模切件，特别地用于永久封闭孔的制作方法
【专利说明】模切件，特别地用于永久封闭孔
[0001] 本发明涉及模切件以及用于永久地封闭孔的方法，所述模切件特别地用于永久封 闭孔，所述孔优选地位于金属片中或塑料部件中。
[0002] 在由金属片和/或塑料形成的相对复杂的结构体的制造中，无论是出于涂布的目 的还是出于焊接的目的，构造上(konstruktiv)不能避免:必须在金属片或塑料中切孔以进 入位于它们后面的空腔。
[0003] 在期望的处理结束后，通常不再需要这些孔，并且这些孔甚至常常是干扰性的，因 为空气、大气中的水分、或水可通过它们进入结构体中，这可导致例如氧化(生锈)过程。
[0004] 避免这些问题的一个简单的解决方案是在使用后再次封闭孔。
[0005] 特别地，在现代交通工具例如船舶、陆上交通工具(卡车、机动车等）、航空飞行器、 太空飞行器、和其组合(如水陆两用交通工具）的生产中，如下是不可避免的：在装配期间， 在许多由金属片或塑料制成的独立的部件中需要不同尺寸的孔。孔的直径惯常在5至50mm 之间。在随后的处理中，很多这些孔必须被再次气密性地且特别是水密性地封闭，以防止所 述腐蚀侵蚀。
[0006] 此外，要求通过孔的封闭实现车厢隔音的显著改善。
[0007] 以下以机动车体作为实例描述本发明的基本问题及其解决方案。这明确地不将本 发明的构思限制于所述申请。所述申请是其中特别有利地展现本发明的技术领域的一部 分。
[0008] 如果从现在开始提及在交通工具主体(Karosserie)中的用途，那么本领域的技术 人员理解除交通工具主体以外的所有其它应用可能性。
[0009] 在机动车构造中，必须在交通工具主体中的各位置处设置或冲压孔。通常这是在 独立的金属片（钣金)或铝部件的冲压和成形过程中进行的；另外地，还可在塑料组件中钻 孔。随后，通过各种连接方法，使独立的金属部件彼此连接，而形成车身外壳。位于其中的 孔、开口、或通道特别充当排漆孔(例如用于KTL漆(KTL-Lacke))、注蜡孔、排錯孔、在装配中 用于之后螺丝安装操作或用于电缆通道的孔。在阴极电泳漆已干燥后，许多这些孔必须再 次被封闭，或者必须在最后的清漆操作之后被封闭(在该情况下，孔的封闭发生在装配过程 中）。
[0010] 为何有必要封闭孔，可以有很多原因，例如：
[0011] -湿气
[0012] -声学
[0013] -防腐蚀
[0014] 总的来说，通过有各种根据要求概况制造的塑料制成的注塑件(塞子)将孔或开口 封闭。例如，这些可为由PET、ABS、PP、PVC、EPDM、PA、和其它通用的商业化塑料、或所述材料 和此处未列出的惯用商业化塑料基材的组合制成的塞子。还使用具有玻璃纤维成分的材 料;还可想到的是碳纤维，其增强例如塞子抵抗穿刺。原则上，所有常见的塑料基材都是可 能的，条件是它们提供关于在气候条件下的可涂性、温度稳定性、和尺寸稳定性的特定参 数，并且还满足在制造过程中的一定的经济性。
[0015] 目前，通常使用塑料塞子将交通工具主体孔封闭，其一方面，在特别的情况下，不 会牢固地封闭孔，而且另一方面生产相对复杂和昂贵。
[0016] 在密封要求特别严苛的情况下，塞子配置有由热熔胶粘剂制成的环。EP 0 911 132 B1公开了这样的塞子的改善的制造方法。EP 1 265 738 B1描述了膨胀预成型的塞子。
[0017] 对于各种孔尺寸，需要适应该孔尺寸的特定塞子。这使塞子的买家需要耗费高的 后勤和管理费用。
[0018] 因此，在生产线上如下是必需的：将大量不同尺寸的塞子盛放在独立分配的储藏 箱中。
