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Title:
TANGENTIAL JOINING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/067904
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a joining method in which a first surface (2) of a first joining part (1) and a second surface (8) of a second joining part (6) are bonded to each other, in which an adhesive tape (3) with a first side (4) and a second side (7) is made available, and a first activatable adhesive is arranged on the first side (4) and a second activatable adhesive, which is an activatable pressure-sensitive adhesive, is arranged on the second side (7), the first side (4) of the adhesive tape (3) is brought into contact with the first surface (2) of the first joining part (1) and a preliminary assembly is produced, the second surface (8) of the second joining part (6) is joined in a joining movement to the second side (7) of the adhesive tape (3) and the joining movement has a tangential component and a perpendicular component with respect to the second side (7) of the adhesive tape (3), and a ratio between tangential component and perpendicular component is greater than 0.5, wherein a contact area between second surface (8) of the second joining part (6) and second side (7) of the adhesive tape (3) is provided with a non-aqueous lubricant.

Inventors:
SCHUH CHRISTIAN (DE)
ZEYSING BJÖRN (DE)
KEITE-TELGENBÜSCHER KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/074933
Publication Date:
April 27, 2017
Filing Date:
October 18, 2016
Export Citation:
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Assignee:
TESA SE (DE)
International Classes:
C09J5/06; F16B11/00
Domestic Patent References:
WO2011137241A12011-11-03
Foreign References:
DE102015203795A12016-09-08
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Claims:
Patentansprüche

1 . Fügeverfahren, indem

eine erste Fläche (2) eines ersten Fügeteils (1 ) und eine zweite Fläche (8) eines zweiten Fügeteils (6) miteinander verklebt werden, indem

ein Klebeband (3) mit einer ersten Seite (4) und einer zweiten Seite (7) zur Verfügung gestellt wird und auf der ersten Seite (4) eine erste aktivierbare Klebemasse und auf der zweiten Seite (7) eine zweite aktivierbare Klebemasse angeordnet ist, die eine aktivierbare Haftklebemasse ist,

die erste Seite (4) des Klebebandes (3) mit der ersten Fläche (2) des ersten Fügeteils (1 ) in Kontakt gebracht wird und ein Vorverbund hergestellt wird,

die zweite Fläche (8) des zweiten Fügeteils (6) in einer Fügebewegung an die zweite Seite (7) des Klebebandes (3) gefügt wird und die Fügebewegung eine tangentiale und eine senkrechte Komponente bezüglich der zweiten Seite (7) des Klebebandes (3) aufweist und ein Verhältnis zwischen tangentialer und senkrechter Komponente größer als 0,5 beträgt,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktbereich zwischen zweiter Fläche (8) des zweiten Fügeteils (6) und zweiter Seite (7) des Klebebandes (3) mit einem

nichtwässrigen Gleitmittel versehen wird, welches bei Raumtemperatur als Fluid vorliegt und dessen dynamische Viskosität bei wenigstens 5 mPa s liegt.

2. Fügeverfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel aus der Gruppe gewählt wird: Öle, Fette, Vaseline, Hotmeltschmierstoffe, niedermolekulare Polymere, Weichmacher,

Flüssigharze, Reaktivharze, Polyole, Fettsäuren und deren Ester sowie Silikonöle.

3. Fügeverfahren, indem

eine erste Fläche (2) eines ersten Fügeteils (1 ) und eine zweite Fläche (8) eines zweiten Fügeteils (6) miteinander verklebt werden, indem

ein Klebeband (3) mit einer ersten Seite (4) und einer zweiten Seite (7) zur Verfügung gestellt wird und auf der ersten Seite (4) eine erste aktivierbare Klebemasse und auf der zweiten Seite (7) eine zweite aktivierbare Klebemasse angeordnet ist, die eine aktivierbare Haftklebemasse ist,

die erste Seite (4) des Klebebandes (3) mit der ersten Fläche (2) des ersten Fügeteils (1 ) in Kontakt gebracht wird und ein Vorverbund hergestellt wird, die zweite Fläche (8) des zweiten Fügeteils (6) in einer Fügebewegung an die zweite Seite (7) des Klebebandes (3) gefügt wird und die Fügebewegung eine tangentiale und eine senkrechte Komponente bezüglich der zweiten Seite (7) des Klebebandes (3) aufweist und ein Verhältnis zwischen tangentialer und senkrechter Komponente größer als 0,5 beträgt,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktbereich zwischen zweiter Fläche (8) des zweiten Fügeteils (6) und zweiter Seite (7) des Klebebandes (3) mit einem

nichtwässrigen Gleitmittel versehen wird, welches aus der Gruppe gewählt wird: Fette, Vaseline, Hotmeltschmierstoffe, niedermolekulare Polymere, Weichmacher,

Reaktivharze, Polyole, Fettsäuren und deren Ester.

4. Fügeverfahren nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen tangentialer und senkrechter Komponente der Fügebewegung größer als 1 , vorzugsweise größer als 4, gewählt wird.

5. Fügeverfahren nach Anspruch 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Klebemasse der zweiten Seite (7) des Klebebandes (3) aktiviert wird.

6. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass auf die erste Seite (4) des Klebebandes (3) die erste aktivierbare Klebemasse aufgebracht wird und auf die zweite Seite (7) die zweite aktivierbare Klebemasse aufgebracht wird und die erste aktivierbare Klebemasse schneller auf einer ölbeschichteten ersten Fläche (2) des ersten Fügeteils (1 ) klebt als die zweite aktivierbare Klebemasse auf der zweiten Fläche (8) des zweiten Fügeteils (6).

7. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste bzw. zweite Fläche (2, 8) eines ersten und zweiten Fügeteils (1 , 6) zunächst mit dem Gleitmittel beschichtet werden und dann miteinander verklebt werden.

8. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die zweite aktivierbare Klebemasse auf der zweiten Seite des Klebebands in einer Dicke von 200 μηη aufgetragen eine Klebkraft auf einem mit 1 g/m2 Öl beschichteten Stahlsubstrat bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 mm/min nach einer Stunde Lagerung bei 23 °C und einer relativen Luftfeuchte von 50 % von weniger als 50 %, besonders bevorzugt weniger als 30 % der Klebkraft nach 24 h Lagerung aufweist.

9. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die zweite aktivierbare Klebemasse ein Basispolymer und ein Reaktivharz umfasst.

10. Fügeverfahren nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass das Basispolymer ein Elastomer aus der Gruppe gewählt wird: Acrylat, Methacrylat, Polyurethan, Naturkautschuk, Synthesekautschuk wie Butyl-, (Iso)Butyl-, Nitril- oder Butadien-, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke, Styrolblockcopolymere mit einem Elastomerblock aus ungesättigten oder teilweise oder vollständig hydrierten Polydienblöcken, umfassend Polybutadien, Polyisopren,

Poly(iso)butylen oder Copolymere aus diesen, Polyolefine, Fluorpolymere, Silikone, Polyamide, insbesondere deren elastische Copolymere, oder Polyhydroxyether, umfassend Phenoxyharze.

1 1 . Fügeverfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10,

dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktivharz Konstituent für ein Polymer aus der Gruppe: Polyepoxide, Polyester, Polyether, Polyurethane, phenolharz-, kresol- oder novolakbasierte Polymere, Polysulfide, Polysiloxane oder Acrylpolymere (Acryl, Methacryl) ist.

12. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband (3) eine Trägerschicht aufweist, die aus der Gruppe gewählt wird: Polyethylen, Polypropylen, orientiertes Polypropylen (OPP), Cyclische Olefin Copolymere (COC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyester,

Polyethylenterephthalat (PET), Poylethylennaphthalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES) oder Polyimid (PI).

13. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass für die erste und/oder zweite Klebemasse ein

Ölabsorber aus der Gruppe gewählt wird: Schichtsilikate, Zeolithe, Silica, Graphite, Kalk, Polymere, Cellulose und deren Derivate, Aerogel, Polyurethan, Polyolefine, Acrylat-Nitril-Alkohol-Polymere, Urethane-Isocyanate-Alkohol-Polymere, Perlite, Seidenpflanzen, Torf, Stroh und Kautschuk.

14. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel zunächst auf die zweite Seite (7) des Klebebands (3) aufgebracht wird und die zweite Seite (7) des Klebebandes (3) danach mit der zweiten Fläche (8) des zweiten Fügeteils (6) in Kontakt gebracht wird.

15. Fügeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel zunächst auf der zweiten Fläche (8) des zweiten Fügeteils (6) aufgebracht wird und danach mit der zweiten Seite (7) des Klebebands (3) in Kontakt gebracht wird.

16. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel verwendet wird, das bei

Umgebungsdruck eine Siedetemperatur von mehr als 120 °C, insbesondere mehr als 150 °C und ganz besonders mehr als 200 °C aufweist.

17. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel verwendet wird, das eine dynamische Viskosität von mehr als 100 mPa s, bei einer Messtemperatur von 25 °C und einer Schergeschwindigkeit von 1 s"1 aufweist.

18. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel verwendet wird, dessen statischer Kontaktwinkel auf der zweiten Klebemasse kleiner gleich 60° beträgt, gemessen bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit, insbesondere kleiner gleich 40°, besonders bevorzugt kleiner gleich 15°, beträgt.

19. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel mit einer dynamischen Viskosität von kleiner gleich 10 Pa s verwendet wird.

20. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktwinkel des Gleitmittels auf der ersten aktivierbaren Klebemasse größer als 30° ist und/oder der Kontaktwinkel des

Gleitmittels auf der zweiten aktivierbaren Klebemasse bevorzugt kleiner ist als 30°.

21 . Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontaktwinkel, gemessen zwischen einem Tropfen des Gleitmittels und der unter dem Tropfen liegenden ersten und zweiten Klebemasse zumindest um 10°, bevorzugt um mehr als 20° unterscheiden.

22. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel aus der Gruppe gewählt wird: Mineralöl, paraffinisches Öl und naphthenisches Öl, synthetisches Öl, Silikonöl, aus der Gruppe Korrosionsschutzöl und Umformöl oder aus der Gruppe flüssiges Klebeharz und Reaktivharz.

23. Fügeverfahren nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, dass das Korrosionsschutzöl aus der Gruppe Prelube, Hotmelt, Spot lubricant gewählt wird.

24. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, dass die aktivierbaren Klebemassen und das Gleitmittel aus nachfolgenden Kombinationen gewählt werden:

• aktivierbare Klebemassen umfassend Epoxidmonomer und/oder -harz mit Gleitmitteln auf der Basis von mineralischem und/oder synthetischem Öl ,

• aktivierbare Klebemassen umfassend Ölabsorber mit Gleitmitteln auf der Basis von mineralischem und/oder synthetischem Öl,

• aktivierbare Klebemassen umfassend natürlichen oder synthetischen Kautschuk mit Gleitmitteln auf der Basis von mineralischem und/oder synthetischem Öl,

• aktivierbare Klebemassen umfassend natürlichen oder synthetischen Kautschuk mit Gleitmitteln aus Flüssigharzen auf der Basis von Kohlenwasserstoffen,

• aktivierbare Klebemassen umfassend partikulare Ölabsorber mit Gleitmitteln auf der Basis von Reaktivharzen oder Flüssigharzen,

• aktivierbare Klebemassen umfassend zumindest ein Reaktivharz mit einem Gleitmittel aus der gleichen chemischen Gruppe wie das Reaktivharz.

25. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Gleitmittel verwendet wird, das eine Komponente aus der gleichen chemischen Gruppe enthält, die auch bei der Formulierung der an der zweiten Seite (7) angeordneten zweiten Klebemasse verwendet wird, oder aus der Gruppe niedermolekulare Polymere, Flüssigharze, Reaktivharze, Absorber.

26. Fügeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel in einer Menge zwischen 0,1 und 10 g/m2, bevorzugt zwischen 0,5 und 5 g/m2, aufgetragen wird.

Description:
Tangentiales Fügeverfahren

Die Erfindung betrifft ein Fügeverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Zur Herstellung von Trägerstrukturen in Fahrzeugkarosserien, insbesondere im Automobilbau, werden oft Profile miteinander verschachtelt. Das heißt, ein erstes Profil weist eine Ausnehmung oder Ausfräsung auf, in die ein entsprechend ausgeformtes, zweites Profil eintaucht oder eingreift. Die zwei Profile bilden somit zusammen eine Teilschale eines Trägers. Die Trägerstruktur selbst kann dabei als offenes oder als Hohlprofil ausgebildet sein und beide Teile umfassen. Zweck der Verschachtelung ist in der Regel eine Versteifung oder Abdichtung der Gesamtstruktur. Die dafür verwendeten Profile können beispielsweise aus Leichtmetallstrangguss hergestellt werden oder aus Blechplatinen geformt sein.

Während der Herstellung der Verschachtelung werden die Profile in vielen Fällen so ineinander verschoben, dass sich die Verbindungsflächen zumindest teilweise tangential zueinander bewegen. Die Verbindungsflächen können Teile des Profilkörpers sein oder ausgeformte Flansche, deren wesentliche Aufgabe die Verbindung der Profile ist.

Im Stand der Technik werden die bei der Verschachtelung verwendeten Profile an den Verbindungsflächen in der Regel miteinander verschweißt. Dabei kommt vor allem das Punktschweißverfahren zum Einsatz. Die Profile können aber auch miteinander verlötet, gebördelt, geclincht oder genietet werden. Auch Kombinationen der Verfahren werden eingesetzt.

Zusätzlich zu den oben genannten Fügetechniken werden zum Verbinden von Profilen zunehmend auch Klebeverbindungen eingesetzt. Durch die Klebeverbindungen wird nicht nur die Steifigkeit der Verbindung erhöht, sie sind vor allem auch zum Fügen unterschiedlicher Materialien geeignet. An weiteren Stellen der Karosserie werden Klebstoffraupen zur Abdichtung, zur thermischen und elektrischen Isolation, sowie zur Geräuschminderung eingesetzt. Durch die Trennung von z. B. Aluminium und Stahl in einer Fügeverbindung wird mit Hilfe des Klebstoffes sichergestellt, dass dort keine Elektrokorrosion entsteht. Als Klebstoffe zur Herstellung von Trägerstrukturen werden hochviskose, aktivierbare Strukturklebstoffe eingesetzt. Diese Klebstoffe werden in der Regel in der Form von Klebstoffraupen aufgetragen. Bei bzw. nach der Aktivierung härten die Klebstoffe zumeist durch eine chemische Reaktion aus. Die Aktivierung kann über Wärmezufuhr, Feuchte, Strahlung, z. B. UV-Strahlung, Sauerstoffausschluss oder weitere bekannte Mechanismen erfolgen.

Werden nun zwei oder mehrere Profile, z. B. im Rahmen der Schalenbauweise von Karosserien, so verschalt, dass eine tangentiale Bewegung der mit Strukturklebstoffraupen beschichteten Verbindungsfläche stattfindet, wird der Strukturklebstoff von seiner Position abgeschoben und unkontrolliert verschmiert. Die Verklebungssicherheit ist dadurch nicht mehr gegeben. Der diesbezügliche Stand der Technik ist beispielsweise durch den Fachvortrag Joining with adhesive tapes in car body manufacture, Alexander Wieczorek, Fachtagung Fügen im Karosseriebau, Bad Nauheim 24.03. - 26.03.2015, dargestellt.

Hier wird die Verwendung von Klebebändern zum Verkleben von Karosseriebauteilen vorgeschlagen.

Bekannt sind auch Klebebänder, die in der Regel durch einen physikalischen oder chemischen Härtungsprozess geeignete Festigkeiten zur Herstellung von Trägerstrukturen erreichen. Die Klebebänder können haftklebrig oder nicht haftklebrig ausgeführt sein. Dabei weist das Klebeband in der Regel keinen zusätzlichen Träger auf. Nicht haftklebrige Klebebänder werden in der Regel zunächst mittels Erwärmung mit einem ersten Profil verbunden, und so wird ein Vorverbund hergestellt. Da das Klebeband genügend viskos ist, kann der Verschachtelungsvorgang trotz tangentialer Bewegung ohne Verschieben der Klebstoffgeometrie durchgeführt werden. Nach dem Fügen wird dann durch eine weitere Erwärmung ein Auffließen des Klebstoffs auf das zweite Profil sowie ggf. eine chemische Härtung initiiert. Nachteilig ist hier der hohe Aufwand zur Herstellung des Vorverbundes. Bei haftklebrigen Klebebändern kann der Vorverbund durch Selbstklebrigkeit einfach hergestellt werden. Bei der tangentialen Bewegung während des Fügevorganges, haftet jedoch das Klebeband an dem zweiten Profil, so dass der Fügevorgang behindert und die saubere Ausbildung der Klebstoffnaht gestört wird. Nach dem Fügen wird dann in der Regel, durch eine weitere Erwärmung oder Zutritt von Luftfeuchte, eine chemische Härtung initiiert. In dem genannten Vortrag wird die Verwendung eines Hybridklebebandes mit einer haftklebrigen und einer nicht haftklebrigen Seite vorgeschlagen. Nachteilig an dieser Ausführung ist, dass das Klebeband einen komplexen mehrschichtigen Aufbau aufweisen muss. Weiterhin kommt der Verbund mit dem Fügebauteil mit der nicht haftklebrigen Seite erst nach einer Erwärmung des Systems zustande. Vorher weist der Verbund keine Festigkeit auf.

Bekannt ist, beim Fügen von Haftklebebändern mit tangentialer Bewegung, Wasser, ggf. versehen mit einem Tensid, als Gleitmittel zu verwenden. Das Wasser diffundiert dann langsam aus der Klebefuge heraus, so dass Adhäsion zu den Substratoberflächen aufgebaut wird. Dies hat jedoch bei der Verwendung mit reaktiven Klebebändern, wie sie für die Herstellung von Trägerstrukturen eingesetzt werden, den Nachteil, dass eine hohe Feuchte während der Härtungsreaktionen die Aushärtung verhindern könnte. Dies ist z. B. bei den weit verbreiteten Epoxidharzklebstoffen der Fall. Die Verklebung verliert dann an Festigkeit. Bei feuchtehärtenden Klebstoffen würde die Härtungsreaktion durch die aktive Befeuchtung beim Fügen verfrüht auf der Oberfläche des Klebebandes ausgelöst werden, so dass die Anbindung des Klebstoffs an die Profiloberfläche beeinträchtigt wird. Weiterhin kann eine hohe Feuchte zu ungewolltem Aufschäumen des Klebstoffs bei einer nachfolgenden Erwärmung führen. Nicht zuletzt, kann die relativ große Wassermenge zur Korrosion führen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Fügeverfahren bereitzustellen, in dem zwei Fügeteile mittels eines haftklebrigen Klebebandes unter zumindest teilweise tangentialer Bewegung der Fügeteile leichter verklebt werden können. Dabei soll der Fügevorgang unter zumindest teilweiser tangentialer Bewegung ohne wesentliche Verformung der Klebebandgeometrie oder Verschieben des vorfixierten Klebebands durchgeführt werden.

Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Klebeverbund zur Verfügung zu stellen, der die genannten Vorteile aufweist.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe in einem ersten Aspekt durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Aufgabe wird in einem zweiten Aspekt auch durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst.

Erfindungsgemäß werden zwei Fügeteile miteinander durch ein Klebeband verklebt. Dabei wird zunächst eine erste Seite des Klebebandes mit einer ersten Fläche eines ersten Fügeteils verklebt. Auf der ersten Seite des Klebebandes ist eine erste aktivierbare Klebemasse angeordnet. Auf der zweiten Seite ist eine zweite aktivierbare Klebemasse angeordnet, die eine aktivierbare Haftklebemasse ist. Die erste und zweite Klebemasse können gleich oder verschieden voneinander sein. Bevorzugt ist die erste Klebemasse ebenfalls eine aktivierbare Haftklebemasse. Aus dem ersten Fügeteil und dem Klebeband wird zunächst ein Vorverbund hergestellt. Der Vorverbund wird dann mit der freien zweiten Seite des Klebebandes, auf die die zweite Klebemasse aufgebracht wird, mit einer zweiten Fläche eines zweiten Fügeteils in Kontakt gebracht. Dieses„In-Kontakt-Bringen" geschieht durch eine Fügebewegung, die eine tangentiale und eine senkrechte Komponente hinsichtlich der zweiten Seite des Klebebands aufweist, wobei das Verhältnis zwischen tangentialer und senkrechter Komponente, insbesondere bezüglich zumindest eines Teils der zweiten Seite des Klebebands, größer als 0,5, vorzugsweise größer als 1 , besonders bevorzugt größer als 4, ist. Bei einem Verhältnis von mehr als 0,5 ist die tangentiale Komponente der Fügebewegung bereits so groß, dass ein deutliches Anhaften der zweiten Seite der Haftklebemasse am zweiten Fügeteil auftreten kann und damit das Erreichen der Endposition der Fügebewegung behindert wird. Bei einem Verhältnis von mehr als 1 überwiegt die tangentiale Komponente, ab einem Verhältnis von 4 ist die Bewegung so stark von der tangentialen Komponente bestimmt, dass z. B. keine pastosen Klebstoffe eingesetzt werden können (s. Wieczorek a.a.O.), so dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft verwendet werden kann.

Das Verhältnis der beiden Komponenten zueinander kann sehr groß werden, wenn die Fügebewegung nahezu tangential zur zweiten Seite des Klebebands erfolgt. Im Extremfall kann die Fügebewegung auch vollständig tangential zur zweiten Seite des Klebebands erfolgen.

