Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft ein Produkt und ein Verfahren zur Reinigung und Vorbehandlung
von Substratoberflächen vor dem Verkleben.
Stand der Technik
[0002] Es ist bekannt, dass Substrate in der Regel vor dem Verkleben gereinigt werden und
oftmals mit einem Vorbehandlungsmittel wie einem Haftvermittler, einem Primer oder
einem Aktivator behandelt werden. Durch dieses Vorgehen kann die Qualität der Verklebung
insgesamt verbessert werden.
[0003] Besondere Aufmerksamkeit ist bei der Ausführung dieser Schritte in Anwendungen nötig,
bei welchen Verklebungen sicherheitstechnische Anforderungen erfüllen müssen. Dies
ist beispielsweise bei der Fahrzeugverglasung der Fall, insbesondere bei der Ersatzverglasung
in oder ausserhalb einer Werkstatt, wo sämtliche Schritte der Haftflächenreinigung,
Vorbehandlung und Verklebung von Hand durchgeführt werden. Zwar werden diese Arbeiten
durch speziell geschulte Fachkräfte ausgeführt, dennoch können Fehler, welche auf
menschliches Versagen zurückzuführen sind, in einem der Arbeitsschritte niemals komplett
ausgeschlossen werden. Weiterhin muss wohl auch anerkannt werden, dass selbst geschultes
Personal die Bedeutung der Reinigung und der Vorbehandlung oftmals unterschätzt. Einerseits
sind Verschmutzungen, beispielsweise die hochgradig haftungskritische Silikonverschmutzung,
welche ihren Ursprung in der Verbundglasherstellung hat, teilweise von blossem Auge
nicht sichtbar, sodass eine Fahrzeugverglasung trotz Verschmutzung als sauber erachtet
werden könnte. Andererseits ziehen die Schritte der Reinigung und der Vorbehandlung
meistens keine optisch wahrnehmbare Veränderung der Substratoberfläche nach sich.
So könnten, zum Beispiel unter Zeitdruck, diese beiden Schritte vernachlässigt werden.
Darstellung der Erfindung
[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die möglichen Fehlerquellen
im Verfahren zur Reinigung und Vorbehandlung von Substratoberflächen, insbesondere
einer Fahrzeugverglasung, auf ein Minimum zu reduzieren und möglichst ein Produkt
bereitzustellen, mit welchem beide Schritte durchgeführt werden können.
[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Produkt gemäss den Merkmalen des Anspruchs 1.
[0006] Kern der Erfindung ist demnach ein Produkt zur Reinigung und Vorbehandlung von Substratoberflächen
vor deren Verklebung umfassend mindestens einen Schaumkörper mit mindestens einer,
von der Oberfläche des Schaumkörpers ausgehenden Aussparung, sowie mindestens eine
mit dem Schaumkörper form- oder stoffschlüssig verbundene Applikationsvorrichtung
umfassend mindestens einen Vorratsbereich und mindestens einen Applikationsbereich,
wobei
- der Vorratsbereich ein eingeschlossenes, bei Bedarf freisetzbares, flüssiges Vorbehandlungsmittel
umfasst,
- der Applikationsbereich mindestens eine Applikationsfläche aufweist, über welche das
Vorbehandlungsmittel auf die Substratoberfläche aufgetragen werden kann,
- der Vorratsbereich und der Applikationsbereich über einen Durchgang miteinander verbunden
sind,
und wobei der mindestens eine Vorratsbereich zumindest teilweise in die mindestens
eine Aussparung im Schaumkörper eingelassen ist und dass sich der Applikationsbereich
mindestens über einen Teil der Oberfläche des Schaumkörpers erstreckt.
[0007] Beim Schaumköper handelt es sich insbesondere um einen gegenüber Glas und Glaskeramik
nicht abrasiven Schaumkörper. Bevorzugt ist der Schaumkörper ein Melaminschaumkörper.
Mit "Melamin" oder "Melaminschaum" ist in der vorliegenden Erfindung ein Melamin-Formaldehydschaum
gemeint. Melaminschäume sind aus dem Stand der Technik bekannt.
