel, unter Nutzung der Eigenklebrigkeit von verwendeten Klebepunkten, d. h. bei dem eine Prefixierung möglich ist. Zur Untersuchung des Einflusses der Eigenklebrigkeit wurden die Verklebungsfestigkeiten nach Testmethode A gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1:

Beispiele Testmethode A bei RT

1 6.9 N/mm²

2 5.9 N/mm²
Tabelle 1 (RT entspricht Raumtemperatur) kann entnommen werden, dass durch die eigenklebrigen Punkte die Verklebungsfestigkeit abnimmt. Somit ist dieser Weg nur beschränkt geeignet, Verklebungen in geneigten Winkeln oder horizontal vorzunehmen, da die Endfestigkeit negativ beeinflusst wird. Ein weiterer Nachteil besteht in dem Abstand der klebrigen Punkte von Beispiel 2, da hier bei besonders kleinen und schmalen Stanzlingen häufig klebrige Punkte nicht in ausreichender Zahl vorliegen. Eine vollflächige Beschichtung würde zu einer weiteren Reduzierung der Verklebungsfestigkeit führen.
In einer Alternative wurde das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt, indem die Verklebung von der Seite durchgeführt wurde, beispielsweise mit etwa horizontaler Anordnung. Die eingesetzten Materialien sowie die Verklebungsfläche wurden identisch zu Testmethode A beibehalten. Diesmal wurden in einem Formbauteil aus Teflon Neodym-Eisen-Bor Magneten eingesetzt (NdFeB 250/125 der Firma Magnetfabrik Schramberg/6 Platten mit je 5 mm Durchmesser/B·H = 250 kJ/m³ min. gemessen nach DIN IEC 60404-8-1). Das Formbauteil weist eine 3 mm dicke Stufe auf, um die Schichtdicke der PC Platte zu kompensieren. Anschließend wurde die PC Platte und die ferritische Edelstahlplatte mit prelaminierter hitzeaktivierbarer Folie (Beispiel 1 und 2) darauf platziert. Die Einheit wurde anschließend im 90° Winkel zur Seite gekippt. Sowohl für Beispiel 1 als auch für Beispiel 2 erfolgte kein Abrutschen über den 90° Winkel.
Gemäß dieser Alternative wurden Druck und Wärme, insbesondere über temperierte Anlagenteile, von der Seite zugeführt, d. h. bei einer Ausrichtung der Anordnung von 90°, also annähernd senkrechter Anordnung des Formbauteils, des Bauteils und des magnetisierbaren Verbundes. Es wurden die gleichen Verklebungsbedingungen wie unter Testmethode A gewählt. Anschließend wurde wie unter Testmethode A der Dynamische Schertest durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2:

Beispiele Testmethode A bei RT

1 6.9 N/mm²

2 5.9 N/mm²
Tabelle 2 kann entnommen werden, dass durch die eigenklebrigen Punkte die Verklebungsfestigkeit wieder abgenommen hat. Beispiel 1 hat dagegen im erfinderischen Verfahren belegt, dass auch Verklebungen im 90° Winkel möglich sind ohne Verrutschungen. Zu dem bleibt die Verklebungsfestigkeit erhalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology” von Donatas Satas (van Nostrand, 1989 [0027]
- „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology” von Donatas Satas (van Nostrand, 1989 [0035]
- DIN IEC 60404-8-1 [0061]
- DIN IEC 60404-8-1 [0081]
- DIN IEC 60404-8-1 [0092]