Um ein Verschieben oder Verformen des Klebebandes zwischen erstem und zweitem Fügeteil zu verhindern, weist der Kontaktbereich zwischen zweiter Fläche des zweiten Fügeteils und zweiter Seite des Klebebandes ein nichtwässriges Gleitmittel auf. Das nichtwässrige Gleitmittel führt dazu, dass die haftklebrige zweite Seite des Klebebandes beim ersten Kontakt mit der zweiten Fläche des zweiten Fügeteiles nicht sofort an der zweiten Fläche anhaftet, sondern auf ihr entlanggleiten kann, bis eine Endposition des ersten und zweiten Fügeteils relativ zueinander erreicht ist.

Insbesondere die zweite Seite des Klebebandes weist eine haftklebrige Klebemasse auf. Die Klebemasse ist schichtartig oder flächig ausgeformt. Das Klebeband kann aus einer einzigen homogenen Klebemasse bestehen, es ist jedoch auch denkbar, dass das Klebeband mehrschichtig aufgebaut ist, insbesondere eine innere Trägerschicht aufweist, die auf beiden Seiten mit jeweils einer Klebemasse beschichtet ist. Bevorzugt ist jedoch, dass das Klebeband einen einschichtigen Aufbau aufweist und das Klebeband aus einer einschichtigen, vorzugsweise aktivierbaren Haftklebemasse besteht. Dadurch kann der Vorverbund leicht hergestellt werden und das Klebeband ist kostengünstig und einfach herstellbar.

Die Dicke des Klebebands entspricht der bei Klebebändern üblichen Dicke, also etwa von 1 μηη bis zu 5 mm. Bevorzugt für strukturelle Verklebungen im Automobilbereich ist eine Dicke von 50 μηη bis 5 mm, insbesondere von 150 μηη bis 2 mm. Bei großen Klebebanddicken von 200 μηη bis 5 mm, insbesondere von 500 μηη bis 5 mm, wirkt sich ein vorzeitiges Anhaften der zweiten Klebebandseite an der zweiten Fügeteilfläche besonders nachteilig aus, da dann ein Positionsfehler der Verklebung besonders groß wird. Daher werden Klebebänder in diesem Dickenbereich bevorzugt im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet.

Das Klebeband kann einen ein- oder mehrschichtigen Aufbau aufweisen. Bei einem mehrschichtigen Aufbau des Klebebandes, können auch weitere Schichten, wie sie dem Fachmann im Bereich der Klebebänder durchaus bekannt sind, vorhanden sein, z. B. weitere Klebestoff- oder Trägerschichten, Primer- oder Releaseschichten oder Schichten mit spezifisch physikalischen Funktionen, z. B. optisch wirksame Schichten oder permeationsfördernde oder -hemmende Schichten, thermisch oder elektrisch leitfähige Schichten usw.

Das Klebeband wird in der Regel als Abschnitt eines langen Klebebandes zur Verfügung gestellt. Das Klebeband kann z. B. als Blatt oder als Abschnitt einer Rolle oder günstigerweise als Stanzling zur Verfügung gestellt werden. Das Klebeband kann einfach zusammenhängend ausgebildet sein oder es können auch Löcher oder Öffnungen in dem Klebeband vorgesehen sein. Das Klebeband kann die von seinem äußeren Umfang eingegrenzte Fläche vollständig bedecken oder eben, wenn es Öffnungen aufweist, auch nur Teile davon bedecken oder Teile freilassen. Das Klebeband ist in zwei Dimensionen deutlich größer als in einer dritten Dimension ausgeformt. Es kann jedoch in den ersten beiden Dimensionen durchaus auch etwa gleich groß ausgebildet sein und damit eine kreisförmige, quadratische oder andere äußere, flächige Form aufweisen.

Erfindungsgemäß ist die zweite Seite mit einer aktivierbaren Haftklebemasse versehen. Günstigerweise sind die erste und die zweite Seite des Klebebandes mit einer aktivierbaren Haftklebemasse versehen. Die erste und zweite Seite können in speziellen Ausführungsformen auch die gleiche Klebemasse aufweisen. Als aktivierbare Haftklebemassen können grundsätzlich alle üblichen, aktiviert verklebenden Haftklebemassensysteme zum Einsatz gelangen. Die Aktivierung erfolgt in der Regel über einen Energieeintrag, z. B. durch aktinische Strahlung oder Wärme oder mechanische Energie, wie z. B. Ultraschall oder Reibung. Verwendet wird aber auch eine chemische Aktivierung durch z. B. Feuchte oder Sauerstoff oder dessen Ausschluss oder durch andere chemische Aktivatoren, wie z. B. Peroxide.

Hitzeaktiviert verklebende Haftklebemassen lassen sich grundsätzlich in zwei Kategorien einordnen: thermoplastische, hitzeaktiviert verklebende Haftklebemassen (Schmelzhaftklebstoffe) und reaktive, hitzeaktiviert verklebende Haftklebemassen (Reaktivhaftklebstoffe). Diese Einteilung enthält auch solche Haftklebemassen, die sich beiden Kategorien zuordnen lassen, nämlich reaktive und gleichzeitig thermoplastische, hitzeaktiviert verklebende Haftlebemassen (reaktive Schmelzhaftklebstoffe). Für die Herstellung von Trägerstrukturen aus verschachtelten Profilen werden Reaktivhaftklebstoffe bevorzugt.

Thermoplastische Haftklebemassen basieren auf Polymeren, die bei einem Erwärmen reversibel erweichen und während des Erkaltens wieder erstarren. Als thermoplastische Haftklebemassen haben sich insbesondere solche auf der Basis von Acrylaten, von Polyolefinen und Copolymeren von Polyolefinen sowie von deren säuremodifizierten Derivaten, von thermoplastischen Polyurethanen, von Polyestern und deren Copolymeren und auch von Blockcopolymeren wie Styrol-Blockcopolymeren als vorteilhaft herausgestellt. „Auf der Basis von",„basierend" oder„auf der Grundlage von" bedeutet vorliegend, dass die Eigenschaften der Klebemasse zumindest stark von den grundlegenden Eigenschaften einer Komponente, dem so genannten Basispolymer, bestimmt werden, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass die Basispolymere durch Verwendung von modifizierenden Hilfsoder Zusatzstoffen oder von weiteren Komponenten in der Zusammensetzung zusätzlich beeinflusst werden. Insbesondere kann dies bedeuten, dass der Anteil des Basispolymers an der Gesamtmasse einer thermoplastischen Haftklebemasse mehr als 50 Gew.-% beträgt.

Im Gegensatz dazu enthalten reaktive, hitzeaktiviert verklebende Haftklebemassen neben dem Basispolymer reaktive Komponenten. Die reaktiven Komponenten werden auch als "Reaktivharze" bezeichnet, in denen durch das Erwärmen ein Vernetzungsprozess eingeleitet wird, der nach Beendigen der Vernetzungsreaktion eine dauerhafte stabile Verbindung gewährleistet.

Bevorzugt enthalten derartige Klebemassen als Basispolymere elastische Komponenten, zum Beispiel synthetische Nitrilkautschuke, Polyurethane, Acrylate oder Stryrolblockcopolymere. Derartige elastische Komponenten verleihen der hitzeaktiviert verklebenden Klebemasse infolge ihrer hohen Fließviskosität, eine auch unter Druck besonders hohe Dimensionsstabilität. Der Anteil des Basispolymers an der Gesamtmasse einer reaktiven hitzeaktivierten Haftklebemasse kann auch weniger als 50 Gew.-% betragen, in der Regel aber mehr als 10 Gew.-%. Strahlungsaktivierbare Haftklebemassen basieren ebenfalls auf reaktiven Komponenten. Die reaktiven Komponenten können z. B. Polymere oder Reaktivharze umfassen, in denen durch die Bestrahlung ein Vernetzungsprozess eingeleitet wird, der nach Beendigen der Vernetzungsreaktion eine dauerhafte, stabile Verbindung gewährleistet. Bevorzugt enthalten derartige Klebemassen auch elastische Komponenten, wie sie oben aufgeführt sind. Strahlungsaktivierbare Haftklebemassen sind zu unterscheiden von strahlenvernetzten Haftklebemassen, bei denen die haftklebrigen Eigenschaften bei der Herstellung des Klebebands mittels Strahlenvernetzung eingestellt werden. Bei strahlungsaktivierbaren Haftklebemassen findet die Strahlenaktivierung bei der Applikation statt. Nach der Strahlenaktivierung ist die Klebemasse in der Regel nicht mehr haftklebrig. Aktivierbare Haftklebebänder umfassen auch aus zwei oder mehr Klebstofffilmen zusammengefügte Haftklebebänder, wie sie in der DE 10 2013 222739 A1 offenbart werden.

Diese werden durch das In-Kontakt-Bringen der zwei oder mehr Klebstofffilme aktiviert.

Als Reaktivharze können im Prinzip alle dem Fachmann im Bereich der Haftklebemassen oder Reaktivklebstoffe bekannten, in einer Aufbaureaktion vernetzenden und/oder Makromoleküle bildenden reaktiven Konstituenten verwendet werden, wie sie zum Beispiel in Gerd Habenicht: Kleben - Grundlagen, Technologien, Anwendungen, 6. Auflage, Springer, 2009, beschrieben sind. Dies sind beispielhaft Konstituenten, die Polyepoxide, Polyester, Polyether, Polyurethane sowie phenolharz-, kresol- oder novolakbasierte Polymere, Polysulfide, Polysiloxane, (bevorzugt aufgebaut aus silanterminierten Polymeren (STP)) oder Acrylpolymere (Acryl, Methacryl) bilden.

Der Anteil des Reaktivharzes an der Gesamtmasse einer aktivierbaren Haftklebemasse auf der Basis eines ausgewählten Reaktivharzes kann auch weniger als 50 Gew.-% betragen, in der Regel aber mehr als 10 Gew.-%.

Als Elastomere können prinzipiell alle im Bereich der Haftklebemassen üblichen Elastomere verwendet werden, wie sie zum Beispiel in dem„Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (Satas & Associates, Warwick 1999) beschrieben sind.

Dies sind zum Beispiel Elastomere auf der Basis von Acrylaten und/oder Methacrylaten, Polyurethanen, Naturkautschuken, Synthesekautschuken wie Butyl-, (Iso)Butyl-, Nitril- oder Butadien-, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke, Styrolblockcopolymeren mit einem Elastomerblock aus ungesättigten oder teilweise oder vollständig hydrierten Polydienblöcken (Polybutadien, Polyisopren, Poly(iso)butylen, Copolymeren aus diesen sowie weitere, dem Fachmann geläufige Elastomerblöcke), Polyolefinen, Fluorpolymeren und/oder Silikonen. Bekannt ist auch die Verwendung von Polyamiden, insbesondere deren elastischen Copolymeren (Pebax), oder Polyhydroxyethern (z. B. Phenoxyharzen).

