WO2018073140A2 - Verfahren zur herstellung einer versiegelten falzverbindung - Google Patents

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WO2018073140A2
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    • F16B5/0621—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship
    • F16B5/0635—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship fastened over the edges of the sheets or plates

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a sealed by an adhesive rabbet joint between a first surface element which comes to rest in the fold, and a second surface element which comes to rest in the fold, wherein a flange of the first surface element via a flange of second surface element is repelled and wherein the flange of the first surface element has a first surface and a second surface, comprising the steps:
  • a rabbet joint between two panels is created by repelling an extended edge portion of one panel over an edge portion of the other panel.
  • the result of the folding is referred to as seaming or flanging seam or flanged edge, the connection as a seam or flanged edge connection.
  • a vehicle door may be made of an inner panel and an outer panel connected along their outer edges by a rabbet joint made by folding the extended edge portion of the outer panel over the edge portion of the inner panel to create an overlapping joint and crimping the edges together.
  • a seal is then needed between the edge of the outer panel and the adjacent surface of the inner panel to keep moisture out of the space between the panels and prevent corrosion. If the seam or crimp edge connection is sealed, this is called a crimp seam seal or, in the case of the use of adhesive, also a crimp edge bond.
  • the bonding or sealing of sheet metal parts in vehicle construction, especially in the bodies of automobiles, is often made on sheet metal parts.
  • the curing of the adhesives / sealants used in this case takes place later in the paint drying ovens. Previously, the bonded or sealed parts undergo cleaning, phosphating and dipping priming steps. By means of the treatment agents used in these stages, the adhesives or sealants can be rinsed out of the adhesive joints.
  • a curable material is placed in particular in the form of a bead over the outwardly open region of the fold, which gelled in a first curing process, such as inductive heating of the sheet in the curable composition, and in a subsequent curing process, in particular the KTL oven is fully cured.
  • the hardenable mass used here is PVC in particular.
  • two sheet metal parts are connected by means of folding.
  • the body shell first an adhesive on the oily metal sheet, usually consisting of steel, galvanized or galvanized steel, magnesium or aluminum, along the edge of the outer part, for example by means of extrusion, spraying or spraying in a layer thickness of, for example 0.2 mm applied, and after inserting the inner part, the outer edge of the outer part is crimped around the periphery of the inner part.
  • the corrosion-prone edge of the outer part is then only in the painting process usually by hand with a sealant, such as PVC plastisols, sealed.
  • WO 201 1/020714 A1 discloses a rubber-based adhesive composition which can be used simultaneously as a bead seam sealant. It is a pasty composition that can be applied by spraying, extrusion or spraying. This is also the disadvantage of this mass, as easily order errors and squeezing can occur, which affect the visual appearance of the flanged seam.
  • EP 1 041 130 A2 VW-Sika
  • EP 1 334 161 B1 L + L Products Inc. discloses a process for preparing and enhancing a compound comprising the following steps:
  • US 4,719,689 A discloses a method for simultaneously bonding and sealing a hemming seam in which the hemming tool is provided with a recess by means of which the adhesive emerging from the hemming seam is formed into a visually appealing sealing layer.
  • the disadvantage is that with an inaccurately metered or placed amount of adhesive the Underfill or overfilled, which may affect the sealing function and appearance.
  • US 6,000,118A discloses a preformed adhesive patch strip which is crimped during beading. This involves - as with adhesive beads - the risk of squeezing.
  • EP 0 830 530 B2 discloses a weather strip suitable for sealing a joint between two surfaces adjacent to one another generally in parallel planes, for example surfaces (like plates) abutting or overlapping one another.
  • the invention is particularly, but not exclusively, applicable to a weather strip suitable for sealing a seam joint as found in a vehicle body.
  • the sealing strip has an inner surface for fastening the strip over the connection and a rounded, shape-containing outer surface; wherein the profile of the strip is such that when the strip is secured in position over the joint, the outer surface of the strip extends from one of the adjacent surfaces to the other.
  • a disadvantage of this solution are the elaborate preforming of the outer surface of the strip and the necessary multi-layered structure.
  • EP 1 451 010 B1 (3M) and WO 2004/108401 A2 likewise disclose a flange profile sealing material having at least two layers for sealing a flange profile of sheets in a vehicle, wherein the flange profile sealing material is characterized in that an inner layer containing a hot melt / flowing thermosetting resin having a curing temperature of 80 to 200 ° C, and an outer layer showing no substantial flow / shape change at 80 to 200 ° C, wherein the heat-melting / flowing thermosetting resin be liquefied and then cured to form a seal.
  • the sealing material is externally molded around completely around the already made flange. It thus only performs a sealing function and no essential mechanical connection function (bonding).
  • WO2012 / 166257 A1 discloses a method for producing a seaming connection, in which an adhesive tape is first applied to the inner or outer metal sheet of the seaming connection, then the outer sheet is wrapped around the inner sheet metal, so that the adhesive tape completely between outer and inner metal sheet of the rabbet joint comes to rest, and then the tape is cured. With this method, a Bördelnahtverklebung is produced. The disadvantage is that during the bonding, the edge of the outer folded sheet remains unprotected and must be sealed in a further operation.
  • WO 2009/071269 A1 discloses the application of two adhesive tapes (FIG. 2) to one of the flange plates. During the subsequent crimping, the adhesive tape is squeezed out of the flare joint and forms a seal both to the inner and to the outer side of the fold. Despite the use of an adhesive tape, as in the case of the liquid adhesive, a significant flow process takes place, which causes the above-mentioned. Disadvantages. It was therefore an object of the present invention to provide a method for the simultaneous gluing and sealing of a seam connection, which can be carried out with little effort and results in a visually improved sealing seam compared to the prior art.
  • the object is achieved by a method of the type mentioned, in which the adhesive is applied to both surfaces of the flange of the first surface element, and after the production of the seaming compound, the adhesive on the first surface with the adhesive on the second surface of the flange of the first Surface element forms a continuous layer on the edge of the flange, which covers the edge of the flange of the first surface element.
  • the flange of the sheet lying outside is provided on both surfaces with a layer of a sealant and / or adhesive before the seaming is produced, wherein the projection of the layer on the first side into the plane of the layer on the second side lies at least partially within the layer on the second side, and after the production of the seaming the Klebemasse Mrs on the first surface of the flange with that on the second Surface connected.
  • Projection is understood to mean a projection perpendicular to the plane of the layer.
  • a flange of the generally lying on the edge part of a sheet is called, which is part of the seaming as an inner or outer part.
  • the flange has a first and a second surface.
  • the outside in the Falzitati coming flange is hereinafter referred to as the outer flange, the inside to come to lie as an inner flange.
  • the second flange can rest with its end section in a region on the first side of the first flange, on which adhesive is applied, so that there is a region in which the adhesive is arranged between the two flanges (see FIG.
  • the second flange is spaced from the adhesive region of the flange directly on the first side of the first flange (see Fig. 2.2). In this case, even if the distance from the second flange to the adhesive is only slight, when beading initially a cavity not filled with adhesive.
  • the adhesive layer applied to both sides of the outer flange may be the same or different.
  • the adhesive layers can each be present individually before the seaming connection is produced or already be formed coherently. In the case of individual adhesive layers, they may consist of the same adhesive or of different adhesives. Even with an already coherent adhesive layer, it is possible that two different adhesives are already connected, ie connected to one another. When the adhesive layers are single, they are joined to form a continuous layer as the seaming is made. A coherent adhesive layer is preferred. Therefore, it is particularly preferred if the application of the layer of the adhesive in step A takes place as a continuous layer which covers the first surface, the second surface and the edge of the flange.
  • the adhesive is an activatable adhesive, wherein the adhesive is activated in a further step (C) after the flanging in step (B) for producing the hem flange.
  • the adhesive is cured.
  • the adhesive is preferably initially flowable. It flows on the Flanges on, so that a high-quality bonding and sealing is made. As a result of the flow, even in the event that the adhesive layers were not connected before the seaming was produced, a coherent adhesive layer is now obtained which ensures complete sealing of the seaming connection.
  • a layer of adhesive is thus applied to the first surface and a further layer of adhesive is applied to the second surface of the outer flange, wherein the two layers are connected during the production of the seaming connection by activation of the adhesive to form a continuous layer.
  • the adhesive layer can be applied from a fluid phase, for example as a solution, dispersion, melt or as a 100% system. Also, the adhesive layer may be applied from a solid phase, for example in the form of a powder coating.