[0019] 另外的问题是不能将模切毛口可靠地桥接。此外，塞子需要足够的平面支撑区域 并且不能被安装在角落。
[0020]还适合于该目的的是胶带，其适应于孔尺寸来切割或冲压。然而，胶带并不总满足 不断增长的市场需求。
[0021]胶带的优势是，尽管它们能够桥连模切毛边或不利的几何形状，但是它们仍然必 须是柔性的。
[0022] DE 10 2008 050 722 A1描述了基于丁基橡胶的这种胶粘元件，其与抗腐蚀层结 合。这种元件尽管是柔性的，但仍然容易被尖锐物体穿刺。在这种构造中，特别是在交通工 具底部的区域中，需要底部涂层形式的额外的保护防止损坏。在底部区域中模切件的另一 缺点是，由于有针对性的压力(例如由于高跟鞋），它们可变成部分分离的，并且不再能够提 供防腐蚀保护。
[0023] 如在W0 2006/053827 A1中已经描述的，还适合于孔的特定封闭的是由包含耐热 性载体的、至少部分单面自胶粘设置的基层组成的模切件，其面积大于待封闭的孔的面积， 并且其特别居中地在胶粘设置侧上配置有可热活化的胶粘膜的第一部分，所述可热活化的 胶粘膜的第一部分的面积大于待封闭的孔的面积且小于所述基层的面积。以使得孔基本上 完全被所述第一部分覆盖的方式将模切件施加至待封闭的孔。所述可热活化的胶粘膜极适 合于密封，但是相对昂贵。
[0024] W0 2005/097582 A1中描述将组件引入模切件中的可能性，所述组件在升高的温 度下例如在干燥步骤中、在涂布区域内、通过发泡完全填充和/或覆盖孔。然而，发现未发泡 的组件必须具有大的膨胀以确保完全封闭孔，因为扩散(涂覆)的方向仅被胶粘侧限制于单 面自胶粘模切件。由于这种必需的高发泡程度，所得的孔封闭物仅具有相对低的材料密度， 这不利于隔音性质。另外，就泡沫体对金属片的附着而言，这样的孔封闭物显示仅具有很小 的强度，因为材料仅与孔的边缘和在背对模切件的侧面上的小金属片接触。其结果是低的 耐穿刺性，其中耐穿刺性对于所述应用领域是至关重要的。
[0025] 这里应更加密切地关注需要其实现声学效果的自胶粘孔封闭物。
[0026] 为了在乘客舱内在交通工具内部得到独立区域，在装配中常常使用这些声学相关 的孔封闭物。例如通过来自轮胎的滚动噪音或通过对着交通工具镶板以及对着交通工具支 架投掷的小石块以及松散碎石而在交通工具内部中产生干扰性音效。此外，由于非流线型 设计而产生的风噪音亦是乘客舱内相对高的、不期望的噪音水平的原因。
[0027] 由松散的碎石、石块引起的噪音，来自轮胎的滚动噪音，和由于地面不平整而造成 的滚动噪音常常传导进入支架系统(纵向和横向支架）中的空腔和进入交通工具内部或乘 客舱。其结果是，在交通工具外部还必须使用具有声学功能的产品。有效的声学保护的一个 形式是，例如，用胶带贴住在底面装配件(Bodengruppe)中或在交通工具平台中的孔。常常 在纵向和横向支架中引入孔、冲孔、或钻孔。在此，必须特别注意仔细地封闭每个可能的开 □ 〇
[0028] 如已经描述的，在片状金属车身部件(Karosserieblechteilen)中、或在支架系统 中的许多孔用于使KTL漆尽可能迅速地从主体和从各种腔排出，以确保运行时间。相反地， 这意味着必须紧接在阴极电泳(KTL)干燥器的下游可靠地封闭开口和孔。通常这是在所谓 的PVC线上完成的。该区域涉及制造步骤，其在填料上漆(Fiiller-Lackieren)之前或在底漆 上漆之前进行。因此，待满足的进一步特征是对于在该生产环节中使用的产品的可再涂性。 此外，必须确保与PVC接缝密封材料的相容性，因为在KTL干燥器和下一涂层之间使用可栗 送的PVC化合物来密封间隙。