Kommen Kautschuk oder Synthesekautschuk oder daraus erzeugte Verschnitte als Basismaterial für die Haftklebemasse zum Einsatz, dann kann der Naturkautschuk grundsätzlich aus allen erhältlichen Qualitäten wie zum Beispiel Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem Reinheits- und Viskositätsniveau gewählt werden, und der Synthesekautschuk oder die Synthesekautschuke können aus der Gruppe der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der Butadien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (I I FR), der halogenierten Butyl- Kautschuke (XI IR), der Acrylat-Kautschuke (ACM) oder der Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVA) und/oder deren Verschnitten gewählt werden.

Das Elastomer kann von linearer, verzweigter, sternförmiger oder gepfropfter Struktur sein, um nur einige Beispiele zu geben, und als Homopolymer, als statistisches Copolymer, als alternierendes oder als Blockcopolymere aufgebaut sein. Die Bezeichnung "statistisches Copolymer" beinhaltet im Sinne dieser Erfindung nicht nur solche Copolymere, in denen die bei der Polymerisation eingesetzten Comonomere rein statistisch eingebaut sind, sondern auch solche, bei denen Gradienten in der Comonomerzusammensetzung und/oder lokale Anreicherungen einzelner Comonomersorten in den Polymerketten vorkommen. Einzelne Polymerblöcke können als Copolymerblock (statistisch oder alternierend) aufgebaut sein.

Als aktivierbare Klebemassen, die nicht haftklebrig sind, wie sie auf der ersten Seite des Klebebands zum Einsatz kommen können, können grundsätzlich alle üblichen aktiviert verklebenden Klebemassensysteme zum Einsatz gelangen. Die Aktivierung erfolgt wie bei den aktivierbaren Haftklebemassen in der Regel über einen Energieeintrag, z. B. durch aktinische Strahlung oder Wärme. Verwendet wird aber auch chemische Aktivierung, durch z. B. Feuchte oder Sauerstoff oder dessen Ausschluss oder durch andere chemische Aktivatoren, wie z. B. Peroxide.

Die weitere Beschreibung entspricht der der aktivierbaren Haftklebemassen.

Die aktivierbare Haftklebemasse und/oder die aktivierbare Klebemasse können auch als unverträgliches Blend von zumindest zwei aktivierbaren Haftklebemassen und/oder aktivierbaren Klebemassen ausgeführt sein. Bei einem mehrschichtigen Aufbau kann das Klebeband auch ein Trägermaterial umfassen.

Das Trägermaterial umfasst alle flächigen Gebilde, beispielsweise in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Stanzlinge (beispielsweise in Form von Umrandungen oder Begrenzungen einer (opto-)elektronischen Anordnung), Mehrschichtanordnungen und dergleichen. Dabei sind für verschiedene Anwendungen unterschiedlichste Träger wie zum Beispiel Folien, Gewebe, Vliese und Papiere mit verschiedenen Klebstoffen kombinierbar.

Als Material des Trägers des 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 Poylethylennaphthalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES) oder Polyimid (PI).

Der Träger kann zudem mit organischen oder anorganischen Beschichtungen oder Schichten kombiniert sein. Dies kann durch übliche Verfahren wie zum Beispiel Lackieren, Drucken, Bedampfen, Sputtern, Co-Extrusion oder Lamination geschehen. Beispielhaft, aber nicht einschränkend erwähnt seien hier etwa Oxide oder Nitride des Siliziums und des Aluminiums, Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Sol-Gel-Beschichtungen. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Fügeverfahren angewendet, um zwei ölbeschichtete erste bzw. zweite Flächen eines ersten und zweiten Fügeteils miteinander zu verkleben.

Insbesondere im Karosseriebau der Automobilindustrie sind die Fügeteile als Karosserie- Bleche ausgebildet, die mit Öl beschichtet sind. Daher ist in einer vorteilhaften Ausführung der aktivierbaren Haftklebemasse die Haftklebemasse mit zumindest einem Öl-Absorber ausgerüstet. Der Öl-Absorber führt dazu, dass bei Kontakt der Klebemasse mit der Fläche des Fügeteils das Öl absorbiert wird und die Haftklebemasse eine feste Verbindung mit der Fügefläche ausbilden kann. Als Öl-Absorber sind im Prinzip alle dem Fachmann bekannten Öl-Absorber geeignet, der Öl-Absorber kann als Feststoffpartikel oder Flüssigkeit vorliegen. Als Öl-Absorber werden in der Regel Materialen aus der Gruppe der anorganischen Feststoffe der synthetischen organischen sowie der natürlichen organischen Stoffe eingesetzt.

Unter„Partikeln" werden im Sinne von DIN 53206-1 : 1972-08 Primärteilchen, Aggregate und Agglomerate des Ölabsorbers oder der Ölabsorber verstanden. Unter der„Partikelgröße" wird die maximale Ausdehnung eines Partikels verstanden. Die Bestimmung der Partikelgröße erfolgt bevorzugt mittels Laserbeugung nach ISO 13320 (wobei im Dispersionsschritt Agglomerate dispergiert werden, nicht jedoch Aggregate), aber auch andere dem Fachmann bekannte Verfahren sind geeignet. Die Form der Partikel kann vielfältig ausgeprägt sein, z. B. sphärisch, Stäbchen- oder faserförmig oder plättchenförmig. Bevorzugt ist der Ölabsorber ausgewählt aus der Gruppe umfassend Materialien basierend auf Schichtsilikaten, Zeolithen, Silica, Graphiten, Kalk, Polymeren, Cellulosen und deren Derivaten, Aerogelen, Polyurethanen, Polyolefinen, Acrylat-Nitril-Alkohol-Polymeren, Urethane-Isocyanate-Alkohol-Polymeren, Perliten, Seidenpflanzen, Torf, Stroh und Kautschuk. Die erste Seite des Klebebandes wird mit der ersten Fläche des ersten Fügeteils in Kontakt gebracht und so ein Vorverbund hergestellt. Das In-Kontakt-Bringen umfasst das zumindest teilflächige Aufbringen der ersten Seite des aktivierbaren Haftklebebands auf die erste Fläche des ersten Fügeteils. Bei diesem Schritt wird das Klebeband in dem Fall, dass auf der ersten Seite des Klebebands eine Haftklebemasse vorliegt, in der Regel nicht aktiviert. Der Verbund kommt so nur aufgrund der haftklebrigen Eigenschaften des Klebebands zustande. Es ist aber auch denkbar, dass das aktivierbare Haftklebeband bereits vor oder während des In-Kontakt- Bringens aktiviert wird, etwa wenn die chemische Reaktion sehr langsam verläuft und bis zum Fügen des zweiten Substrats noch nicht abgeschlossen ist. Liegt auf der ersten Seite des Klebebands eine aktivierbare Klebemasse vor, die nicht haftklebrig ist, wird in der Regel zumindest die aktivierbare Klebemasse auf der ersten Seite aktiviert. Alternativ kann auch die erste Fläche des ersten Fügeteils aktiviert werden, falls dieses aktivierbar ausgeführt ist.

Das In-Kontakt-Bringen kann mit allen in der Applikation von Klebebändern üblichen Verfahren erfolgen, z. B. Handapplikation, Rollen, Walzen oder durch berührungslose Verfahren wie z. B. Druckluftapplikation.

Die zweite Seite des Klebebandes wird in die zweite Fläche des zweiten Fügeteils in einer Fügebewegung gefügt. Als Fügeflächen werden die zweite Seite des vorapplizierten Klebebandes und die nach dem Fügen auf diese Seite zu liegen kommende Fläche des zweiten Fügeteils bezeichnet. Die Flächen sind im Wesentlichen gleich groß und von gleicher geometrischer Form. Die Fügebewegung ist die in der Regel lineare Bewegung, z. B. die Bewegung des Vorverbundes zum zweiten Fügeteil oder die des zweiten Fügeteils zum Vorverbund, die die beiden Fügeflächen in eine einander überdeckende Lage führt. Die Fügebewegung kann in eine Komponente senkrecht zur zweiten Seite des Klebebandes und eine Komponente tangential zur zweiten Seite des Klebebandes verlegt werden, wobei die beiden Komponenten senkrecht aufeinander stehen. Das Verhältnis zwischen tangentialer Bewegung und senkrechter Bewegung ist größer als 0,5, vorzugsweise größer als 1 , besonders bevorzugt größer als 4.

Erfindungsgemäß ist der Kontaktbereich zwischen zweiter Fügefläche und zweiter Seite mit einem nichtwässrigen Gleitmittel versehen. Das Gleitmittel ermöglicht ein Gleiten der Oberfläche der zweiten Fläche des zweiten Fügeteils über die haftklebrige Oberfläche des Klebebands.

Der Fachmann im Bereich der Haftklebemassen würde kein Gleitmittel wählen, welches auf Dauer in der Haftklebemasse verbleibt, da das Gleitmittel die Adhäsion oder die Kohäsion des Haftklebstoffs beeinträchtigen würde. Daher wird im Stand der Technik eine verdunstende Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, gewählt, die möglichst unverträglich mit der Klebemasse ist, damit keine Lösung des Gleitmittels in der Klebemasse stattfindet. Eine verdunstende Flüssigkeit wäre allerdings bei einer aktivierbaren Klebemasse nachteilig, da Reste der Flüssigkeit bei dem Aktivierungsschritt, insbesondere bei einer thermischen Aktivierung, zu einer unerwünschten Schaumbildung führen können.

Vorteilhaft werden daher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Gleitmittel verwendet, die bei Umgebungsdruck eine Siedetemperatur von mehr als 120° C, insbesondere mehr als 150° C und ganz besonders mehr als 200° C aufweisen.

Da das Gleitmittel vorteilhafterweise nicht durch Verdunsten aus der Klebefuge entfernt wird, ist es vorteilhaft, wenn es mit der Klebemasse, insbesondere auf der zweiten Seite des Klebebands und/oder dem Material des zweiten Substrats, bevorzugt mit der Klebemasse, verträglich ist, also von dieser, z. B. durch Diffusionsprozesse, aufgenommen werden kann. Dadurch wird das Gleitmittel von der Grenzfläche zwischen zweiter Klebebandoberfläche und der Oberfläche des zweiten Substrats entfernt, so dass sich eine adhäsive Bindung besser ausbilden kann.

Um einen Diffusionsprozess und das Gleiten zu erleichtern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gleitmittel bei Raumtemperatur als Fluid vorliegt. Unter Raumtemperatur wird hier eine Temperatur von 15-30° C, vorzugsweise von 25° C verstanden. Die Fließfähigkeit wird nachfolgend durch die dynamische Viskosität ausgedrückt und beschrieben. Als Fluid wird ein Stoff mit einer dynamischen Viskosität von weniger als 10 8 Pa s bezeichnet.

Die dynamische Viskosität wird in der Regel nach DIN 53019 bestimmt. Die Viskosität wird in einem Zylinderrotationsviskosimeter mit einer Standardgeometrie nach DIN 53019-1 bei einer Messtemperatur von 25° C und einer Schergeschwindigkeit 1 s "1 gemessen. Da mit dieser Methode sehr hohe Viskositäten nicht ermittelt werden können, ist auch die Bestimmung der (komplexen) Viskosität nach ISO 6721 -10 bei 25 °C und einer Frequenz von 1 rad/s üblich.