Claims

Verfahren zur Verklebung magnetisierbarer Materialien umfassend die Schritte, a) Positionieren eines hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmittels an einen Körper mit magnetisierbarem Material, wobei der Körper gegebenenfalls eine Oberflächenbeschichtung aus nicht magnetisierbarem Material aufweist, b) Prelaminieren des flächigen Haftmittels auf den Körper durch Zuführen von Druck und/oder Wärme und Erhalt eines magnetisierbaren Verbundes, und insbesondere c) Durchführen der alternativen Schritte c.1) oder c.2) c.1) Positionieren eines nicht magnetisierbaren Bauteils auf einem Formbauteil, wobei das Formbauteil mindestens einen Magneten aufweist, wobei der Magnet aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material ist, und das Formbauteil einen Bereich mit einer Negativform aufweist, an der das Bauteil positioniert wird, und im Bereich der Negativform ein Magnetfeld ist und/oder ein Magnetfeld ein- und ausschaltbar ist, wobei das Magnetfeld geeignet ist durch das Bauteil den magnetisierbaren Verbund zu fixieren – gegebenenfalls Entfernen eines Trägers vom hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmittel des magnetisierbaren Verbundes; – Positionieren des magnetisierbaren Verbundes auf dem Bauteil; oder c.2) Positionieren eines nicht magnetisierbaren Bauteils gegebenenfalls zusammen mit dem magnetisierbaren Verbund; wobei gegebenenfalls zuvor ein Träger vom hitzeaktivierbaren flächigen Haftmittel, des magnetisierbaren Verbundes entfernt wird; auf einem Formbauteil, wobei das Formbauteil einen Bereich mit einer Negativform aufweist, an der das Bauteil positioniert wird, und im Bereich der Negativform ein Magnetfeld ist und/oder ein Magnetfeld ein- und ausschaltbar ist, – das Magnetfeld geeignet ist durch das Bauteil den magnetisierbaren Verbund zu fixieren, d) wobei das Magnetfeld den magnetisierbaren Verbund auf dem Bauteil fixiert; e) Zuführen von Druck und/oder Wärme zur Verklebung des magnetisierbaren Verbundes mit dem Bauteil; und f) Erhalt eines Gesamtverbundes.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) der Positionierung des hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmittels an einem Körper mit magnetisierbarem Material – der Körper auf einem Formbauteil 2 durch ein Magnetfeld fixiert wird, wobei das Formbauteil 2 einen Bereich mit einer Negativform aufweist, an der der Körper positioniert wird, und im Bereich der Negativform ein Magnetfeld ist und/oder ein Magnetfeld ein- und ausschaltbar ist, und das Magnetfeld geeignet ist den Körper zu fixieren.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld durch einen Dauermagnet, Permanentmagnet oder Elektromagnet erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Magnet oder mehrere Magnete ein Energieprodukt von B·H größer 2 kJ/m³ aufweisen, insbesondere größer 20 kJ/m³, besonders bevorzugt größer 200 kJ/m³.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisierbare Material des Körpers ein magnetisierbares Metall oder eine magnetisierbare Legierung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisierbare und/oder magnetische Material Eisen, Nickel und/oder Kobalt gegebenenfalls mit weiteren Zusätzen umfasst, insbesondere mit metallischen Zusätzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Material auf metallischen Legierungen basiert, die Eisen, Nickel, Aluminium, Kobalt, Mangan, Kupfer, keramische Oxidwerkstoffe, insbesondere Bariumoxid, Eisen-(II,III)-oxide und/oder Seltenerdenmetalle umfassen, insbesondere Legierungen umfassend Samarium-Kobalt oder Neodym-Eisen und Bor.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Druck und/oder Wärme mittels eines Heizpressstempels zugeführt werden, der eine Temperatur von 60 bis 300°C aufweist und/oder einen Druck von 1.5 bis 10 bar überträgt und/oder der Schritt der Zuführung von Wärme und/oder Druck während einer Zeitspanne von 2.5 bis 30 Sekunden zur Herstellung des Verbundes oder des Gesamtverbundes erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus mehreren Teilen oder Schichten aufgebaut ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Haftmittel ein Stanzling mit einer hitzeaktivierbaren Folie ist, gegebenenfalls versehen mit mindestens einem temporären Träger.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Prelaminieren des flächigen Haftmittels auf den Körper, die Wärme über den Körper mit magnetisierbarem Material dem hitzeaktivierbaren, flächigen Haftmittel zugeführt wird.
Heizpressstempel, insbesondere zur Verwendung in dem vorstehenden Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Material guter thermischer Leitfähigkeit ist, insbesondere weist er keine oder nur geringe Verunreinigungen mit Eisen oder Eisen enthaltenden Legierungen auf.
Formbauteil, insbesondere zur Verwendung in dem vorstehenden Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Formbauteil einen Bereich aufweist, der einer Negativform zu einem aufbringbaren Bauteil entspricht, und magnetische und/oder magnetisierbare Materialien aufweist.
Formbauteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es die magnetischen und/oder magnetisierbaren Materialien innerhalb oder unterhalb des Bereichs der Negativform aufweist, insbesondere in dem Bereich, in dem oder über dem der magnetisierbare Körper, der magnetisierbare Verbund oder ein Bauteil nach Anspruch 1 positioniert wird.