  • the adhesive layer is preferably applied as an adhesive tape.
  • the adhesive layers applied to the first and second sides of the outer flange may be the same or different. In particular, they may be identical or different adhesive tapes.
  • the compound of the adhesives on the first and second side of the outer flange can already be present or produced during the application or is produced only during or after the beading.
  • the adhesives can be pressed together during the crimping process.
  • the adhesives can also flow into one another during an activation step, in particular by thermal activation.
  • the compound is already prepared during the application or is at this time already by the execution of the adhesive provided, for example as an adhesive tape before.
  • a double-sided adhesive tape is preferably applied on the inner flange facing the first surface of the outer flange.
  • a single-sided adhesive tape is preferably applied on the other, second surface.
  • a single-sided adhesive tape preferably has a carrier material which is arranged in the bond with the second surface on the surface of the adhesive layer facing the surface.
  • the adhesive tape may be partially or completely provided with a carrier material.
  • the carrier material comprises all flat structures, for example films or film sections which are expanded in two dimensions, tapes of extended length and limited width, strip sections, diecuts, multilayer arrangements and the like. Different carriers such as films, fabrics, nonwovens and papers can be combined with different adhesives for different applications.
  • the carrier material of an adhesive tape used are preferably polymer films, film composites or films or film composites provided with organic and / or inorganic layers.
  • Such films / film composites may consist of all common plastics used for film production, but are not restrictive by way of example: polyethylene, polypropylene - in particular the oriented polypropylene (OPP) produced by mono- or biaxial stretching, cyclic olefin copolymers (COC), polyvinyl chloride (PVC ), Polyesters - in particular polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), ethylene vinyl alcohol (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile (PAN), polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyethersulfone (PES) or Polyimide (PI).
  • the carrier material has a softening temperature which is below the activation temperature of the adhesive.
  • the support material softens upon activation of the adhesive, can flow and thus compensate for stress due to shrinkage or expansion.
  • a single adhesive tape is applied around the edge of the flange.
  • this adhesive tape is a double-sided adhesive tape, then this is usually covered on at least one side with a liner.
  • Pressure-sensitive adhesive tapes which are coated with adhesives on one or both sides, are usually wound or crosswound at the end of the production process into a roll in the form of an Archimedean spiral.
  • the adhesive tapes before wrapping with a cover material also referred to as a release material
  • cover material also referred to as a release material
  • a liner is not part of an adhesive tape, but only an aid for its production, storage or for further processing. Similarly, the composite is only temporary and not permanent.
  • a prior art liner consists of at least one abhesive layer (release layer) to reduce the adhesion tendency of adherend products to these surfaces (release function). This layer can be applied to a carrier material.
  • any of the systems known to the person skilled in the art in particular those which are mentioned in the Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology by Donatas Satas (Satas & Associates, Warwick 1999), can be used as a separating layer
  • the material of the adhesive separating layer is preferred in the prior art selected from the group consisting of silicones, fluorinated silicones, silicone copolymers, waxes, carbamates, fluoropolymers and polyolefins or mixtures of two or more of said substances.
  • papers or films can be used as a carrier material of the liner.
  • Preferred films are those made of biaxially stretched polyethylene terephthalate, polybutene, polypropylene, polyethylene, monoaxially oriented polypropylene, biaxially oriented polypropylene or polyethylene, particularly preferably polyolefin films (polypropylene and polyethylene films) or polyester films.
  • Polymer-coated papers or nonwovens are also to be found.
  • This liner is at least removed from the adhesive tape or part of the adhesive tape located on the first surface of the outer flange before the beading is carried out.
  • the liner is removed only on the adhesive tape located on the first surface of the outer flange or part of the adhesive tape so that no adhesion to the crimping tool occurs during crimping. This is in the execution as a glued single tape facilitated by a two-piece or perforated liner in the longitudinal direction of the adhesive tape, from which then only a part is removed before flanging.
  • the adhesive tape is an adhesive tape composed of two adhesive composition strips arranged parallel to one another and composed of different adhesives. These strips are arranged on a single liner so close together that they are connected together or in the course of the process, a connection is made.
  • the second adhesive located on the second surface of the outer flange has, after an optional activation step, a lower modulus of elasticity than the first adhesive present on the first surface. This prevents the occurrence of cracks in the surface of the second adhesive by, for example, thermal expansion or shrinkage during further process steps, which is exposed to the flange, and thus leads to a visually better appearance.
  • the adhesive tape glued around the edge of the flange is a partially single-sided adhesive tape.
  • the carrier material is applied in the longitudinal direction only on the part of the width of the adhesive tape, which comes to rest on the second side of the outer flange.
  • the lying on the visible side of the hinge connection coming part of the adhesive tape is covered with a carrier material and thus better protected visually appealing and against environmental conditions.
  • the carrier material can be guided around with the edge of the flange or the edge can be free of carrier material. Preference is given to the former, since in this case the edge is mechanically better protected.
  • a partially double-sided adhesive tape for producing a sealed seaming compound consisting of a carrier material and a liner material, a first adhesive composition strip of a first adhesive, a second adhesive composition strip of a second adhesive, wherein the second adhesive may be different from the first, the two adhesive tape in Longitudinal are arranged side by side and the liner at least one of the two Covered adhesive tape, wherein the carrier material covers only the second Klebemassestsammlung and the liner covers at least the first KlebemassestLite.
  • the adhesive is preferably an activatable pressure-sensitive adhesive, in particular a thermally activable pressure-sensitive adhesive.
  • the carrier or liner material is preferably a thermoplastic polymer whose softening temperature is below the activation temperature of the adhesive. This has the advantage that the material flows during activation of the adhesive and thus can compensate for stress due to shrinkage or expansion. Furthermore, it is preferred that the adhesive of the second adhesive tape, which is covered by the carrier material, after activation has a lower modulus of elasticity than the adhesive of the first adhesive tape.
  • Adhesive compositions, hot-melt adhesives or activatable adhesives can be used as the adhesive.
  • an activatable pressure-sensitive adhesive has the advantage that even before activation, an adhesive composite of the fabric is produced. By activating the strength of the adhesive bond is then increased.
  • activatable PSAs are all known activatable PSAs. Compositions and preparation of such activatable PSAs are known and familiar to the person skilled in the art. Particularly suitable are those activatable pressure-sensitive adhesives which are prepared from compounds which have at least one of the following functional groups: epoxides, amines, ureido groups, hydroxyl groups, ether groups, acid groups, in particular carboxylic acid groups, preferably acrylic acid and methacrylic acid groups, and carboxylic anhydride groups, ester groups and amide groups, Isocyanates, imidazoles, phenolic groups, urea groups, silane groups, ethylenic double bonds, especially in conjunction with initiator groups which can initiate a radical polymerization, or with sulfur-containing vulcanizing agents.
  • functional groups epoxides, amines, ureido groups, hydroxyl groups, ether groups
  • acid groups in particular carboxylic acid groups, preferably acrylic acid and methacrylic acid groups, and
  • the activatable PSAs may optionally contain one or more further receptor constituents, such as, for example, hardeners, reaction accelerators, catalysts, initiators, Fillers, microspheres, tackifier resins, non-reactive resins, plasticizers, binders, bitumen, anti-aging agents (antioxidants), light stabilizers, UV absorbers, theological additives, and other auxiliaries and additives may be included.
  • suitable adhesives for the present invention can be found in EP 1 334 161 B1, EP 0 877 069 B1, EP 0 842 995 B1, US Pat. No.
  • the activatable adhesive is expandable. Expandable here means that the volume of the adhesive after expansion is above that of the adhesive before expansion, measured in each case at the same temperature (usually room temperature, 15 to 30 ° C). Preferably, the volume increase is more than 5%.
  • the expansion can be done chemically or physically.
  • the adhesive preferably comprises a thermally activatable foaming agent.
  • the activatable foaming agent-filled adhesive preferably has a density of less than 900 kg / m 3 , in particular less than 700 kg / m 3, after foaming.
  • the foaming agent is microspheres consisting of a polymer membrane enclosing a propellant, so-called microballoons.
  • the proportion of these microballoons in the adhesive is more preferably between 0.5 and 20% by weight, more preferably between 2 and 12% by weight.
  • Microballoons are elastic hollow spheres which have a thermoplastic polymer shell. These balls are filled with low-boiling liquids or liquefied gas.
  • shell material find in particular polyacrylonitrile, PVDC, PVC or polyacrylates use.