Das Fluid ist nicht in der Art seiner Fließfähigkeit eingeschränkt, es kann sich z. B. um newtonsche, dilatante, pseudoplastische, plastische (nach Bingham- oder Casson-Fluide, scherzeitabhängige, thixotrope oder rheopexe Flüssigkeiten handeln.

Bevorzugt weist das Gleitmittel im erfindungsgemäßen Verfahren eine dynamische Viskosität von kleiner gleich 10 Pa s auf, gemessen nach DIN 53019-1 bei einer Messtemperatur von 25°C und einer Schergeschwindigkeit von 1 s "1 . Um einen Schmierfilm auf zumindest einer der Fügeflächen auszubilden, ist es nach dem ersten Aspekt weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gleitmittel eine dynamische Viskosität von mehr als 5 mPa s aufweist gemessen nach DIN 53019-1 bei einer Messtemperatur von 25 °C und einer Schergeschwindigkeit von 1 s "1 auf. Bei einer geringeren Viskosität besteht die Gefahr der Tropfenbildung durch die Oberflächenspannung des Gleitmittels. Vorzugsweise weist das Gleitmittel eine dynamische Viskosität von mehr als 100 mPa s auf.

Zur Ausbildung eines möglichst geschlossenen Schmierfilms auf der Oberfläche der Klebemasse, ist eine gute Benetzung der Klebemasse mit dem Gleitmittel vorteilhaft. In einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher bevorzugt ein Gleitmittel verwendet, dessen statischer Kontaktwinkel, gemessen zwischen einem Tropfen des Gleitmittels und der unter dem Tropfen liegenden zweiten Seite des Klebebands, kleiner gleich 60° beträgt, gemessen bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit durch Auftropfen von 4 μΙ des Gleitmittels. Bevorzugt beträgt der Kontaktwinkel kleiner gleich 40°, besonders bevorzugt kleiner gleich 15°. Ein geringer Kontaktwinkel zeigt ein gutes Benetzen der Klebemasse durch das Gleitmittel.

Bei der Ausbildung eines Schmierfilms ist zu verhindern, dass das Gleitmittel zu früh von der Haftklebemasse oder dem Substrat aufgenommen wird und damit die Schmierwirkung nachlässt. Das Gleitmittel muss also einerseits verträglich mit der Klebemasse auf der zweiten Seite sein, andererseits von dieser nur langsam absorbiert werden. Dies wird durch einen langsamen Aufbau der Klebkraft auf einem mit 1 g/m 2 des Gleitmittels beschichteten Stahlsubstrat bei 23 °C und einer relativen Luftfeuchte von 50 % geprüft. Bevorzugt ist demnach eine Kombination aus Klebemasse und Gleitmittel, bei der die Klebkraft der aktivierbaren Haftklebemasse auf der zweiten Seite des Klebebands auf einem solchen Substrat bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 mm/min nach einer Stunde Lagerung nicht höher ist als 30 % der Klebkraft nach 24 h Lagerung.

Die Auswahl des Gleitmittels nach Maßgabe der Verträglichkeit mit der Klebemasse erfolgt mit dem Gedanken, dass das Gleitmittel zunächst während des Fügevorgangs mit dem zweiten Substrat ein Gleiten des Substrats auf der haftklebrigen zweiten Seite des Klebebands ermöglicht, dann aber durch Diffusion von der Kontaktfläche abgezogen wird.

Als nichtwässrige Gleitmittel können alle dem Fachmann bekannten nichtwässrigen Gleitmittel oder Schmierstoffe mit der Ausnahme von partikular vorliegenden Festschmierstoffen (z. B. Graphit) verwendet werden, also z. B. Öle, Fette, Vaseline, Hotmeltschmierstoffe und deren Mischungen. Als nichtwässrige Gleitmittel können aber auch flüssige Komponenten verwendet werden, wie sie in der Formulierung von Klebemassen oder Lacken eingesetzt werden, z. B. niedermolekulare Polymere, Flüssigharze (Weichharze) oder Reaktivharze. Auch die Verwendung von Silikonölen ist denkbar, z. B. bei silikonbasierten Haftklebemassen. Geeignet sind auch Polyole, wie z. B. Glycerin, flüssige höhermolekulare Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Paraffine, Weichmacher, wie z. B. Phtalate, sowie Fettsäuren und deren Ester. Solche Fluide können erfindungsgemäß auch als Teil einer Mischung, Lösung oder Emulsion verwendet werden.

Besonders geeignet sind Gleitmittel aus der Gruppe: Öle, Fette, Vaseline, Hotmeltschmierstoffe, niedermolekulare Polymere, Weichmacher, Flüssigharze, Reaktivharze, Polyole, Fettsäuren und deren Ester sowie Silikonöle.

Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung werden erfindungsgemäß nichtwässrige Gleitmittel aus der Gruppe: Fette, Vaseline, Hotmeltschmierstoffe, niedermolekulare Polymere, Weichmacher, Flüssigharze, Reaktivharze, Polyole, Fettsäuren und deren Ester gewählt und verwendet. Bevorzugt ist das Gleitmittel ausgewählt aus der Gruppe der Mineralöle oder synthetischen Öle, da diese oft als Komponente in Haftklebemassen eingesetzt werden und daher mit vielen aktivierbaren Haftklebemassen verträglich sind.

Weiter bevorzugt ist das Gleitmittel ausgewählt aus der Gruppe der flüssigen Klebharze (Flüssigharze, Weichharze, siehe Satas) und Reaktivharze, da solche oft als Klebkraftverstärker in Haftklebemassen enthalten sind und somit ebenfalls gut verträglich sind.

Für das Fügen von metallischen Substraten, wie z. B. von Stahlprofilen, ist es besonders bevorzugt, das Gleitmittel aus der Gruppe der Korrosionsschutz- und Umformöle auszuwählen. Diese Öle haben eine hohe Standfestigkeit, verbleiben also im Wesentlichen in der aufgetragenen Schichtdicke auf dem Klebeband oder dem Substrat. Sie basieren in der Regel auf Mineralölen, synthetischen Ölen oder Polymeren (z. B. Wachsen oder auch biogenen Polymeren) und enthalten oft Additive. Solche Öle werden beispielsweise von den Firmen Quaker unter der Marke Ferrocoat®, von der Firma Rhenus unter der Marke Rotanor®, von der Firma Fuchs unter der Marke Anticorit®, der Firma Zeller & Gmehlin unter der Marke Multidraw® und der Firma Wocklum unter der Marke Furochem® angeboten.

Ganz besonders bevorzugt sind die Gleitmittel ausgewählt aus der Gruppe der nach VDA 230- 213 (Prüfverfahren für die Produktklassen Prelube, Prelube 2, Hotmelt, Spot Lubricant; Verband der deutschen Automobilindustrie, VDA-Arbeitskreis Umformschmierstoffe) freigegebenen Schmierstoffe.

Im Allgemeinen fordern Automobilhersteller, dass Coils, Platinen, Press- u. Ziehteile aus aluminiumbeschichteten und unbeschichteten Stahlblechen ab dem Walzwerk gegen Korrosion geschützt sein und die dafür eingesetzten Produkte eine Reihe von Eigenschaften aufweisen müssen. Diese Produkte müssen die Metalloberflächen im Lieferzustand, sowie die daraus gefertigten Teile, unter den betreffenden klimatischen Bedingungen für die vorgeschriebene Zeit vor Korrosion schützen und dürfen beim Auftragen im Kaltwalzwerk und in den folgenden Produktionsschritten bei den einzelnen Automobilherstellern nicht zu Prozessstörungen führen. Die in der VDA 230-213 zusammengestellten Prüfvorschriften und die von den dort unter Erläuterungen genannten Automobilherstellern vorgeschriebenen Mindestanforderungen dienen der Entwicklung der im Titel der VDA-Norm genannten Produkte. Gleitmittel, die diese Mindestanforderungen erfüllen, sind Produkte der oben genannten bevorzugten Produktklasse. Dabei handelt es sich bei Prelube um ein Korrosionsschutzöl auf der Basis von Mineralöl, Syntheseol oder aus nachwachsenden Rohstoffen mit (gegenüber Korrosionsschutzöl) erhöhten Anforderungen an die Tiefzieh- bzw. Schmiereigenschaften zur Verwendung als Schlussbeölung auf allen zur Zeit bekannten beschichteten und unbeschichteten Metallblechen aus Stahl.

Hotmelt sind Gleitmittel, die bei Raumtemperatur (20 °C - 22 °C) nichtablaufende, pastose, nahezu grifffeste Dünnfilme ausbilden, auf der Basis von Mineralöl, Syntheseol oder aus nachwachsenden Rohstoffen, die erhöhte Anforderungen an die Tiefzieh- bzw. Schmiereigenschaften im Vergleich zu Prelubes erfüllen. Diese Produkte müssen zur Verwendung als Schlussbeschichtung auf allen zurzeit bekannten Substraten, d. h. unbeschichteten oder beschichteten Metallblechen aus Aluminiumwerkstoffen und Stahl geeignet sein.

Spot Lubricant sind Produkte auf der Basis von Mineralöl, Syntheseol oder aus nachwachsenden Rohstoffen mit erhöhten Anforderungen an die Tiefzieh- bzw. Schmiereigenschaften und sie sollen nur für den Fall, dass die walzwerkseitig aufgebrachte Schlussbeölung für die Umformung nicht ausreichend sein sollte, kurz vor dem Umformprozess aufgebracht werden.

Freigegebene Schmierstoffe sind beispielsweise Rustilo S 40 und lloform 951 HM der Firma Castrol, Anticorit RP 4107 S, Anticorit PL 3802-39 S, Anticorit PL 39 SX, Renoform MCO 3802, Renoform MCO 3028, Anticorit PL 39 SX, Anticorit PL 3802-39 LV der Firma Fuchs, Platinol B 804 3 COW, der Firma Oest, AP 170, AP 168/14, AP 167/22, AP 221 , AP 227, AP 228/2 der Firma Pfinder, Ensis PL 1608 der Firma Shell, Wedolit N22-3 und Wedolit N 22 NV der Firma Wilhelm Dietz, Hotmelt E1 , Multidraw PL 61 , KTL N16, Drylube E1 der Firma Zeller+Gmelin sowie Ferrocoat 6130 der Fa. Quaker. Bevorzugt werden Gleitmittel aus dieser Gruppe gewählt.

Die Menge des Gleitmittels, die auf Klebeband- oder Substratoberfläche aufgetragen wird, liegt bevorzugt zwischen 0,1 und 10 g/m 2 , bevorzugt zwischen 0,5 und 5 g/m 2 . Eine geringere Menge als 0,1 g/m 2 birgt die Gefahr eines nicht ausreichenden Gleitens, eine höhere Menge als 10 g/m 2 die Gefahr einer Beeinträchtigung der Verklebung. Das Gleitmittel kann auf der zweiten Seite des Klebebands und/oder auf der zweiten Fläche des zweiten Fügeteils vorliegen.

