模切件，特別地用于永久封閉孔的制作方法
【專利說明】模切件，特別地用于永久封閉孔
[0001] 本發明涉及模切件以及用于永久地封閉孔的方法，所述模切件特別地用于永久封 閉孔，所述孔優選地位于金屬片中或塑料部件中。
[0002] 在由金屬片和/或塑料形成的相對復雜的結構體的制造中，無論是出于涂布的目 的還是出于焊接的目的，構造上(konstruktiv)不能避免:必須在金屬片或塑料中切孔以進 入位于它們后面的空腔。
[0003] 在期望的處理結束后，通常不再需要這些孔，并且這些孔甚至常常是干擾性的，因 為空氣、大氣中的水分、或水可通過它們進入結構體中，這可導致例如氧化(生銹)過程。
[0004] 避免這些問題的一個簡單的解決方案是在使用后再次封閉孔。
[0005] 特別地，在現代交通工具例如船舶、陸上交通工具(卡車、機動車等）、航空飛行器、 太空飛行器、和其組合(如水陸兩用交通工具）的生產中，如下是不可避免的：在裝配期間， 在許多由金屬片或塑料制成的獨立的部件中需要不同尺寸的孔。孔的直徑慣常在5至50mm 之間。在隨后的處理中，很多這些孔必須被再次氣密性地且特別是水密性地封閉，以防止所 述腐蝕侵蝕。
[0006] 此外，要求通過孔的封閉實現車廂隔音的顯著改善。
[0007] 以下以機動車體作為實例描述本發明的基本問題及其解決方案。這明確地不將本 發明的構思限制于所述申請。所述申請是其中特別有利地展現本發明的技術領域的一部 分。
[0008] 如果從現在開始提及在交通工具主體(Karosserie)中的用途，那么本領域的技術 人員理解除交通工具主體以外的所有其它應用可能性。
[0009] 在機動車構造中，必須在交通工具主體中的各位置處設置或沖壓孔。通常這是在 獨立的金屬片（鈑金)或鋁部件的沖壓和成形過程中進行的；另外地，還可在塑料組件中鉆 孔。隨后，通過各種連接方法，使獨立的金屬部件彼此連接，而形成車身外殼。位于其中的 孔、開口、或通道特別充當排漆孔(例如用于KTL漆(KTL-Lacke))、注蠟孔、排錯孔、在裝配中 用于之后螺絲安裝操作或用于電纜通道的孔。在陰極電泳漆已干燥后，許多這些孔必須再 次被封閉，或者必須在最后的清漆操作之后被封閉(在該情況下，孔的封閉發生在裝配過程 中）。
[0010] 為何有必要封閉孔，可以有很多原因，例如：
[0011] -濕氣
[0012] -聲學
[0013] -防腐蝕
[0014] 總的來說，通過有各種根據要求概況制造的塑料制成的注塑件(塞子)將孔或開口 封閉。例如，這些可為由PET、ABS、PP、PVC、EPDM、PA、和其它通用的商業化塑料、或所述材料 和此處未列出的慣用商業化塑料基材的組合制成的塞子。還使用具有玻璃纖維成分的材 料;還可想到的是碳纖維，其增強例如塞子抵抗穿刺。原則上，所有常見的塑料基材都是可 能的，條件是它們提供關于在氣候條件下的可涂性、溫度穩定性、和尺寸穩定性的特定參 數，并且還滿足在制造過程中的一定的經濟性。
[0015] 目前，通常使用塑料塞子將交通工具主體孔封閉，其一方面，在特別的情況下，不 會牢固地封閉孔，而且另一方面生產相對復雜和昂貴。
[0016] 在密封要求特別嚴苛的情況下，塞子配置有由熱熔膠粘劑制成的環。EP 0 911 132 B1公開了這樣的塞子的改善的制造方法。EP 1 265 738 B1描述了膨脹預成型的塞子。
[0017] 對于各種孔尺寸，需要適應該孔尺寸的特定塞子。這使塞子的買家需要耗費高的 后勤和管理費用。
[0018] 因此，在生產線上如下是必需的：將大量不同尺寸的塞子盛放在獨立分配的儲藏 箱中。