  • Hydrocarbons of the lower alkanes for example isobutane or isopentane, which are enclosed in the polymer shell as a liquefied gas under pressure, are particularly suitable as the low-boiling liquid.
  • the outer polymer shell By acting on the microballoons, in particular by a heat softened on the one hand, the outer polymer shell.
  • the liquid propellant gas in the casing changes into its gaseous state.
  • the microballoons expand irreversibly and expand in three dimensions. The expansion is completed when the internal and external pressures equalize. As the polymeric shell is preserved, this results in a closed-cell foam.
  • the expansion of the adhesive preferably takes place parallel to the activation in step (C). In another preferred embodiment, the expansion takes place after the activation in a further step (D).
  • FIG. 1 is a schematic representation of the steps of producing a rabbet joint in a first variant according to the invention, wherein the flange is shown in cross-section,
  • Fig. 3 is a schematic representation of the steps of producing a rabbet joint in a third variant according to the invention.
  • Fig. 4 shows different embodiments of an adhesive tape according to the invention for Falzverklebung in cross section.
  • Fig. 1 shows an outer flange 10 of a first sheet having a first surface 1 1 and a second surface 12, in which an adhesive tape 30 is applied around the edge on both surfaces. The edge 13 is thus also covered by the adhesive tape 30.
  • the adhesive tape already applied can be seen on the first outer flange.
  • the inner flange 20 of the second sheet is still shown spaced from the first flange.
  • step 2 the inner flange 20 of the second sheet is brought into contact with the adhesive tape 30 on the first surface 11 of the outer flange 10, and then in step 3, the outer flange 10 is crimped around the inner flange 20.
  • the adhesive as adhesive tape 30 no squeezing of the adhesive takes place, as would be the case with liquid adhesives.
  • the adhesive tape 30 is then cured. During the activation process, the adhesive tape 30 first becomes flowable, so that the adhesive tape 30 flows on the flanges 10, 20 and thus a high-quality bonding and sealing is produced.
  • FIG. 2 likewise shows an outer flange 10 of a first sheet having a first surface 11 and a second surface 12.
  • an expandable adhesive tape 40 is applied around the edge to both surfaces. The edge 13 is thus in turn covered by the adhesive tape 40.
  • the inner flange is shown as an angled flange.
  • the flange could be flat.
  • the flanges could also be angled instead of just.
  • the inner flange 20 of the second fabric is brought into contact with the first surface 11, but spaced from the adhesive tape 40. Then, in step 3, the outer flange 10 is crimped around the inner flange 20 , As a result of the application of the adhesive as adhesive tape 40, there is no squeezing of the adhesive, as would be the case with liquid adhesives, but a cavity 50 not filled with adhesive is formed.
  • the adhesive tape 40 is then cured and expanded.
  • the adhesive tape 40 first becomes capable of being used, so that the adhesive tape 30 flows onto the flanges 10, 20, thus producing a high-quality bond and sealing.
  • the expansion closes the cavity 50 and increases the layer thickness of the adhesive tape 40 on the outer flange 12, which provides improved mechanical protection.
  • an outer flange 10 of a first sheet is provided both on its first surface 1 1 as well as on its second surface 12, each with an adhesive tape 30.
  • the adhesive tape may consist of the same adhesive; However, the adhesives may also be different.
  • the adhesive tape is not passed around the edge, so that the edge 13 is not covered by adhesive tape 30, but is exposed in step 1 before flanging.
  • step 2 the inner flange 20 of the second sheet is contacted with the adhesive tape 30 on the first surface 11 of the outer flange 10, and then in step 3, the outer flange 10 around the inner flange 20 herumgebördelt.
  • the adhesive tape 30 is then cured. During the activation process, the adhesive tape 30 first becomes flowable, so that the adhesive tape 30 flows onto the flanges 10, 20 and also onto the edge 13, thus producing a high-quality bonding and sealing.
  • Fig. 4 shows various embodiments of a partially double-sided adhesive tape (30) according to the invention for seam bonding.
  • a liner (31) covers a first adhesive composition strip (33) from a first adhesive
  • a carrier material (32) covers a second adhesive composition strip (34) from a second adhesive.
  • the adhesives of the adhesive tape strips (33, 34) are different.
  • the adhesive masking strips may be in contact with each other as shown, or spaced apart. If they are spaced, it is advantageous for the liner (31) to cover both adhesive tape strips to make the composite more stable.
  • the carrier material is arranged in the longitudinal direction only on a part of the width of the adhesive tape. In the case of different adhesives, it can at least partially cover one or even several adhesives.
  • the carrier material is arranged on the edge of the adhesive tape, as shown in FIG.
  • the adhesive masses of the adhesive tape strips (33, 34) are identical and the strips are in contact with each other.
  • the carrier material is equipped with a release agent and the liner running on both sides, so that the adhesive tape can be advantageously wound without using a further liner on a roll.
  • the liner not only covers the first adhesive patch strip but also the backing material. This protects the substrate and makes it easier to remove the liner due to lack of adhesion to the substrate. If the liner in this version is designed to cut on both sides, the adhesive tape can be wound up into the roll without another liner.

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer mittels einer Klebemasse versiegelten Falzverbindung zwischen einem ersten Flächenelement und einem zweiten Flächenelement, wobei ein Flansch (10) des ersten Flächenelementes, der eine erste Fläche (11) und eine zweite Fläche (12) aufweist, über einen Flansch (20) des zweiten Flächenelementes zurückgeschlagen wird, umfassend die Schritte: (A) Aufbringen von zumindest einer Schicht einer Klebemasse (30) auf den Flansch (10) des ersten Flächenelementes; (B) Bördeln des Flansches (10) des ersten Flächenelementes um den Flansch (20) des zweiten Flächenelementes, wobei die Klebemasse (30) auf beiden Flächen (11, 12) des Flansches (10) des ersten Flächenelementes aufgebracht wird, und nach der Herstellung der Falzverbindung die Klebemasse auf der ersten Fläche (11) mit der Klebemasse auf der zweiten Fläche (12) des Flansches (10) des ersten Flächenelementes am Rand (13) des Flansches (10) eine kontinuierliche Schicht ausbildet, die den Rand (13) des Flansches (10) des ersten Flächenelements bedeckt, stellt eine hohen optischen Anforderungen genügende versiegelte Falznaht zur Verfügung.

Description

Verfahren zur Herstellung einer versiegelten Falzverbindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mittels einer Klebemasse versiegelten Falzverbindung zwischen einem ersten Flächenelement, das im Falz außen zu liegen kommt, und einem zweiten Flächenelement, das im Falz innen zu liegen kommt, wobei ein Flansch des ersten Flächenelementes über einen Flansch des zweiten Flächenelementes zurückgeschlagen wird und wobei der Flansch des ersten Flächenelements eine erste Fläche und eine zweite Fläche aufweist, umfassend die Schritte:
(A) Aufbringen von zumindest einer Schicht einer Klebemasse auf den Flansch des ersten Flächenelementes;
(B) Bördeln des Flansches des ersten Flächenelementes um den Flansch des zweiten Flächenelementes,
sowie eine durch dieses Verfahren erhältlich Falzverbindung, die Verwendung eines Klebebandes zur Herstellung einer mittels einer Klebemasse versiegelten Falzverbindung und ein doppelseitiges Klebeband zur Herstellung einer versiegelten Falzverbindung.