[0008] Der Einsatz eines Melaminschaumkörpers hat den Vorteil, dass die Reinigung der Substratoberfläche
sowohl nass, d.h. unter Verwendung eines Reinigungsmittels für die Substratoberfläche,
als auch trocken erfolgen kann.
[0009] Der Schaumkörper weist mindestens eine, von seiner Oberfläche ausgehende Aussparung
auf. Diese Aussparung kann bereits bei der Herstellung des Schaumkörpers, beispielsweise
durch Einsatz eines Platzhalters beim Schäumungsverfahren, angebracht werden oder
sie wird nachträglich, beispielsweise durch Ausschneiden, Fräsen, Bohren oder Einbrennen,
angebracht. Insbesondere wird die Aussparung am fertig hergestellten Schaum angebracht.
Bevorzugt handelt es sich bei der Aussparung um eine Nut oder eine Bohrung.
[0010] Das erfindungsgemässe Produkt umfasst eine mit dem mindestens einen Schaumkörper
form- oder stoffschlüssig verbundene Applikationsvorrichtung. Beispielsweise kann
die Applikationsvorrichtung durch ein Klemmmechanismus des Schaumkörpers auf einen
Teil der Applikationsvorrichtung an diesem befestigt sein, zum Beispiel indem dass
die Aussparung als Nut ausgebildet ist, welche zusammen mit einem Bestandteil der
Applikationsvorrichtung, welcher als Feder ausgebildet sein kann, in einer Nut-Feder-Verbindung
miteinander verbunden sind. Bevorzugt weist der Schaumkörper eine stoffschlüssig verbundene
Applikationsvorrichtung auf. Insbesondere ist der Schaumkörper mit der Applikationsvorrichtung
verklebt. Dies erfolgt insbesondere mittels Heissschmelzklebstoff oder Sekundenkleber.
[0011] Die Applikationsvorrichtung weist mindestens einen Vorratsbereich und mindestens
einen Applikationsbereich auf.
[0012] Dabei enthält der Vorratsbereich ein eingeschlossenes, bei Bedarf freisetzbares,
flüssiges Vorbehandlungsmittel. Die Freisetzung des Vorbehandlungsmittels erfolgt
typischerweise durch mechanische Betätigung. Insbesondere enthält der Vorratsbereich
einen Behälter, in welchem das Vorbehandlungsmittel enthalten ist. Ein solcher Behälter
kann aus einem Kunststoff bestehen und beispielweise eine Kunststoffampulle oder ein
Folienbeutel sein. Bevorzugt ist der Behälter eine Glasampulle. Möglich sind auch
Kombinationen verschiedener Materialien wie beispielsweise eine offene Kunststoff-
oder Glasampulle mit einem Verschluss aus einem anderen Material, typischerweise einer
Kunststoff- oder einer Metallfolie, insbesondere Aluminium, oder Kombinationen davon,
wie sie beispielsweise als Blisterverpackungen bei pharmazeutischen Produkten geläufig
sind. Möglich sind als Behälter auch metallische Folienbeutel, typischerweise aus
gegebenenfalls beschichtetem Aluminium.
[0013] Von Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass das Vorbehandlungsmittel aus
dem Vorratsbereich freigesetzt werden kann, insbesondere ohne den Einsatz von Werkzeugen
oder Hilfsmitteln. Bevorzugt ist deshalb der Einsatz eines Behälters im Vorratsbereich,
welcher durch Zusammendrücken oder Knicken mindestens eines Teils des Vorratsbereichs
geöffnet werden kann. Insbesondere ist der Behälter durch äussere Krafteinwirkung
zerstörbar, sodass das Vorbehandlungsmittel auslaufen kann. Meist bevorzugt umfasst
der Vorratsbereich mindestens eine Glasampulle, welche das Vorbehandlungsmittel enthält.
Glas hat den Vorteil, dass es undurchlässig ist für Luftfeuchtigkeit.
[0014] Im bevorzugten Fall der Verwendung von Glasampullen muss darauf geachtet werden,
dass der Anwender beim Brechen der Ampulle nicht durch Glasscherben, welche durch
die Hülle des Vorratsbereichs stechen könnten, nicht verletzt wird. Dies kann einerseits
durch geeignete Wahl des Materials zur Herstellung des Vorratsbehälters erfolgen.