Vorteilhaft liegt das Gleitmittel auf der zweiten Seite des Klebebands vor, da hiermit nur genau die Fläche mit Gleitmittel benetzt werden muss, die selbst haftklebrig ist und in Kontakt mit dem zweiten Substrat kommt. Weiter vorteilhaft liegt das Gleitmittel auf der zweiten Seite des zweiten Fügeteils vor dem Verkleben vor. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Gleitmittel für das Substrat eine weitere Funktion neben dem Schmieren erfüllt, etwa die des Korrosionsschutzes. In der Regel wird dann ein größerer Teil des Substrats mit dem Gleitmittel benetzt, als es zur Schmierung beim Fügen erforderlich ist.

Das Gleitmittel kann durch alle dem Fachmann bekannten Verfahren aufgebracht werden, also etwa durch Beschichten, Drucken, Sprühen oder Tauchen.

Die Kombination von Gleitmittel und aktivierbarer Haftklebemasse wird bevorzugt so gewählt, dass die Verklebungsfestigkeit eines 200 μηη dicken Abschnitts der aktivierbaren Haftklebemasse nach der Aktivierung im Zugscherversuch bei 23 °C und einer relativen Luftfeuchte von 50 % der auf einem mit 1 g/m 2 des Gleitmittels beschichteten Stahlsubstrat bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 1 mm/min nicht mehr als 15 %, besonders bevorzugt nicht mehr als 10 %, geringer ist als auf einem nicht mit Gleitmittel beschichteten Stahlsubstrat.

Bevorzugte Kombinationen sind · aktivierbare Klebemassen umfassend Epoxidmonomer und/oder -harz mit Gleitmitteln auf der Basis von mineralischem und/oder synthetischem Öl

• aktivierbare Klebemassen umfassend Ölabsorber mit Gleitmitteln auf der Basis von mineralischem und/oder synthetischem Öl

• aktivierbare Klebemassen umfassend natürlichen oder synthetischen Kautschuk mit Gleitmitteln auf der Basis von mineralischem und/oder synthetischem Öl

• aktivierbare Klebemassen umfassend natürlichen oder synthetischen Kautschuk mit Gleitmitteln aus Flüssigharzen auf der Basis von Kohlenwasserstoffen

• aktivierbare Klebemassen umfassend partikulare Ölabsorber mit Gleitmitteln auf der Basis von Reaktivharzen oder Flüssigharzen

· aktivierbare Klebemassen umfassend zumindest ein Reaktivharz mit einem Gleitmittel aus der gleichen chemischen Gruppe wie das Reaktivharz.

Aus der gleichen chemischen Gruppe bedeutet hier, dass das Gleitmittel reaktive Gruppen aufweist, die auch das Reaktivharz aufweist, beispielsweise zyklische Ether, Hydroxylgruppen, Carbonylgruppen, Amine sowie Vinyl- oder Allylgruppen.

Das aktivierbare, haftklebrige Klebeband kann auch mehrere Schichten aktivierbarer Haftklebemassen umfassen. Diese können gleich oder verschieden sein, bevorzugt sind sie verschieden. So umfasst bevorzugt die erste Seite des Klebebands eine Schicht einer ersten aktivierbaren Haftklebemasse und die zweite Seite des Klebebands eine Schicht einer zweiten aktivierbaren Haftklebemasse. Auch die Dicke der Schichten kann gleich oder verschieden sein. Bevorzugt ist, dass die Schichten verschieden dick sind, da über die Dickenvariation die Haftungseigenschaften zu unterschiedlichen Substraten und das Verhalten gegenüber dem Gleitmittel variabel angepasst werden können.

Die Klebemassen unterscheiden sich bevorzugt durch die Verträglichkeit mit dem Gleitmittel. So ist es bevorzugt, dass die Klebkraft eines 200 μηη dicken Abschnitts der ersten aktivierbaren Haftklebemasse auf der ersten Seite des Klebebands bei 23 °C und einer relativen Luftfeuchte von 50 % auf einem mit 1 g/m 2 Öl beschichteten Stahlsubstrat bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 mm/min nach einer Stunde Lagerung höher ist als 50 % der Klebkraft nach 24 h Lagerung.

Die Klebkraft eines 200 μηη dicken Abschnitts der zweiten aktivierbaren Haftklebemasse auf der zweiten Seite des Klebebands beträgt bevorzugt bei 23 °C und einer relativen Luftfeuchte von 50 % auf einem mit 1 g/m 2 Öl beschichteten Stahlsubstrat bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 mm/min nach einer Stunde Lagerung weniger als 50 %, besonders bevorzugt weniger als 30 % der Klebkraft nach 24 h Lagerung.

Ein großer Kontaktwinkel zeigt eine geringe Benetzbarkeit mit dem Gleitmittel. Dies führt in der Anwendung dazu, dass das Gleitmittel die Klebemasseoberfläche nur teilweise benetzt und somit an den nicht benetzten Stellen eine Haftung zum Substrat zustande kommt. Daher ist es vorteilhaft, dass der Kontaktwinkel des Gleitmittels auf der ersten aktivierbaren Haftklebemasse größer als 30° ist. Der Kontaktwinkel des Gleitmittels auf der zweiten aktivierbaren Haftklebemasse ist bevorzugt kleiner als 30°.

Insgesamt ist es bevorzugt, dass sich der Kontaktwinkel, gemessen zwischen einem Tropfen des Gleitmittels und der unter dem Tropfen liegenden Haftklebemasse zumindest um 10°, bevorzugt um mehr als 20° unterscheidet.

Bei der Verwendung eines Gleitmittels aus der Gruppe der Mineralöle oder synthetischen Öle und Belegung des ersten und zweiten Substrats mit dem Gleitmittel umfassen jeweils für sich bevorzugte Kombinationen zwischen erster und zweiter aktivierbarer Haftklebemasse aktivierbare Haftklebemassen auf der Basis von den jeweils in nachstehender Tabelle 1 angekreuzten Polymeren bzw. Reaktivharzen.

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Tabelle 1

Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben, dabei zeigen:

Fig. 1 einen Vorverbund mit einem auf eine erste Fläche eines ersten Fügeteils aufgebrachten Klebeband,

Fig. 2 den in Fig. 1 hergestellten Vorverbund, der in einer zumindest teilweise tangentialen Bewegung auf eine zweite Fläche eines zweiten Fügeteils aufgebracht wird,

Fig. 3 mit dem erfindungsgemäßen Klebeband verklebte erste und zweite Fügeteile,

Fig. 4a eine vektorielle Aufspaltung der Fügebewegung in eine tangentiale und eine senkreche Komponente mit Bezug auf eine zweite Oberfläche des Klebebands,

Fig. 4b ein zusammengefügtes erstes und zweites Fügeteil.

Die Figuren sind nicht maßstabsgerecht. Fig.1 zeigt ein erstes Fügeteil 1 . Dabei handelt es sich um ein ölbeschichtetes Blech, wie es im Karosseriebau für Automobile verwendet wird. Auf eine erste Fläche 2 des ersten Fügeteils 1 ist ein Klebeband 3 aufgeklebt. Das Aufkleben des Klebebandes 3 auf das erste Fügeteil 1 geschieht in einem ersten Verfahrensschritt. Das Klebeband 3 weist eine erste Seite 4 auf, die auf die erste Fläche 2 des ersten Fügeteils geklebt ist. Die erste Seite des Klebebandes ist mit einer ersten aktivierbaren Haftklebemasse beschichtet. Der Zusammenschluss aus Klebeband 3 und erstem Fügeteil 1 gemäß Fig. 1 wird hier auch als Vorverbund bezeichnet. Die erste Haftklebemasse ist vorzugsweise derart zusammengesetzt, dass das auf dem Blech befindliche Öl schnell aufgenommen oder beim Applizieren verdrängt wird und stellt somit eine Klebeverbindung mit dem ersten Fügeteil 1 her.

In Fig. 2 ist ein zweiter Verfahrensschritt dargestellt. Ein zweites Fügeteil 6 wird in einer Fügebewegung, die eine tangentiale Bewegungskomponente relativ zum ersten Fügeteil 1 enthält, mit dem ersten Fügeteil 1 zusammengefügt. Die Fügebewegung enthält hinsichtlich zumindest eines Bereiches 5 einer zweiten Klebebandseite 7, die der ersten Klebebandseite

4 gegenüberliegt, eine tangentiale Bewegungskomponente in dem Sinne, dass eine zweite Fläche 8 des zweiten Fügeteils 6 sich durch die Fügebewegung mit einer tangentialen Bewegungskomponente zur zweiten Seite 7 des Klebebandes in dem Bereich 5 bewegt.

Die tangentiale Komponente und eine zur zweiten Seite 7 des Klebebandes 3 in dem Bereich

5 senkrechte Komponente der Fügebewegung weisen ein Verhältnis von 0,5, vorzugsweise 1 ,0, besonders bevorzugt von mehr als 4 auf. Die zweite Seite 7 des Klebebands 3 wird durch eine zweite aktivierbare Haftklebemasse ausgebildet. Die zweite Fläche 8 des zweiten Fügeteils 6 wird mit einem nichtwässrigen Gleitmittel erfindungsgemäß beschichtet. Durch die Wirkung des Gleitmittels gleitet die zweite Fläche 8 des zweiten Fügeteils 6 auf der zweiten Seite 7 des Klebebandes 3 entlang, ohne dass das Klebeband 3 verrutscht. Die zweite Seite 7 des Klebebandes 3 haftet also nicht sofort beim ersten Kontakt an der zweiten Fläche 8 des zweiten Fügeteils 6 an.

Fig. 3 zeigt einen dritten Verfahrensschritt, in dem das erste und zweite Fügeteil 1 , 6 und das Klebeband 3 ihre endgültige Position relativ zueinander erreicht haben. In der in Fig. 3 dargestellten Position werden die beiden Haftklebemassen aktiviert und stellen eine feste Klebeverbindung der ersten Fläche 2 des ersten Fügeteils 1 mit der zweiten Fläche 8 des zweiten Fügeteils 6 her. Die zweite Haftklebemasse ist vorzugsweise derart zusammengesetzt, dass sie das auf die zweite Fläche 8 des zweiten Fügeteils 6 aufgebrachte Gleitmittel absorbiert, so dass zwischen den Fügeteilen 1 und 6 eine feste Klebeverbindung nach Aktivieren der Haftklebemassen hergestellt werden kann.