Eine Falzverbindung zwischen zwei Platten wird erzeugt, indem ein verlängerter Kantenabschnitt einer Platte über einen Kantenabschnitt der anderen Platte zurückgeschlagen wird. Das Ergebnis des Falzens wird als Falz- oder Bördelnaht oder Bördelrand bezeichnet, die Verbindung als Falzoder Bördelrandverbindung. In Fahrzeugkarosserien kann man Falzverbindungen an verschiedenen Stellen finden, wo zwei Platten miteinander verbunden sind, zum Beispiel an Türen, Kofferraumdeckeln und Motorhauben. Eine Fahrzeugtür kann beispielsweise aus einer Innenplatte und einer Außenplatte hergestellt werden, die entlang ihrer Außenkanten über eine Falzverbindung verbunden sind, die durch Umschlagen des verlängerten Kantenabschnitts der Außenplatte über den Kantenabschnitt der Innenplatte zum Erzeugen einer überlappenden Verbindungsstelle und Verquetschen der Kanten miteinander hergestellt wird. Es wird dann eine Dichtung zwischen dem Rand der äußeren Platte und der angrenzenden Oberfläche der Innenplatte benötigt, um Feuchtigkeit aus dem Raum zwischen den Platten herauszuhalten und Korrosion zu verhindern. Wird die Falz- oder Bördelrandverbindung abgedichtet, spricht man von einer Bördelfalzversiegelung oder - bei der Verwendung von Klebstoff - auch von einer Bördelrandverklebung. Die Verklebung beziehungsweise das Abdichten von Blechteilen im Fahrzeugbau, insbesondere bei Karosserien von Automobilen, wird häufig an Rohblechteilen vorgenommen. Die Aushärtung der hierbei eingesetzten Kleb-/Dichtstoffe erfolgt später in den Lacktrockenöfen. Vorher durchlaufen die verklebten beziehungsweise abgedichteten Teile Reinigungs-, Phosphatier- und Tauchgrundierungsstufen. Durch die in diesen Stufen verwendeten Behandlungsmittel können die Kleb- beziehungsweise Dichtmittel aus den Klebefugen gespült werden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sind verschiedene Vorgehensweisen bekannt geworden, zum Beispiel eine thermisch/induktive Vorhärtung von niedrigviskosen, pastösen Kleb-/Dichtstoffen, die Verwendung von Klebstoffen in Form von lösungsmittelhaltigen Zusammensetzungen oder Hotmelts als Zweikomponenten-Produkte oder auch als Formteile, die in der Regel manuell appliziert werden und zum Zeitpunkt der Applikation eine Eigenklebrigkeit besitzen.
Stand der Technik:
Bei der Bördelfalzversiegelung im Kraftfahrzeugbau wird üblicherweise über den nach außen offenen Bereich des Falzes ein aushärtbares Material insbesondere in Form einer Raupe gelegt, das in einem ersten Härtungsprozess, beispielsweise induktive Erwärmung des Bleches im Bereich der härtbaren Masse, geliert und in einem nachgeschalteten Härtungsprozess, insbesondere dem KTL-Ofen, vollständig ausgehärtet wird. Als härtbare Masse kommt hier insbesondere PVC zum Einsatz. Dieses Verfahren bereitet dann Probleme, wenn das härtbare Material Lufteinschlüsse überdeckt oder vor der endgültigen Härtung Flüssigkeiten oder Gase aufgenommen hat, die sich bei der späteren Ofenhärtung ausdehnen und nach außen sichtbare Blasen bilden. Diese Blasen stören zum einen die Optik (optische Einbußen) und bilden zum anderen Schwachstellen der Versiegelung gegen korrosive Angriffe.
In einer alternativen Fertigung bei der Herstellung von Fahrzeuganbauteilen, zum Beispiel von Türen, Heck- und Frontklappen, Schiebedachdeckeln etc., werden zwei Blechteile mittels Falzen verbunden. Dabei wird im Karosserie-Rohbau zuerst ein Klebstoff auf das beölte Metallblech, meistens bestehend aus Stahl, feuerverzinktem bzw. elektroverzinktem Stahl, Magnesium oder Aluminium, entlang der Kante des Außenteiles zum Beispiel mittels Extrudier-, Spritz - oder Sprühverfahren in einer Schichtstärke von zum Beispiel 0.2 mm aufgetragen, und nach Einlegen des Innenteiles wird die Außenkante des Außenteiles um die Peripherie des Innenteiles gebördelt. Die korrosionsgefährdete Kante des Außenteiles wird erst danach im Lackierprozess meistens von Hand mit einem Dichtstoff, wie zum Beispiel PVC-Plastisole, versiegelt.
WO 201 1/020714 A1 (Henkel) offenbart eine Klebemassezusammensetzung auf der Basis von Kautschuken, die gleichzeitig als Bördelnahtversiegelung eingesetzt werden kann. Es handelt sich um eine pastose Zusammensetzung, die mittels Spritz-, Extrusions- oder Sprühverfahren aufgetragen werden kann. Dies ist auch der Nachteil dieser Masse, da leicht Auftragsfehler und Ausquetschungen entstehen können, die das optische Erscheinungsbild der Bördelnaht beeinträchtigen.
Weiterhin sind pastose oder flüssige Zubereitungen generell empfindlicher gegenüber Auswaschungen in den verwendeten Reinigungs- und Beschichtungsbädern als höherviskose Klebebänder. In EP 1 041 130 A2 (VW-Sika) wird dieser Nachteil durch ein Verfahren abgemildert, bei dem die Härtung der Versiegelungs- bzw. Klebmasse mehrstufig durchgeführt wird. Nachteilig ist der hohe Aufwand für die chemische Implementierung mehrerer Härtungsmechanismen innerhalb der Zusammensetzung sowie für die Durchführung mehrerer unterschiedlicher Härtungsverfahren. EP 1 334 161 B1 (L+L Products Inc.) offenbart ein Verfahren zum Herstellen und Verstärken einer Verbindung, das die folgenden Schritte aufweist:
a) Bereitstellen von zwei Substraten, zwischen denen ein mit einer Verbindung zu versehender Abstand vorliegt;
b) direktes Zuführen eines separaten heißschmelzenden wärmehärtenden Materials in der Nähe des Abstands;
c) Erwärmen des Materials, um zu bewirken, dass das Material in den definierten Bereich oder Abstand fließt, diesen füllt und aushärtet, um die Substrate zu verbinden, wobei das Material bevorzugt in Form eines Stabes zugeführt wird. Nachteilig ist hierbei der hohe Aufwand für das Aufschmelzen des Materials vor dem Fließen in die Klebefuge. Auch besteht die Gefahr, dass die Klebefuge nicht vollständig gefüllt wird und Lufteinschlüsse verbleiben.
US 4,719,689 A (Nissan) offenbart ein Verfahren zur gleichzeitigen Verklebung und Abdichtung einer Bördelnaht, bei dem das Bördelwerkzeug mit einer Aussparung versehen ist, mittels derer der aus der Bördelnaht austretende Klebstoff zu einer optisch ansprechenden Abdichtungsschicht geformt wird. Nachteilig ist, dass bei einer ungenau dosierten oder platzierten Klebstoffmenge die Aussparung unter- oder überfüllt wird, was die Dichtungsfunktion und das Erscheinungsbild beeinträchtigen kann.
Eine weitere Lösung zur Vermeidung der Nachteile von flüssigen und/oder pastösen Klebstoffen bzw. Dichtmassen besteht in der Verwendung von Klebebändern zur Bördelfalzverklebung bzw. -verSiegelung.
US 6,000,1 18 A (Chrysler) offenbart einen vorgeformten Klebemassestreifen, der während des Bördelns verquetscht wird. Dies birgt - wie bei Klebstoffraupen - die Gefahr des Ausquetschens.
EP 0 830 530 B2 (3M) offenbart einen Dichtungsstreifen, der für die Abdichtung einer Verbindungsstelle zwischen zwei Oberflächen geeignet ist, die aneinandergrenzend im allgemeinen in parallelen Ebenen liegen, zum Beispiel Oberflächen (wie Platten) die aneinanderstoßen, oder einander überlappen. Die Erfindung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf einen Dichtungsstreifen anwendbar, der für das Abdichten einer Falzverbindung geeignet ist, wie man sie bei einer Fahrzeugkarosserie finden kann. Dabei weist der Dichtungsstreifen eine Innenoberfläche zur Befestigung des Streifens über der Verbindung und eine gerundete, formhaltige Außenoberfläche auf; wobei das Profil des Streifens so ist, dass sich die Außenoberfläche des Streifens, wenn der Streifen in seiner Position über der Verbindungsstelle befestigt ist, von einer der aneinandergrenzenden Oberflächen zu der anderen erstreckt. Nachteilig an dieser Lösung sind die aufwendige Vorformung der Außenoberfläche des Streifens sowie der notwendige mehrschichtige Aufbau.