Da dieser jedoch zum Brechen der Ampulle eine gewisse Flexibilität aufweisen muss,
ist diesem Punkt besondere Beachtung zu schenken. Meist bevorzugt besteht der Vorratsbehälter
aus einem Polyolefin wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) oder aus Polyethylenterephthalat
(PET), insbesondere aus amorphem PET. PET ist aufgrund seiner guten Beständigkeit
gegenüber Chemikalien bevorzugt.
[0015] Die Schichtdicke bzw. die Wanddicke des Vorratsbehälters beträgt insbesondere 500
bis 1500 µm, bevorzugt 700 bis 900 µm.
[0016] Zusätzliche Sicherheit schafft hier das erfindungsgemässe Merkmal, dass sich der
Vorratsbereich zumindest teilweise in der Aussparung im Schaumkörper befindet. Der
Anwender kann die Ampulle somit durch Krafteinwirkung durch den Schaumkörper hindurch
brechen und ist somit durch den Schaumkörper zusätzlich vor Verletzungen durch austretende
Scherben geschützt.
[0017] Diese Anordnung hat auch noch den weiteren Vorteil, dass der Schaumkörper den Behälter,
insbesondere wenn dieser eine Glasampulle ist, vor einem unbeabsichtigten Öffnen und
somit einer ungewollten Freisetzung des Vorbehandlungsmittels schützt. So ist der
Behälter optimal für Transport und Handhabung vor dem Gebrauch geschützt.
[0018] Der Applikationsbereich der Applikationsvorrichtung weist mindestens eine Applikationsfläche
auf, über welche das Vorbehandlungsmittel auf die Substratoberfläche aufgetragen werden
kann. Beim Auftragen des Vorbehandlungsmittels steht diese Applikationsfläche zumindest
teilweise in Kontakt mit der Substratoberfläche und wird darüber bewegt, um das Vorbehandlungsmittel
zu applizieren.
[0019] Die Applikationsfläche besteht hauptsächlich aus einem Material, welches zur Applikation
einer Flüssigkeit auf ein Substrat geeignet ist. Dies ist typischerweise ein textiles
Material, insbesondere ein Filz oder ein Vlies, oder ein Schaumstoff. Weiterhin ist
es auch möglich die Applikationsfläche als eine Art Pinsel oder Spatel aus einem insbesondere
elastischen Kunststoff auszubilden.
[0020] Insbesondere ist die Applikationsfläche so ausgebildet, dass sie für das Vorbehandlungsmittel
durchlässig ist und von ihrer Rückseite her damit benetzt werden kann. Dies wird insbesondere
dadurch erreicht, dass als Material für die Applikationsfläche ein poröses Material
verwendet wird oder dann ein nicht poröses Material mit Durchgängen für das Vorbehandlungsmittel
versehen wird.
[0021] Bevorzugt ist das Material poröses textiles Material, bevorzugt ein Filz oder ein
Vlies, das von seiner Rückseite her mit dem Vorbehandlungsmittel getränkt werden kann.
[0022] Der Vorratsbereich und der Applikationsbereich sind über einen Durchgang miteinander
verbunden, sodass das Vorbehandlungsmittel nach dessen Freisetzung im Vorratsbereich
in den Applikationsbereich gelangen kann. Insbesondere liegt der Vorratsbereich unmittelbar
angrenzend an den Applikationsbereich. Für den Fall, dass das Vorbehandlungsmittel
in dem zusätzlichen Behälter im Vorratsbereich enthalten ist, bildet meist bevorzugt
die der Applikationsfläche abgewandten Seite des Applikationsbereichs, d.h. also die
Rückseite der Applikationsfläche, eine begrenzende Wandung des Vorratsbereichs.
[0023] Diese Ausführungsform ist insbesondere für den Fall bevorzugt, dass das Material
ein poröses textiles Material ist, das von seiner Rückseite her mit dem Vorbehandlungsmittel
getränkt werden kann. So kann das Vorbehandlungsmittel unmittelbar nach seiner Freisetzung
in den Applikationsbereich gelangen.