[0019] 另外的問題是不能將模切毛口可靠地橋接。此外，塞子需要足夠的平面支撐區域 并且不能被安裝在角落。
[0020]還適合于該目的的是膠帶，其適應于孔尺寸來切割或沖壓。然而，膠帶并不總滿足 不斷增長的市場需求。
[0021]膠帶的優勢是，盡管它們能夠橋連模切毛邊或不利的幾何形狀，但是它們仍然必 須是柔性的。
[0022] DE 10 2008 050 722 A1描述了基于丁基橡膠的這種膠粘元件，其與抗腐蝕層結 合。這種元件盡管是柔性的，但仍然容易被尖銳物體穿刺。在這種構造中，特別是在交通工 具底部的區域中，需要底部涂層形式的額外的保護防止損壞。在底部區域中模切件的另一 缺點是，由于有針對性的壓力(例如由于高跟鞋），它們可變成部分分離的，并且不再能夠提 供防腐蝕保護。
[0023] 如在W0 2006/053827 A1中已經描述的，還適合于孔的特定封閉的是由包含耐熱 性載體的、至少部分單面自膠粘設置的基層組成的模切件，其面積大于待封閉的孔的面積， 并且其特別居中地在膠粘設置側上配置有可熱活化的膠粘膜的第一部分，所述可熱活化的 膠粘膜的第一部分的面積大于待封閉的孔的面積且小于所述基層的面積。以使得孔基本上 完全被所述第一部分覆蓋的方式將模切件施加至待封閉的孔。所述可熱活化的膠粘膜極適 合于密封，但是相對昂貴。
[0024] W0 2005/097582 A1中描述將組件引入模切件中的可能性，所述組件在升高的溫 度下例如在干燥步驟中、在涂布區域內、通過發泡完全填充和/或覆蓋孔。然而，發現未發泡 的組件必須具有大的膨脹以確保完全封閉孔，因為擴散(涂覆)的方向僅被膠粘側限制于單 面自膠粘模切件。由于這種必需的高發泡程度，所得的孔封閉物僅具有相對低的材料密度， 這不利于隔音性質。另外，就泡沫體對金屬片的附著而言，這樣的孔封閉物顯示僅具有很小 的強度，因為材料僅與孔的邊緣和在背對模切件的側面上的小金屬片接觸。其結果是低的 耐穿刺性，其中耐穿刺性對于所述應用領域是至關重要的。
[0025] 這里應更加密切地關注需要其實現聲學效果的自膠粘孔封閉物。
[0026] 為了在乘客艙內在交通工具內部得到獨立區域，在裝配中常常使用這些聲學相關 的孔封閉物。例如通過來自輪胎的滾動噪音或通過對著交通工具鑲板以及對著交通工具支 架投擲的小石塊以及松散碎石而在交通工具內部中產生干擾性音效。此外，由于非流線型 設計而產生的風噪音亦是乘客艙內相對高的、不期望的噪音水平的原因。
[0027] 由松散的碎石、石塊引起的噪音，來自輪胎的滾動噪音，和由于地面不平整而造成 的滾動噪音常常傳導進入支架系統(縱向和橫向支架）中的空腔和進入交通工具內部或乘 客艙。其結果是，在交通工具外部還必須使用具有聲學功能的產品。有效的聲學保護的一個 形式是，例如，用膠帶貼住在底面裝配件(Bodengruppe)中或在交通工具平臺中的孔。常常 在縱向和橫向支架中引入孔、沖孔、或鉆孔。在此，必須特別注意仔細地封閉每個可能的開 □ 〇
[0028] 如已經描述的，在片狀金屬車身部件(Karosserieblechteilen)中、或在支架系統 中的許多孔用于使KTL漆盡可能迅速地從主體和從各種腔排出，以確保運行時間。相反地， 這意味著必須緊接在陰極電泳(KTL)干燥器的下游可靠地封閉開口和孔。通常這是在所謂 的PVC線上完成的。該區域涉及制造步驟，其在填料上漆(Fiiller-Lackieren)之前或在底漆 上漆之前進行。因此，待滿足的進一步特征是對于在該生產環節中使用的產品的可再涂性。 此外，必須確保與PVC接縫密封材料的相容性，因為在KTL干燥器和下一涂層之間使用可栗 送的PVC化合物來密封間隙。