EP 1 451 010 B1 (3M) und WO 2004/108401 A2 offenbaren in ähnlicher Weise ein Flanschprofil- Dichtungsmaterial, das mindestens zwei Schichten aufweist für das Abdichten eines Flanschprofils von Blechen in einem Fahrzeug, wobei das Flanschprofil-Dichtungsmaterial dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine innere Schicht, die ein heißschmelzendes/fließendes wärmehärtendes Harz mit einer Aushärttemperatur von 80 bis 200 °C enthält, und eine äußere Schicht aufweist, welche keine wesentliche Fließ-/ Formveränderung bei 80 bis 200 °C zeigt, wobei das heißschmelzende/fließende wärmehärtende Harz verflüssigt werden und dann ausgehärtet werden kann, um eine Dichtung auszubilden. Das Dichtungsmaterial wird äußerlich komplett um den bereits hergestellten Flansch herumgeformt. Es nimmt somit nur eine Dichtungsfunktion wahr und keine wesentliche mechanische Verbindungsfunktion (Verklebung). WO2012/166257 A1 (3M) offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Falzverbindung, bei dem ein Klebeband zunächst auf das innere oder äußere Blech der Falzverbindung appliziert wird, sodann das äußere Blech um das innere Blech herumgeschlagen wird, so dass das Klebeband vollständig zwischen äußerem und innerem Blech der Falzverbindung zu liegen kommt, und sodann das Klebeband ausgehärtet wird. Mit diesem Verfahren wird eine Bördelnahtverklebung hergestellt. Nachteilig ist, dass bei der Verklebung die Kante des äußeren Falzbleches ungeschützt bleibt und in einem weiteren Arbeitsgang versiegelt werden muss.
WO 2009/071269 A1 (Zephyros) offenbart das Aufbringen zweier Klebebänder (Fig. 2) auf eines der Flanschbleche. Beim nachfolgenden Bördeln wird das Klebeband aus der Bördelfuge herausgequetscht und bildet eine Abdichtung sowohl zur inneren wie auch zur äußeren Seite des Falzes. Trotz Verwendung eines Klebebands findet hier wie beim Flüssigklebstoff ein erheblicher Fließprozess statt, der die o.g. Nachteile birgt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zum gleichzeitigen Verkleben und Versiegeln einer Falzverbindung zur Verfügung zu stellen, das mit geringem Aufwand durchgeführt werden kann und eine gegenüber dem Stand der Technik optisch verbesserte Siegelnaht ergibt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Klebemasse auf beiden Flächen des Flansches des ersten Flächenelementes aufgebracht wird, und nach der Herstellung der Falzverbindung die Klebemasse auf der ersten Fläche mit der Klebemasse auf der zweiten Fläche des Flansches des ersten Flächenelementes am Rand des Flansches eine kontinuierliche Schicht ausbildet, die den Rand des Flansches des ersten Flächenelements bedeckt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Flansch des außen zu liegen kommenden Flächengebildes vor der Herstellung der Falzverbindung auf beiden Oberflächen mit jeweils einer Schicht einer Dicht- und/oder Klebemasse versehen, wobei die Projektion der Schicht auf der ersten Seite in die Ebene der Schicht auf der zweiten Seite zumindest teilweise innerhalb der Schicht auf der zweiten Seite liegt, und nach der Herstellung der Falzverbindung ist die Klebemasseschicht auf der ersten Oberfläche des Flansches mit derjenigen auf der zweiten Oberfläche verbunden. Unter Projektion ist dabei eine Projektion rechtwinklig zur Ebene der Schicht zu verstehen.
Als Flansch wird der in der Regel am Rand liegende Teil eines Flächengebildes bezeichnet, der als innerer oder äußerer Teil Bestandteil der Falzverbindung wird. Der Flansch weist eine erste und eine zweite Oberfläche auf. Der in der Falzverbindung außen zu liegen kommende Flansch wird im Folgenden als äußerer Flansch bezeichnet, der innen zu liegen kommende als innerer Flansch. Für die Ausbildung der Flanschverbindung gibt es dabei verschiedene Möglichkeiten. Zum einen kann der zweite Flansch mit seinem Endabschnitt in einem Bereich auf der ersten Seite des ersten Flansches aufliegen, auf dem Klebemasse aufgebracht ist, so dass ein Bereich besteht, in dem die Klebemasse zwischen den beiden Flanschen angeordnet ist (vgl. Fig. 1.2). In einer anderen Variante liegt der zweite Flansch beabstandet von dem mit Klebemasse versehenen Bereich des Flansches direkt auf der ersten Seite des ersten Flansches auf (vgl. Fig. 2.2). In diesem Fall entsteht, auch wenn der Abstand vom zweiten Flansch zur Klebemasse nur gering ist, beim Bördeln zunächst ein nicht mit Klebemasse gefüllter Hohlraum.
Die auf beiden Seiten des äußeren Flansches aufgebrachte Klebemasseschicht kann gleich oder verschieden sein. Die Klebemasseschichten können vor dem Herstellen der Falzverbindung jeweils einzeln vorliegen oder bereits zusammenhängend ausgebildet sein. Im Falle von einzelnen Klebemasseschichten können diese aus der gleichen Klebemasse oder aus unterschiedlichen Klebemassen bestehen. Auch bei einer bereits zusammenhängenden Klebemasseschicht ist es möglich, dass zwei verschiedene Klebemassen bereits zusammenhängen, also miteinander verbunden, vorliegen. Liegen die Klebemasseschichten einzeln vor, werden sie beim Herstellen der Falzverbindung zu einer kontinuierlichen Schicht verbunden. Bevorzugt wird eine zusammenhängende Klebemasseschicht. Daher ist es besonders bevorzugt, wenn das Aufbringen der Schicht der Klebemasse in Schritt A als kontinuierliche Schicht erfolgt, die die erste Fläche, die zweite Fläche und den Rand des Flansches bedeckt.
Vorzugsweise ist die Klebemasse eine aktivierbare Klebemasse, wobei die Klebemasse in einem weiteren Schritt (C) nach dem erfolgten Bördeln in Schritt (B) zum Herstellen der Falzverbindung aktiviert wird. Durch das Aktivieren wird die Klebemasse ausgehärtet. Während des Aktivierungsprozesses wird die Klebemasse vorzugsweise zunächst fließfähig. Sie fließt auf die Flansche auf, so dass eine hochwertige Verklebung und Abdichtung hergestellt wird. Durch das Fließen wird auch für den Fall, dass die Klebemasseschichten vor dem Herstellen der Falzverbindung nicht verbunden waren, nunmehr eine zusammenhängende Klebemasseschicht erhalten, die eine vollständige Abdichtung der Falzverbindung sicherstellt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird somit eine Schicht Klebemasse auf die erste Fläche und eine weitere Schicht Klebemasse auf die zweite Fläche des äußeren Flansches aufgebracht, wobei die beiden Schichten beim Herstellen der Falzverbindung durch Aktivierung der Klebemasse zu einer kontinuierlichen Schicht verbunden werden. Die Klebemasseschicht kann aus einer fluiden Phase, zum Beispiel als Lösung, Dispersion, Schmelze oder als 100%-System, aufgebracht werden. Auch kann die Klebemasseschicht aus einer festen Phase aufgebracht werden, zum Beispiel in Form einer Pulverbeschichtung. Bevorzugt wird die Klebemasseschicht als Klebeband appliziert. Die auf der ersten und zweiten Seite des äußeren Flansches aufgebrachten Klebemasseschichten können gleich oder verschieden sein. Insbesondere kann es sich um gleiche oder verschiedene Klebebänder handeln.
Die Verbindung der Klebemassen auf der ersten und zweiten Seite des äußeren Flansches kann bereits bei der Applikation vorliegen oder hergestellt werden oder wird erst beim oder nach dem Bördeln hergestellt. Beispielsweise können die Klebemassen beim Bördelprozess ineinander gedrückt werden. Auch können die Klebemassen bei einem Aktivierungsschritt, insbesondere durch thermische Aktivierung ineinanderfließen. Bevorzugt wird die Verbindung bereits bei der Applikation hergestellt oder liegt zu diesem Zeitpunkt bereits durch die Ausführung der bereitgestellten Klebemasse, zum Beispiel als Klebeband, vor.
Auf der dem inneren Flansch zugewandten ersten Oberfläche des äußeren Flansches wird bevorzugt ein doppelseitig klebendes Klebeband aufgebracht. Auf der anderen, zweiten Oberfläche wird bevorzugt ein einseitig klebendes Klebeband aufgebracht. Ein einseitig klebendes Klebeband weist vorzugsweise ein Trägermaterial auf, welches in der Verklebung mit der zweiten Oberfläche auf der der Oberfläche entgegen gesetzten Seite der Klebemasseschicht angeordnet ist. Das Klebeband kann dabei teilweise oder vollständig mit einem Trägermaterial versehen sein. Das Trägermaterial umfasst alle flächigen Gebilde, beispielsweise in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Stanzlinge, Mehrschichtanordnungen und dergleichen. Dabei sind für verschiedene Anwendungen unterschiedlichste Träger wie zum Beispiel Folien, Gewebe, Vliese und Papiere mit verschiedenen Klebstoffen kombinierbar.