Fig. 4 zeigt in Teil a) zwei Fügeteile 1 und 6, wobei auf dem Fügeteil 1 zwei Klebebänder 3 aufgeklebt sind, so dass ein Vorverbund hergestellt ist. Die zweite Oberfläche 7 der Klebebänder 3 ist mit einem Gleitmittel ausgerüstet. Das zweite Fügeteil 6 wird mit der Fügebewegung 9 an das erste Fügeteil 1 herangeführt. Die Fügebewegung 9 kann in eine Komponente 10 tangential zur zweiten Oberfläche eines Klebebands und in einen Komponente 1 1 senkrecht dazu aufgeteilt werden. Dabei stehen tangentiale und senkrechte Komponente 10 und 1 1 in einem Winkel von 90° zueinander. Das Verhältnis zwischen tangentialer und senkrechter Komponente ist größer als 0,5 und hier insbesondere größer als 4. Durch die Fügebewegung und das anschließende Verkleben mit Aktivierung der aktivierbaren Haftklebemasse werden die zwei Profile 1 und 6 verschachtelt, was in Teil b) der Fig. 4 dargestellt ist.

Tabelle 1 zeigt zunächst bevorzugte Kombinationen einer ersten aktivierbaren Haftklebemasse und einer zweiten aktvierbaren Haftklebemasse. Der Tabelle liegt die Idee zugrunde, die erste aktivierbare Haftklebemasse so zu gestalten, dass sie möglichst schnell auf dem ölbeschichteten Blech klebt, das die erste Fläche 2 des ersten Fügeteils 1 bildet; die erste aktivierbare Haftklebemasse basiert z. B. auf einem Polymer, das auf Synthese- Kautschuk oder Polyolefinen basiert, während als Reaktivharz ein Epoxid gewählt wird.

Die zweite aktivierbare Haftklebemasse ist derart gewählt, dass sie erst mit Verzögerung der zweiten Fläche 8 des zweiten Fügeteils 6, die ebenfalls ein ölbeschichtetes Blech ist, anhaftet, vorzugsweise basiert die zweite Haftklebemasse z. B. auf einem Polyurethan oder Acrylat, während als aktivierbarer Teil wiederum ein Epoxid gewählt wird. Jede Haftklebemasse basiert auf einem viskoelastischen Teil und einem aktivierbaren Teil, wobei der viskoelastische Teil auf einem der oben genannten Polymere basiert und der aktivierbare Teil auf einem Reaktivharz im Sinne der eingangs genannten Definition von„basiert". Kombiniert werden bevorzugt viskoelastische Teile mit viskoelastischen Teilen, reaktive Teile mit reaktiven Teilen oder reaktive Teile mit viskoelastischen Teilen entsprechend Tabelle 1.

Das heißt, dass solange der Reaktivteil der ersten Klebemasse Epoxidharz enthält, das Elastomer der zweiten Klebemasse aus der in Tabelle 1 angegebenen Gruppe bevorzugt frei gewählt wird und auch als Reaktivharz der zweiten Klebemasse jedes Harz aus der angegebenen Gruppe mit Ausnahme von Epoxid bevorzugt ist,

oder dass

erste Klebemassen basierend im viskoelastischen Teil auf einem Polyolefin oder Synthesekautschuk bevorzugt mit zweiten Klebemassen basierend auf einem Polyurethan oder Acrylpolymer kombiniert werden,

oder dass erste Klebemassen basierend im viskoelastischen Teil auf einem Polyolefin oder Synthesekautschuk bevorzugt mit zweiten Klebemassen kombiniert werden, deren Reaktivteil auf Epoxidharz basiert. In Versuchen wurden aktivierbare Haftklebemassen K1 bis K4 hergestellt. Die aktivierbaren Haftklebemassen basieren auf folgenden Rohstoffen:

Verwendete Rohstoffe

Basispolymere

Breon N41 H80 Nitril-Butadien-Kautschuk mit einem Acrylnitrilanteil von 41 % von

Zeon Chemicals (London, UK)

Desmomelt 530 Weitgehend lineares Hydroxylpolyurethan. Desmomelt 530 ist ein stark kristallisierendes, elastisches Polyurethan sehr geringer Thermoplastizität der Firma Bayer MaterialScience. Die

Schmelzenthalpie gemessen mit DSC beträgt 54,7 J/g.

Poly bd R 45 HTLO Hydroxyl-terminiertes Polybutadien der Fa. Cray Valley mit einem

Molekulargewicht Mw von ca. 2800 g/mol und einer

Hydroxylfunktionalität von ca. 2,5

Polyvest MA 75 Maleinsäureanhydrid-funktionalisiertes Polybutadien der Fa.

Evonik mit einem Molekulargewicht Mw von etwa 3000 g/mol und einer Säurezahl von etwa 80 mg KOH/g

Azalt 50/70 Bitumen 50/70 (B65) der Fa. Total

Reaktivharze

Epikote 828 Difunktionelles Bisphenol-A / epichlorhydrin Flüssigepoxid mit

einem Gewicht pro Epoxid von etwa 190 g/eq der Firma

Momentive. Viskosität bei 25 °C von etwa 13 Pa s.

PolyDis PD361 1 Nitrilkautschukmodifiziert.es Epoxidharz auf der Basis von

Bisphenol-F-diglycidylether mit einem Elastomergehalt von 40 % und einem Gewicht pro Epoxid von 550 g/eq der Firma Schill + Seilacher„Struktol". Viskosität bei 25 °C von 10000 Pa s.

PolyDis PD3691 Nitrilkautschukmodifiziert.es Epoxidharz auf der Basis von

Bisphenol-A-diglycidylether mit einem Elastomergehalt von 5% und einem Gewicht pro Epoxid von 205 g/eq der Firma Schill + Seilacher„Struktol". Viskosität bei 25 °C von 300 Pa s. Tactix 556 Dicyclopentadien-Epoxy-Novolak Harz mit einem Gewicht pro

Epoxid von 215 - 235 g/eq und einem Erweichungspunkt von 53 °C der Firma Huntsman.

Härter

Dyhard 100S Latenter Härter der Firma AlzChem für Epoxidsysteme

bestehend aus mikronisiertem Dicyandiamid bei dem 98% der Partikel kleiner 10 μηη sind.

Dyhard UR500 Latenter Uronbeschleuniger für Epoxidsysteme bei dem 98% der

Partikel kleiner 10 μηη sind.

Mahlschwefel 80/90° doppelt raffinierter, löslicher Elementarschwefel mit einem

Reinheitsgehalt von min 99,9 %°der Fa. Avokal

MBTS 2,2' Dibenzothiazyldisulfid der Fa. Weber&Schaer

TEDA Triethylendiamin Crystal der Fa. Trigon (1 ,4- Diazabicyclo[2.2.2.]octan)

Füllstoffe

Weißfeinkalk Calciumoxid CL 90 - Q -90 der Fa. Rheinkalk

Talkum Talkum Pharma M der Fa. Scheruhn, BET-Oberfläche etwa 4,6 m 2 /g

Printex 60 Furnace-Ruß, Oil-Absorption-No: 1 18, BET-Oberfläche etwa 1 15 m 2 /g

Die nachfolgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung der Gewichtsteile der Klebemassen K1 bis K4 anhand der oben genannten Rohstoffe:

Klebemassen:

Beispiel: K1 K2 K3 K4

Gew. Teile Gew. Teile Gew. Teile Gew. Teile

Breon N41 H80 20 20

Desmomelt 530 20

Epikote 828 80

PolyDis PD361 1 65 30

PolyDis PD3691 15 10 Beispiel: K1 K2 K3 K4

Tactix 556 40

Dyhard 100S 5,56 2,49 3,51

Dyhard UR500 0,56 0,25 0,35

Poly bd R 45 HTLO 28

Polyvest MA 75 15,1

Azalt 50/70 15

Mahlschwefel 80/90° 16

MBTS 1 ,5

Weißfeinkalk 3

Talkum 15

Printex 60 6,1

TEDA 3

Tabelle 2

Die Herstellung der aktivierbaren Haftklebemassen K1 bis K4 erfolgte im Labor durch Lösen des Polymers in Butanon bei 23 °C. Anschließend wurden die Reaktivharze zugegeben. Im Anschluss wurde der Härter unter starker Scherung mittels Rühren zugegeben.

Zur Herstellung von Klebemasseschichten wurden die verschiedenen Klebemassen aus einer Lösung auf einen konventionellen Liner (silikonisierte Polyesterfolie) mittels eines Laborstreichgeräts aufgebracht und getrocknet. Die Klebemassenschichtdicke nach dem Trocknen betrug 200 ± 10 μηη. Die Trocknung erfolgte jeweils zunächst bei RT für zehn Minuten und zehn Minuten bei 105 °C in einem Labortrockenschrank. Die getrockneten Klebemasseschichten wurden jeweils unverzüglich nach dem Trocknen mit einem zweiten Liner (silikonisierte Polyesterfolie mit geringerer Trennkraft) auf der offenen Seite abgedeckt.

Für K5 wurden zunächst zwei Komponenten hergestellt: Die Herstellung der A-Komponente erfolgte in der Weise, dass die aufgeführten Rohstoffe mit Ausnahme des Polyvest MA75 in einem Planetenmischer oder Dissolver zwei Stunden miteinander gemischt wurden. Um ein blasenfreies Produkt zu erhalten, wurde die Mischung während der letzten zehn Minuten des Mischvorganges durch Anlegen eines Unterdrucks von kleiner 0,02 bar (15 Torr) entgast. Man erhielt jeweils eine bei Raumtemperatur weiterverarbeitbare Paste. Die B-Komponente war das Polyvest MA75.

A- und B-Komponente wurden über eine 2-Komponenten-Mischanlage zusammengemischt und sogleich auf einer üblichen Streichanlage auf einem beidseitigen Trennpapier zu einem pastosen Film von 200 μηη Dicke ausgestrichen. Im anschließenden Warmekanaldurchlauf erfolgte bei 70 °C die Vernetzung zur haftklebrigen Schicht.

Gleitmittel: G1 : Ferrocoat 6130 der Fa. Quaker, ein paraffinisches Öl (CAS 64742-65-0) mit einer Viskosität von etwa 150 mPa s

G2: Anticorit PL 3802-39S, Prelube-Öl der Fa. Fuchs auf der Basis naphthenischen Öls (CAS 265-156-6) mit einer Viskosität von etwa 300 mPa s

G3: Wingtack 10 der Fa. Cary Valley, ein aliphatisches Kohlenwasserstoffharz mit einer Viskosität von etwa 30 Pa s

G4: Epikote 828 der Fa. Momentive, ein auf den Diglycidylether des Bisphenol A basierendes Epoxidharz mit einem Epoxyäquivalent von etwa 190 g mit einer Viskosität von etwa 13 Pa s.

G5: Uvacure 1500 der Fa. Cytec, ein zykloaliphatisches Diepoxid (3,4-epoxycyclohexane oder methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylate) mit einer Viskosität von etwa 275 mPa s. G6: demineralisiertes Wasser, Viskosität etwa 1 mPa s

Bei den Gleitmitteln G1 und G2 handelt es sich um Öle, die typischerweise bei der Herstellung von Automobilen verwendet werden, während die Gleitmittel G3, G4 und G5 vorwiegend aus Bestandteilen aufgebaut sind, die Bestandteile von (aktivierbaren) Haftklebemassen sind und somit durch die Haftklebemasse leichter aufgenommen werden können. Dabei handelt es sich bei G3 um ein nicht reaktives Harz, während es sich bei den Gleitmitteln G4 und G5 um Reaktivharze handelt. Als Vergleichssubstanz aus dem Stand der Technik wurde Wasser (G6) gewählt.