[0029] 本發明的目的是提供這樣的模切件，其適用于永久地封閉孔(特別地在機動車體 的塑料部件或金屬片中），并且其封閉所述孔使得水分不可滲透，并且所述模切件改善了隔 音而且即使在底部有落石的情況下或在內部(特別地在地板區域中）的機械應力下該模切 件也能可靠地封閉孔，并且可靠且持久地封閉特別具有沖壓毛邊的孔或在具有困難的三維 幾何形狀的位置處的孔。
[0030] 該目的通過獨立權利要求中所說明的模切件實現。從屬權利要求涉及本發明主題 的有利的進步的發展，并且還涉及用于永久地密封孔的方法。
[0031] 因此，本發明涉及模切件，其特別地用于永久封閉孔，所述孔特別地在金屬片中或 在塑料部件中，所述模切件具有包含至少一種熱固性塑料的載體，其中所述模切件至少在 固化之前是自膠粘的。
[0032] 熱固性塑料(熱固體)是高度交聯的、不熔的聚合物如酚醛樹脂或三聚氰胺樹脂， 其不能被塑性加工。對于熱固性塑料的成形，將單體注入模具，并在其中使它們預交聯。在 熱交聯或光化學交聯結束之后，獲得完全固化的、堅固的塑料。
[0033] 熱固體在低溫下具有鋼彈性，并且即使在較高溫度下它們也不能粘性流動，而是 以極其有限的形變能力表現彈性行為。在任何溫度下剪切模量均低于l〇 7N/m2。
[0034] 根據本發明的第一有利實施方式，所述模切件包含至少80重量％、優選至少90重 量％、更優選至少99重量％的、特別優選100重量％的熱固性塑料。
[0035] 在此，模切件可包括單一的熱固性塑料。不同熱固性塑料的混合物亦可存在于模 切件中。
[0036] 根據本發明的一個有利實施方式，可固化的熱固性塑料在固化之前是自膠粘的， 或將自膠粘組合物層至少部分地施加于載體。
[0037] 自膠粘劑，也稱壓敏膠粘劑(PSA)，是這樣的膠粘劑，其即使在相對弱壓力下也允 許持久地粘結于幾乎所有的接合基材(Haftgriinden)并且其在使用之后可基本上無殘留地 從接合基材再次分離。壓敏膠粘劑在室溫下是永久粘性的，因而具有足夠低的粘度和高的 初粘性(4]^&881^16131^81^；[1：)，從而它們即使在低的壓力下也能夠濕潤各種粘合基底的表 面。膠粘劑的粘結能力得自其膠粘性質，并且可分離能力得自其內聚性質。
[0038] 根據本發明，可熱固化的膠粘劑理解為結構膠粘劑(構造膠粘劑，裝配膠粘劑）（參 見Rdmpp，Georg Thieme Verlag，文獻編碼RD-19-04489,最后更新：2012年9月）。根據DIN ΕΝ 923:2006-01，結構膠粘劑是形成粘結的膠粘劑，所述粘結能夠在結構體內在預定的、相 對長的時間跨度保持特定的強度(根據ASTM定義："用于在暴露于對于所涉及結構體典型的 工作環境的粘附物之間轉移所需載荷的粘結劑"）。因此它們是用于在化學和物理上高度耐 用的膠粘的膠粘劑，這些膠粘劑在固化狀態下有助于加強經粘結的基材并且被用于由金 屬、陶瓷、混凝土、木材或增強塑料制造構造體。本發明的結構膠粘劑特別地基于(可熱固化 的)反應性膠粘劑(酚醛樹脂、環氧樹脂、聚酰亞胺、聚氨酯等）。
[0039] 如提及的，同時這種可熱固化的膠粘劑可在固化之前是自膠粘的。
[0040] 在固化之后，可固化的膠粘劑可為彈性的，以確保對振動和扭曲不敏感的永久封 閉。
[00411 ΕΡ 0 877 069 Α1中公開了具有特別有利的適宜性的壓敏膠粘的熱固性塑料。 [0042]因此所述熱固性塑料由以下組分構成：
[0043] 15-60重