Als Trägermaterial eines Klebebandes werden bevorzugt Polymerfolien, Folienverbunde oder mit organischen und/oder anorganischen Schichten versehene Folien oder Folienverbunde eingesetzt. Derartige Folien/Folienverbunde können aus allen gängigen zur Folienherstellung verwendeten Kunststoffen bestehen, beispielhaft aber nicht einschränkend erwähnt seien: Polyethylen, Polypropylen - insbesondere das durch mono- oder biaxiale Streckung erzeugte orientierte Polypropylen (OPP), Cyclische Olefin Copolymere (COC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyester - insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Poylethylennaphtalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES) oder Polyimid (PI).
Vorzugsweise weist das Trägermaterial eine Erweichungstemperatur auf, die unterhalb der Aktivierungstemperatur der Klebemasse liegt. In diesem Fall erweicht das Trägermaterial bei Aktivierung der Klebemasse, kann fließen und so Spannungen durch Schrumpf oder Expansion ausgleichen.
In einer bevorzugten Ausführung wird ein einziges Klebeband um die Kante des Flansches herum appliziert.
Ist dieses Klebeband ein doppelseitiges Klebeband, so ist dies in der Regel zumindest auf einer Seite mit einem Liner abgedeckt. Haftklebebänder, die ein- oder beidseitig mit Klebstoffen beschichtet sind, werden am Ende des Herstellungsprozesses zumeist zu einer Rolle in Form einer archimedischen Spirale aufgewickelt oder kreuzgespult. Um bei doppelseitig klebenden Klebebändern zu verhindern, dass die Klebemassen miteinander in Kontakt kommen, oder um bei einseitig klebenden Klebebändern eine Verklebung der Klebemasse auf dem Träger zu verhindern, werden die Klebebänder vor dem Wickeln mit einem Abdeckmaterial (auch als Trennmaterial bezeichnet) eingedeckt, das zusammen mit dem Klebeband aufgewickelt wird. Dem Fachmann sind derartige Abdeckmaterialien unter den Namen Liner oder Releaseliner bekannt. Neben der Abdeckung von ein- oder doppelseitig klebenden Klebebändern werden Liner auch zur Eindeckung von reinen Klebemassen (Transferklebeband) und Klebebandabschnitten (zum Beispiel Etiketten) eingesetzt. Diese Liner sorgen des Weiteren dafür, dass die Klebemasse vor der Anwendung nicht verschmutzt wird.
Ein Liner ist nicht Bestandteil eines Klebebandes, sondern nur ein Hilfsmittel zu dessen Herstellung, Lagerung oder für die Weiterverarbeitung. Ebenso ist der Verbund nur temporär und nicht dauerhaft.
Ein Liner nach dem Stand der Technik besteht aus zumindest einer abhäsiven Schicht (Trennschicht), um die Adhäsionsneigung von adhärierenden Produkten gegenüber diesen Oberflächen zu verringern (trennwirksame Funktion). Diese Schicht kann auf einem Trägermaterial aufgebracht sein.
Als Trennschicht eingesetzt werden können alle dem Fachmann bekannten Systeme, insbesondere solche, welche im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (Satas & Associates, Warwick 1999) genannt sind. Das Material der abhäsiven Trennschicht ist nach dem Stand der Technik bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silikone, fluorierte Silikone, Silikon-Copolymere, Wachse, Carbamate, Fluorpolymere und Polyolefine oder Mischungen aus zwei oder mehr der genannten Stoffe.
Als Trägermaterial des Liners können insbesondere Papiere oder Folien eingesetzt werden. Als Folien werden dabei bevorzugt solche aus biaxial verstrecktem Polyethylenterephthalat, Polybuten, Polypropylen, Polyethylen, monoaxial verstrecktem Polypropylen, biaxial verstrecktem Polypropylen oder Polyethylen verwendet, besonders vorzugsweise Polyolefinfolien (Polypropylen- und Polyethylenfolien) oder Polyesterfolien. Auch polymerbeschichtete Papiere oder Vliese sind anzutreffen.
Dieser Liner wird zumindest von dem auf der ersten Oberfläche des äußeren Flansches befindlichen Klebeband bzw. Teil des Klebebands entfernt, bevor das Bördeln ausgeführt wird. Bevorzugt wird der Liner nur auf dem auf der ersten Oberfläche des äußeren Flansches befindlichen Klebeband bzw. Teil des Klebebands entfernt, damit beim Bördeln keine Haftung zum Bördelwerkzeug auftritt. Dies wird in der Ausführung als herumgeklebtes einziges Klebeband durch einen in Längsrichtung des Klebebands zweiteiligen oder perforierten Liner erleichtert, von dem dann nur ein Teil vor dem Bördeln entfernt wird.
Offenbart wird somit die Verwendung eines Klebebands mit einem mehrteiligen oder perforierten Liner bei der Herstellung einer Falzverklebung und-versiegelung.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Klebeband ein aus zwei parallel zueinander angeordneten Klebemassestreifen aus verschiedenen Klebemassen bestehendes Klebeband. Diese Streifen sind auf einem einzigen Liner so dicht nebeneinander angeordnet, dass sie miteinander verbunden sind oder im Lauf des Verfahrens eine Verbindung zustande kommt. Bevorzugt weist die auf der zweiten Oberfläche des äußeren Flansches befindliche zweite Klebemasse nach einem optionalen Aktivierungsschritt einen geringeren Elastizitätsmodul auf als die auf der ersten Oberfläche befindliche erste Klebemasse. Dies verhindert das Auftreten von Rissen in der Oberfläche der zweiten Klebemasse durch zum Beispiel thermische Ausdehnungs- bzw. Schrumpfungsprozesse während weiterer Verfahrensschritte, denen die Flanschverbindung ausgesetzt ist, und führt so zu einem optisch besseren Erscheinungsbild.
In einer weiter bevorzugten Ausführung ist das um die Kante des Flansches herumgeklebte Klebeband ein partiell einseitiges Klebeband. Dabei ist das Trägermaterial in Längsrichtung nur auf dem Teil der Breite des Klebebands aufgebracht, der auf der zweiten Seite des äußeren Flansches zu liegen kommt. Somit ist der auf der sichtbaren Seite der Falzverbindung zu liegen kommende Teil des Klebebands mit einem Trägermaterial abgedeckt und damit optisch ansprechender sowie vor Umgebungseinfüssen besser geschützt. Dabei kann das Trägermaterial mit um die Kante des Flansches herumgeführt sein oder die Kante kann frei von Trägermaterial sein. Bevorzugt ist ersteres, da hierbei die Kante mechanisch besser geschützt ist.
Offenbart wird somit auch ein Klebeband sowie seine Verwendung bei der Herstellung einer Falzverklebung, welches in Längsrichtung nur zu einem Teil seiner Breite mit einem Trägermaterial oder einem Linermaterial versehen ist. Offenbart wird also ein partiell doppelseitiges Klebeband zur Herstellung einer versiegelten Falzverbindung, bestehend aus einem Trägermaterial und einem Linermaterial, einem ersten Klebemassestreifen einer ersten Klebemasse, einem zweiten Klebemassestreifen einer zweiten Klebemasse, wobei die zweite Klebemasse von der ersten verschieden sein kann, die beiden Klebemassenstreifen in Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind und der Liner zumindest einen der beiden Klebemassenstreifen bedeckt, wobei das Trägermaterial nur den zweiten Klebemassestreifen abdeckt und der Liner zumindest den ersten Klebemassestreifen abdeckt.
Bevorzugt ist die Klebemasse eine aktivierbare Haftklebemasse, insbesondere eine thermisch aktivierbare Haftklebemasse. Bevorzugt ist das Träger- oder Linermaterial ein thermoplastisches Polymer, dessen Erweichungstemperatur unterhalb der Aktivierungstemperatur der Klebemasse liegt. Dies hat den Vorteil, dass das Material bei der Aktivierung der Klebemasse fließt und somit Spannungen durch Schrumpf oder Expansion ausgleichen kann. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Klebemasse des zweiten Klebemassestreifens, der vom Trägermaterial abgedeckt wird, nach Aktivierung einen geringeren Elastizitätsmodul aufweist als die Klebemasse des ersten Klebemassestreifens.
Als Klebemasse können Haftklebemassen, Heißschmelzklebemassen oder aktivierbare Klebemassen verwendet werden.