Messwerte:

Beispiel: K1 K2 K3 K4

Klebkraft sofort, ungehärtet

5,0 12,1 6,7 2,6

(Stahl) / N cm "1

Klebkraft nach 24 h, ungehärtet

(Stahl mit Gleitmittel G1 ) 4,2 4,5 2,8 2,1

/ N cm "1

Klebkraft nach 1 h, ungehärtet

2,2 1 ,3 0,1 1 ,8

(Stahl mit G1 ) / N cm "1

Dynamischer Schertest (Stahl)

13 12 31 12

/ MPa

Tabelle 3

Die in Tabelle 3 aufgezeigten Klebekräfte der nicht ausgehärteten Klebebänder wurden analog ISO 29862 (Methode 3) bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 mm/min und einem Abzugswinkel von 180° bestimmt. Die Dicke der Klebstoffschicht betrug dabei jeweils 200 μηη. Als Verstärkungsfolie wurde eine geätzte PET-Folie mit einer Dicke von 50 μηη verwendet, wie sie von der Fa. Coveme (Italien) erhältlich ist.

Als Substrat wurden Stahlplatten entsprechend der Norm verwendet. Fallweise wurden diese mit Gleitmittel in einer Menge von etwa 1 g/m 2 beschichtet. Die Verklebung des Messstreifens wurde mittels einer Anrollmaschine bei einer Temperatur von 23 °C vorgenommen. Die Klebebänder wurden sofort nach der Applikation abgezogen oder nach einer Lagerzeit von einer bzw. 24 h. Der Messwert (in N/cm) ergab sich als Mittelwert aus drei Einzelmessungen.

Bei der Bestimmung der Klebkraft auf beölten Stahlsubstraten wurde ein paraffinisches Öl der Viskosität von etwa 300 mPa s verwendet (Ferrocoat 6130). Der in Tabelle 3 dargestellte dynamische Scherwert wurde im Zugscherversuch bestimmt. Als Kenngröße für die Qualität der erzielten Verklebung wurde die Verklebungsfestigkeit eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbunds für die unterschiedlichen Klebebänder und Gleitmittel ermittelt. Hierzu wurde die Verklebungsfestigkeit in einem dynamischen Zugscherversuch in Anlehnung DIN-EN 1465 bei 23 °C und 50 % rF für eine Prüfgeschwindigkeit von 1 mm/min jeweils quantitativ bestimmt (Ergebnisse in N/mm 2 = MPa).

Als Prüfstäbe kamen solche aus Stahl zum Einsatz, welche vor der Verklebung mit Aceton gereinigt wurden. Das Gleitmittel wurde, wo verwendet, durch Tauchen des Prüfstabs in eine Lösung des Gleitmittels auf einen der Prüfkörper aufgetragen. Die Lösungen wurden so eingestellt, dass sich eine Schicht von etwa 1 g/m 2 des Gleitmittels abschied. Die Schichtdicken der Klebebänder betrugen jeweils etwa 200 μηη. Nach dem Fügen wurden die verklebten Prüfkörper 24 Stunden bei 23 °C gelagert und sodann 30 min bei 180 °C ausgehärtet. Angegeben ist der Mittelwert aus drei Messungen. Der in Tabelle 3 dargestellte Randwinkel oder Benetzungswinkel wurde mittels einer weiteren gängigen Prüfmethode ermittelt. Gemessen wurde der statische Kontaktwinkel des Gleitmittels in Anlehnung an DIN EN 828, wobei hier ein Tropfenvolumen von etwa 4 μΙ gewählt wurde. Die Messung wurde bei einer Temperatur von 23 °C vorgenommen. Angegeben wird hier der gemittelte Benetzungswinkel aus drei Messungen.

Entsprechend der Norm wurde die Messung des Kontaktwinkels ca. 10 s nach Beendigung des Dosierens vorgenommen. Tabelle 3 zeigt, dass die Klebkraft, durch die Verwendung des Gleitmittels G1 , für das die Versuche durchgeführt wurden, nach 24 Stunden bzw. nach einer Stunde durchweg geringer ist, die Abnahme aber sehr davon abhängt, welche Klebemasse verwendet wurde. Die Klebemassen K1 und K4 nehmen das Öl vergleichsweise schnell auf, so dass nach einer Stunde Lagerung die Klebkraft höher ist als 50 % der Klebkraft nach 24 h Lagerung, während die Klebemassen K2 und K3 das Öl langsamer aufnehmen, so dass die Klebkraft nach einer Stunde Lagerung nicht höher ist als 30 % der Klebkraft nach 24 h Lagerung. Bevorzugt würden demnach die Klebemassen K1 oder K4 für die erste Seite 4 eines Klebebands 3 zur Verklebung zweier beölter Bleche 1 und 6 gewählt, während die Klebemassen K2 oder K3 für die zweite Seite 7 des Klebebands 3 gewählt würden. Trotz des langsameren Aufbaus der Klebkraft bei den Klebemassen K2 und K3 wird die nach der Aktivierung erreichte Scherfestigkeit wie bei den Klebemassen K1 und K4 durch das Gleitmittel nur geringfügig beeinträchtigt, insbesondere wird die Scherfestigkeit um nicht mehr als 15 % reduziert, bei K2, K3 und K4 sogar um weniger als 10 %. Wesentlich ist die Beurteilung der Gleitfähigkeit der verschiedenen Gleitmittel G1 bis G6, die auf die Klebemassen K1 bis K4 aufgebracht wurden. Dabei wurde folgender Versuchsaufbau gewählt:

Zur Simulation des Gleitens bei einem tangentialen Fügeverfahren wurden im Labor bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte 25 x 25 mm 2 große Abschnitte der hergestellten Klebemasseschichten mit ihrer ersten Seite auf eine saubere Stahlplatte laminiert. Unmittelbar nachfolgend wurde eine zweite Stahlplatte, welche mit etwa 2 g/m 2 des Gleitmittels beschichtet war, vertikal auf die zweite Seite des Klebebandabschnitts appliziert und ca. 1 s mit einer Kraft von etwa 10 N angedrückt. Sofort danach wurden die Stahlplatten manuell in einer tangentialen Bewegung gegeneinander bewegt, um die Gleitfähigkeit zu ermitteln. Ein Gleiten mit wenig Kraftaufwand wurde mit sehr gut (++) beurteilt, ein Gleiten mit wenig Kraftaufwand aber auftretendem Losbrechmoment mit gut (+), ein Gleiten mit mäßigem Kraftaufwand und höherem Losbrechmoment mit zufriedenstellend (o), ein Gleiten mit hohem Kraftaufwand mit ausreichend (-), ein Haften mit sehr schlecht (-). Da Gleitmittel G6 auch mit Tensidzugabe nicht homogen auf die Stahlplatte beschichtet werden konnte, wurde auf die zweite Seite der Klebemasse ein etwa 0,1 ml großer Tropfen des Gleitmittels appliziert. Durch das Anpressen der hier unbehandelten zweiten Stahlplatte wurde der Gleitmitteltropfen auf der zweiten Klebebandoberfläche verteilt.

Folgende Tabelle fasst das Ergebnis zusammen:

Tabelle 4 (Gleitfähigkeit: ++ sehr leicht, kein Losbrechmoment, + leicht, geringes Losbrechmoment, 0 mäßig, höheres Losbrechmoment, - hoch,— Haftung, kein Gleiten möglich)

Zunächst wurde bereits bei der Probenpräparation deutlich, dass Wasser hier als Gleitmittel ungeeignet ist, da es sich weder auf dem Substrat noch auf der zweiten Klebebandoberfläche homogen verteilen ließ. Vorteilhaft waren hier Gleitmittel mit einem Kontaktwinkel auf der Klebemasse von weniger als 60°, da sich bei diesen ein homogener Film leichter herstellen ließ. Ebenfalls vorteilhaft wirkt sich eine Viskosität oberhalb derer von Wasser (> 5 mPa s), insbesondere eine Viskosität oberhalb von 100 mPa s, aus. Beim in der beschriebenen Variante durchgeführten Versuch zeigte das Wasser keine Gleitwirkung, es wurde aus der Klebefuge herausgepresst, und die Klebeflächen hafteten aneinander.

Es wird deutlich, dass die niedrigviskosen nichtwässrigen Gleitmittel G1 , G2 und G5 hervorragende Gleiteigenschaften aufweisen. Die Gleitmittel G3 und G4 mit einer Viskosität oberhalb von 10 Pa s zeigen gute Gleiteigenschaften, die aber erst nach einem Losbrechmoment eintreten, womit sie im erfindungsgemäßen Rahmen liegen. Gleichzeitig wurde am Beispiel von G1 nachgewiesen, dass das Gleitmittel von den Klebemassen K1 , K2 und K4 sehr gut vertragen wird und bereits nach kurzer Zeit Klebkräfte aufgebaut werden. Von der Klebemasse K4 wird das Gleitmittel schneller resorbiert, was zu relativ hohen Klebkräften nach einer Stunde führt. Dies wirkt sich aber noch nicht negativ auf die Gleitfähigkeit aus. Von der Klebemasse K3 wird das Gleitmittel langsamer resorbiert, führt aber ebenfalls nur zu einem geringen Verlust an Scherfestigkeit.

Der Unterschied in der Resorptionsgeschwindigkeit wurde in der Verklebung eines aus einer Schicht K3 und einer Schicht K4 bestehenden zweilagigen Klebebands genutzt. Die erste Seite des Klebebands mit der Klebemasse K4 wurde analog zum Gleitfähigkeitstest auf eine hier mit 2 g/m 2 mit dem Gleitmittel G1 ausgerüstete Stahlplatte laminiert und eine Minute unter o.g. Laborbedingungen gelagert. Dann wurde der Gleitfähigkeitstest, wie oben beschrieben, mit dem Gleitmittel G1 weitergeführt. Bei der tangentialen Bewegung zeigte sich ein sehr gutes Gleiten auf der Oberfläche der Klebemasse K3, während die Klebemasse K4 bereits ausreichend auf der ebenfalls beölten Oberfläche des ersten Substrats haftete, so dass dort keine Verschiebung des Klebebandabschnitts auftrat.

Bezugszeichenliste

1 erstes Fügeteil

2 erste Fläche des ersten Fügeteils

3 Klebeband

4 erste Seite des Klebebandes

5 Bereich

6 zweites Fügeteil

7 zweite Seite des Klebebandes

8 zweite Fläche des zweiten Fügeteils

9 Fügebewegung

10 Komponente der Fügebewegung tangential zur zweiten Seite des Klebebands

1 1 Komponente der Fügebewegung senkrecht zur zweiten Seite des Klebebands