[0029] 本发明的目的是提供这样的模切件，其适用于永久地封闭孔(特别地在机动车体 的塑料部件或金属片中），并且其封闭所述孔使得水分不可渗透，并且所述模切件改善了隔 音而且即使在底部有落石的情况下或在内部(特别地在地板区域中）的机械应力下该模切 件也能可靠地封闭孔，并且可靠且持久地封闭特别具有冲压毛边的孔或在具有困难的三维 几何形状的位置处的孔。
[0030] 该目的通过独立权利要求中所说明的模切件实现。从属权利要求涉及本发明主题 的有利的进步的发展，并且还涉及用于永久地密封孔的方法。
[0031] 因此，本发明涉及模切件，其特别地用于永久封闭孔，所述孔特别地在金属片中或 在塑料部件中，所述模切件具有包含至少一种热固性塑料的载体，其中所述模切件至少在 固化之前是自胶粘的。
[0032] 热固性塑料(热固体)是高度交联的、不熔的聚合物如酚醛树脂或三聚氰胺树脂， 其不能被塑性加工。对于热固性塑料的成形，将单体注入模具，并在其中使它们预交联。在 热交联或光化学交联结束之后，获得完全固化的、坚固的塑料。
[0033] 热固体在低温下具有钢弹性，并且即使在较高温度下它们也不能粘性流动，而是 以极其有限的形变能力表现弹性行为。在任何温度下剪切模量均低于l〇 7N/m2。
[0034] 根据本发明的第一有利实施方式，所述模切件包含至少80重量％、优选至少90重 量％、更优选至少99重量％的、特别优选100重量％的热固性塑料。
[0035] 在此，模切件可包括单一的热固性塑料。不同热固性塑料的混合物亦可存在于模 切件中。
[0036] 根据本发明的一个有利实施方式，可固化的热固性塑料在固化之前是自胶粘的， 或将自胶粘组合物层至少部分地施加于载体。
[0037] 自胶粘剂，也称压敏胶粘剂(PSA)，是这样的胶粘剂，其即使在相对弱压力下也允 许持久地粘结于几乎所有的接合基材(Haftgriinden)并且其在使用之后可基本上无残留地 从接合基材再次分离。压敏胶粘剂在室温下是永久粘性的，因而具有足够低的粘度和高的 初粘性(4]^&881^16131^81^；[1：)，从而它们即使在低的压力下也能够湿润各种粘合基底的表 面。胶粘剂的粘结能力得自其胶粘性质，并且可分离能力得自其内聚性质。
[0038] 根据本发明，可热固化的胶粘剂理解为结构胶粘剂(构造胶粘剂，装配胶粘剂）（参 见Rdmpp，Georg Thieme Verlag，文献编码RD-19-04489,最后更新：2012年9月）。根据DIN ΕΝ 923:2006-01，结构胶粘剂是形成粘结的胶粘剂，所述粘结能够在结构体内在预定的、相 对长的时间跨度保持特定的强度(根据ASTM定义："用于在暴露于对于所涉及结构体典型的 工作环境的粘附物之间转移所需载荷的粘结剂"）。因此它们是用于在化学和物理上高度耐 用的胶粘的胶粘剂，这些胶粘剂在固化状态下有助于加强经粘结的基材并且被用于由金 属、陶瓷、混凝土、木材或增强塑料制造构造体。本发明的结构胶粘剂特别地基于(可热固化 的)反应性胶粘剂(酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚氨酯等）。
[0039] 如提及的，同时这种可热固化的胶粘剂可在固化之前是自胶粘的。
[0040] 在固化之后，可固化的胶粘剂可为弹性的，以确保对振动和扭曲不敏感的永久封 闭。
[00411 ΕΡ 0 877 069 Α1中公开了具有特别有利的适宜性的压敏胶粘的热固性塑料。 [0042]因此所述热固性塑料由以下组分构成：
[0043] 15-60重