Ganz besonders bevorzugt wird eine aktivierbare Haftklebemasse. Diese hat den Vorteil, dass bereits vor der Aktivierung ein klebender Verbund der Flächengebilde hergestellt wird. Durch die Aktivierung wird die Festigkeit der Klebverbindung dann gesteigert.
Als aktivierbare Haftklebemassen kommen dabei alle bekannten aktivierbaren Haftklebemassen in Frage. Zusammensetzungen und Herstellung solcher aktivierbaren Haftklebemassen sind dem Fachmann bekannt und geläufig. Besonders geeignet sind solche aktivierbaren Haftklebemassen, die aus Verbindungen hergestellt sind, die zumindest eine der folgenden funktionellen Gruppen aufweisen: Epoxide, Amine, Ureidogruppen, Hydroxygruppen, Ethergruppen, Säuregruppen, insbesondere Carbonsäuregruppen, vorzugsweise Acrylsäure- und Methacrylsäuregruppen, und Carbonsäureanhydridgruppen, Estergruppen und Amidgruppen, Isocyanate, Imidazole, phenolische Gruppen, Harnstoffgruppen, Silangruppen, ethylenische Doppelbindungen, vor allem in Verbindung mit Initiatorgruppen, die eine radikalische Polymerisation initiieren können, oder mit schwefelhaltigen Vulkanisiermitteln.
Die aktivierbaren Haftklebemassen können wahlweise ein oder mehrere weitere Rezep- tierungsbestandteile wie zum Beispiel Härter, Reaktionsbeschleuniger, Katalysatoren, Initiatoren, Füllstoffe, Mikrokugeln, Tackifier-Harze, nicht reaktive Harze, Weichmacher, Bindemittel, Bitumen, Alterungsschutzmittel (Antioxidantien), Lichtschutzmittel, UV-Absorber, Theologische Additive, sowie sonstige Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten sein. Beispiele für geeignete Klebemassen für die vorliegende Erfindung finden sich in der EP 1 334 161 B1 , der EP 0 877 069 B1 , der EP 0 842 995 B1 , der US 6,294,270 B1 , der US 2010/0137530 A1 , der US 2012/01 11488 A1 , der WO 1996/021704 A2, der WO 2011/1 12643 A2 oder der WO2013/101693 A1 , wobei diese Aufzählung rein beispielhaft und in keiner Weise abschließend ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die aktivierbare Klebemasse expandierbar. Expandierbar bedeutet dabei, dass das Volumen der Klebemasse nach der Expansion oberhalb dessen der Klebemasse vor der Expansion liegt, gemessen jeweils bei gleicher Temperatur (in der Regel Raumtemperatur, 15 bis 30 °C). Bevorzugt liegt die Volumenzunahme bei mehr als 5 %. Die Expansion kann chemisch oder physikalisch erfolgen. Bevorzugt umfasst die Klebemasse ein thermisch aktivierbares Schäumungsmittel.
Dabei weist die aktivierbare mit Schäumungsmittel gefüllte Klebemasse nach dem Schäumen vorzugsweise ein Raumgewicht von kleiner 900 kg/m3, insbesondere von kleiner 700 kg/m3 auf.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Schäumungsmittel um Mikrokugeln, die aus einer Polymermembran bestehen, die ein Treibmittel umschließt, so genannte Mikroballons Der Anteil dieser Mikroballons in der Klebemasse liegt weiter vorzugsweise zwischen 0,5 und 20 Gew.-%, weiter bevorzugt zwischen 2 und 12 Gew.-%. Bei Mikroballons handelt es sich um elastische Hohlkugeln, die eine thermoplastische Polymerhülle aufweisen. Diese Kugeln sind mit niedrigsiedenden Flüssigkeiten oder verflüssigtem Gas gefüllt. Als Hüllenmaterial finden insbesondere Polyacrylnitril, PVDC, PVC oder Polyacrylate Verwendung. Als niedrigsiedende Flüssigkeit sind insbesondere Kohlenwasserstoffe der niederen Alkane, beispielsweise Isobutan oder Isopentan geeignet, die als verflüssigtes Gas unter Druck in der Polymerhülle eingeschlossen sind. Durch ein Einwirken auf die Mikroballons, insbesondere durch eine Wärmeeinwirkung erweicht einerseits die äußere Polymerhülle. Gleichzeitig geht das in der Hülle befindliche flüssige Treibgas in seinen gasförmigen Zustand über. Dabei dehnen sich die Mikroballons irreversibel aus und expandieren dreidimensional. Die Expansion ist beendet, wenn sich der Innen- und der Außendruck ausgleichen. Da die polymere Hülle erhalten bleibt, erzielt man so einen geschlossenzelligen Schaum. Die Expansion der Klebemasse erfolgt vorzugsweise parallel zur Aktivierung in Schritt (C). In einer anderen bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Expansion im Anschluss an die Aktivierung in einem weiteren Schritt (D).
Durch die Verwendung einer expandierbaren Klebemasse wird auch erreicht, dass der bei der einen Variante der Flanschbildung entstehende nicht mit Klebemasse gefüllte Hohlraum mit Klebemasse gefüllt wird. Das Verfahren wird in den nachfolgenden Figuren beispielhaft veranschaulicht. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schritte der Herstellung einer Falzverbindung in einer ersten erfindungsgemäßen Variante, wobei der Flansch im Querschnitt gezeigt ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Schritte der Herstellung einer Falzverbindung in einer zweiten erfindungsgemäßen Variante,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Schritte der Herstellung einer Falzverbindung in einer dritten erfindungsgemäßen Variante und
Fig. 4 verschiedene Ausführungen eines erfindungsgemäßen Klebebands zur Falzverklebung im Querschnitt.
Fig. 1 zeigt einen äußeren Flansch 10 eines ersten Flächengebildes mit einer ersten Oberfläche 1 1 und einer zweiten Oberfläche 12, bei dem ein Klebeband 30 um die Kante herum auf beide Oberflächen appliziert ist. Der Rand 13 ist also ebenfalls von dem Klebeband 30 bedeckt. Im ersten Schritt ist das Klebeband bereits appliziert auf den ersten, äußeren Flansch zu sehen. Der innere Flansch 20 des zweiten Flächengebildes ist noch beabstandet von dem ersten Flansch dargestellt.
Zum Herstellen der Falzverbindung wird in Schritt 2 der innere Flansch 20 des zweiten Flächengebildes mit dem Klebeband 30 auf der ersten Oberfläche 1 1 des äußeren Flansches 10 in Kontakt gebracht und sodann in Schritt 3 der äußere Flansch 10 um den inneren Flansch 20 herumgebördelt. Durch die Applikation der Klebemasse als Klebeband 30 erfolgt kein Ausquetschen der Klebemasse, wie das bei flüssigen Klebstoffen der Fall wäre.
In einem thermischen Aktivierungsschritt 4 wird sodann das Klebeband 30 ausgehärtet. Während des Aktivierungsprozesses wird das Klebeband 30 zunächst fließfähig, so dass das Klebeband 30 auf die Flansche 10, 20 auffließt und somit eine hochwertige Verklebung und Abdichtung hergestellt wird.
In einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung zeigt Fig. 2 ebenfalls einen äußeren Flansch 10 eines ersten Flächengebildes mit einer ersten Oberfläche 1 1 und einer zweiten Oberfläche 12. In dieser Variante ist ein expandierbares Klebeband 40 um die Kante herum auf beide Oberflächen appliziert. Der Rand 13 ist somit wiederum vom Klebeband 40 bedeckt. Ferner ist hier der innere Flansch als abgewinkelter Flansch dargestellt. Genauso gut könnte der Flansch eben ausgebildet sein. Umgekehrt gilt für die in Fig. 1 und 3 gezeigten Varianten, dass die Flansche statt eben auch abgewinkelt ausgebildet sein könnten.
Zum Herstellen der Falzverbindung wird in Schritt 2 bei dieser Variante der innere Flansch 20 des zweiten Flächengebildes mit der ersten Oberfläche 1 1 in Kontakt gebracht, jedoch beabstandet von dem Klebeband 40. Sodann wird in Schritt 3 der äußere Flansch 10 um den inneren Flansch 20 herumgebördelt. Durch die Applikation der Klebemasse als Klebeband 40 erfolgt auch hier kein Ausquetschen der Klebemasse, wie das bei flüssigen Klebstoffen der Fall wäre, es entsteht aber ein nicht mit Klebemasse gefüllter Hohlraum 50.
In einem thermischen Aktivierungsschritt 4 wird sodann das Klebeband 40 ausgehärtet und expandiert dabei. Während des Aktivierungsprozesses wird das Klebeband 40 zunächst fleißfähig, so dass das Klebeband 30 auf die Flansche 10, 20 auffließt und somit eine hochwertige Verklebung und Abdichtung hergestellt wird. Durch die Expansion wird der Hohlraum 50 geschlossen und die Schichtdicke des Klebebands 40 auf der äußeren Flanschseite 12 erhöht, was einen verbesserten mechanischen Schutz herbeiführt.
In der in Fig. 3 gezeigten Variante der vorliegenden Erfindung ist ein äußerer Flansch 10 eines ersten Flächengebildes sowohl auf seiner ersten Oberfläche 1 1 wie auch auf seiner zweiten Oberfläche 12 mit je einem Klebeband 30 versehen. Das Klebeband kann aus der gleichen Klebemasse bestehen; die Klebemassen können jedoch auch verschieden sein. In dieser Variante ist das Klebeband nicht um die Kante herumgeführt, so dass der Rand 13 nicht von Klebeband 30 bedeckt ist, sondern in Schritt 1 vor dem Bördeln freiliegt.
Zum Herstellen der Falzverbindung wird in Schritt 2 der innere Flansch 20 des zweiten Flächengebildes mit dem Klebeband 30 auf der ersten Oberfläche 1 1 des äußeren Flansches 10 in Kontakt gebracht und sodann in Schritt 3 der äußere Flansch 10 um den inneren Flansch 20 herumgebördelt. Durch die Applikation der Klebemasse als Klebeband 30 erfolgt kein Ausquetschen der Klebemasse, wie das bei flüssigen Klebstoffen der Fall wäre. Der Rand 13 liegt auch in den Schritten 2 und 3 noch frei. In einem thermischen Aktivierungsschritt 4 wird sodann das Klebeband 30 ausgehärtet. Während des Aktivierungsprozesses wird das Klebeband 30 zunächst fließfähig, so dass das Klebeband 30 auf die Flansche 10, 20 und auch auf den Rand 13 auffließt und somit eine hochwertige Verklebung und Abdichtung hergestellt wird. Fig. 4 zeigt verschiedene Ausführungen eines erfindungsgemäßen partiell doppelseitigen Klebebands (30) zur Falzverklebung.
In Ausführung (a) deckt ein Liner (31 ) einen ersten Klebemassestreifen (33) aus einer ersten Klebemasse ab sowie ein Trägermaterial (32) einen zweiten Klebemassestreifen (34) aus einer zweiten Klebemasse. Die Klebemassen der Klebemassestreifen (33, 34) sind unterschiedlich. Die Klebemassestreifen können wie dargestellt in Kontakt miteinander vorliegen oder auch beabstandet. Liegen sie beabstandet vor, ist es vorteilhaft, dass der Liner (31 ) beide Klebemassestreifen abdeckt, um den Verbund stabiler auszubilden. Dies ist in Ausführung (b) dargestellt. Das Trägermaterial ist in Längsrichtung nur auf einem Teil der Breite des Klebebands angeordnet. Es kann bei verschiedenen Klebemassen nur eine Klebemasse zumindest teilweise überdecken oder auch mehrere Klebemassen. Vorteilhaft ist das Trägermaterial am Rand des Klebebands angeordnet, so wie dies in Figur 4 dargestellt ist. In der vorteilhaften Ausführung (c) sind die Klebemassen der Klebemassestreifen (33, 34) identisch und die Streifen liegen im Kontakt miteinander vor. Optional ist das Trägermaterial mit einem Trennmittel ausgerüstet und der Liner beidseitig trennend ausgeführt, so dass das Klebeband vorteilhaft ohne Verwendung eines weiteren Liners auf eine Rolle gewickelt werden kann. In der bevorzugten Ausführung (d) deckt der Liner nicht nur den ersten Klebemassestreifen ab, sondern ebenfalls das Trägermaterial. Dadurch wird das Trägermaterial geschützt und der Liner kann durch die fehlende Haftung auf dem Trägermaterial leichter entfernt werden. Wird der Liner in dieser Ausführung beidseitig trennend ausgeführt, kann das Klebeband ohne einen weiteren Liner zur Rolle aufgewickelt werden.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung einer mittels einer Klebemasse versiegelten Falzverbindung zwischen einem ersten Flächenelement, das im Falz außen zu liegen kommt, und einem zweiten Flächenelement, das im Falz innen zu liegen kommt, wobei ein Flansch (10) des ersten Flächenelementes über einen Flansch (20) des zweiten Flächenelementes zurückgeschlagen wird und wobei der Flansch (10) des ersten Flächenelements eine erste Fläche (1 1 ) und eine zweite Fläche (12) aufweist, umfassend die Schritte:
(A) Aufbringen von zumindest einer Schicht einer Klebemasse (30) auf den Flansch (10) des ersten Flächenelementes;
(B) Bördeln des Flansches (10) des ersten Flächenelementes um den Flansch (20) des zweiten Flächenelementes,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Klebemasse (30) auf beiden Flächen (1 1 , 12) des Flansches (10) des ersten Flächenelementes aufgebracht wird, und
nach der Herstellung der Falzverbindung die Klebemasse auf der ersten Fläche (1 1 ) mit der Klebemasse auf der zweiten Fläche (12) des Flansches (10) des ersten Flächenelementes am Rand (13) des Flansches (10) eine kontinuierliche Schicht ausbildet, die den Rand (13) des Flansches (10) des ersten Flächenelements bedeckt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse eine aktivierbare Klebemasse ist und die Klebemasse zum Herstellen der Falzverbindung in einem weiteren Schritt (C) aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (A) die Schicht der Klebemasse (30) als kontinuierliche Schicht aufgebracht wird, die die erste Fläche (1 1 ), die zweite Fläche (12) und den Rand (13) des Flansches bedeckt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (A) eine Schicht der Klebemasse (30) auf die ersten Fläche (1 1 ) und eine weitere Schicht der Klebemasse (30) auf die zweite Fläche (12) des Flansches (10) aufgebracht werden, und die beiden Schichten beim Herstellen der Falzverbindung in Schritt (B) oder durch Aktivierung der Klebemasse in Schritt (C) zu einer kontinuierlichen Schicht verbunden werden.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse als Klebeband (40) appliziert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband (40) zumindest teilweise mit einem Trägermaterial versehen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial eine Erweichungstemperatur aufweist, die unterhalb der Aktivierungstemperatur der Klebemasse liegt.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse (30) eine Haftklebemasse, eine Heißschmelzklebemasse, eine aktivierbare Klebemasse oder eine aktivierbare Haftklebemasse ist. 9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse (30) eine expandierbare Klebemasse ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansion der Klebemasse (30) parallel zur Aktivierung in Schritt (C) oder in einem weiteren Schritt (D) erfolgt.
1 1 . Falzverbindung erhältlich nach dem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Verwendung eines Klebebandes zur Herstellung einer mittels einer Klebemasse versiegelten Falzverbindung nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 10.
13. Partiell doppelseitiges Klebeband zur Herstellung einer versiegelten Falzverbindung, insbesondere zur Herstellung einer mittels einer Klebemasse versiegelten Falzverbindung nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 10, bestehend aus
- einem Trägermaterial und einem Linermaterial
- einem ersten Klebemassestreifen einer ersten Klebemasse,
- einem zweiten Klebemassestreifen einer zweiten Klebemasse, wobei
- die zweite Klebemasse von der ersten verschieden sein kann,
- die beiden Klebemassenstreifen in Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind und - der Liner zumindest einen der beiden Klebemassenstreifen bedeckt,
dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial nur den zweiten Klebemassestreifen abdeckt und der Liner zumindest den ersten Klebemassestreifen abdeckt.
Partiell doppelseitiges Klebeband nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Klebemasse jeweils eine aktivierbare, bevorzugt eine thermisch aktivierbare Haftklebemasse sind.
Partiell doppelseitiges Klebeband nach Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein thermoplastisches Polymer ist, dessen Erweichungstemperatur unterhalb der Aktivierungstemperatur der Klebemasse des bedeckten Klebestreifens liegt.
Partiell doppelseitiges Klebeband nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse des zweiten Klebemassestreifens, der vom Trägermaterial abgedeckt wird, nach Aktivierung einen geringeren Elastizitätsmodul aufweist als die Klebemasse des ersten Klebemassestreifens.
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