[0024] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Schaumkörper im Wesentlichen
(d.h. durch Herstellung und Verarbeitung bedingte Schwankungen nicht berücksichtigt)
die Form eines Quaders auf.
[0025] Die Aussparung ist dabei bevorzugt in Form einer Nut ausgebildet. Diese Nut verläuft
vorzugsweise mittig entlang einer Fläche des Quaders und erstreckt sich meist bevorzugt
über die gesamte Länge einer Fläche des Quaders. Diese Anordnung weist im Zusammenhang
mit dem Herstellprozess des Schaumkörpers grosse Vorteile auf. So werden Schaumkörper
typischerweise in grossen Blöcken oder Platten hergestellt und danach in die gewünschte
Form geschnitten. Für die Herstellung von Schaumkörpern für diese bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung, kann die Nut also bereits vor dem Zuschnitt des grösseren Schaumkörpers
in kleinere Einheiten angelegt werden.
[0026] Bei dieser Ausführungsform weist der Vorratsbereich insbesondere die Form einer Feder
auf, welche von der Nut über mindestens einen Teil ihrer Länge oder über ihre gesamte
Länge in einer Art Feder-Nut-Verbindung aufgenommen wird. Dadurch ist der Vorratsbereich
optimal durch den Schaumkörper geschützt. Zusätzlich hilft die Nut-Feder-Verbindung
die Applikationsvorrichtung am Schaumkörper anzubringen, da sie eine gewisse mechanische
Fixierung bewirkt. Trotz dieser wird die Applikationsvorrichtung bevorzugt auch noch
zusätzlich mit dem Schaumkörper verklebt. Auch bei der Verklebung ist jedoch die vorläufige
Fixierung durch die Feder-Nut-Verbindung von Nutzen.
[0027] Vorzugsweise reicht die Aussparung in Form einer Nut im Mittel nicht tiefer als bis
zur Hälfte der mittleren Dicke des Schaumkörpers in diesen hinein. Dadurch ist der
Vorratsbereich, welcher sich insbesondere in der Nut befindet optimal vor äusserer
ungewollter Krafteinwirkung geschützt. Weiterhin weist der Schaumkörper dadurch immer
noch eine ausreichende Dicke bzw. Stärke auf, sodass eine sorgfältige Reinigung der
Substratoberfläche möglich ist. Es ist dabei zu beachten, dass auch bei der Reinigung
der Substratoberfläche mit dem Schaumkörper Druck auf diesen Ausgeübt wird. Bei einer
zu geringen Schichtdicke des Schaumkörpers könnte dieser Druck zur ungewollten Freisetzung
des Vorbehandlungsmittels führen.
[0028] In einer ebenfalls bevorzugten, abgewandelten Ausführungsform, der oben beschriebenen
Ausführungsform, weist der Schaumkörper die Form eines vierseitigen geraden Prismas
auf. Die Querschnittsfläche dieses Prismas entspricht bevorzugt einem gleichschenkligen,
also symmetrischen, Trapez. Dabei befindet sich die Aussparung in Form einer Nut auf
der kleineren Fläche des vierseitigen geraden Prismas.
[0029] In einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist der Schaumkörper im Wesentlichen
die Form eines Quaders und die Aussparung die Form einer Bohrung auf, welche sich,
insbesondere von der Mitte einer Fläche des Quaders, in den Quader hinein erstreckt.
[0030] Auch in diesem Fall ist eine ausreichende Schichtdicke des Schaumkörpers von Bedeutung,
sodass die Aussparung in Form einer Bohrung hierbei so gestaltet ist, dass in einem
Winkel von 90° ausgehend von der Bohrachse, der Schaumkörper eine Dicke aufweist,
die mindestsens dem Durchmesser der Bohrung entspricht. Bevorzugt wird bei dieser
Ausführungsform die Bohrung in der Mitte einer Quaderfläche angebracht, sodass der
Schaumkörper um die Bohrung herum eine ausreichende Schichtdicke aufweist.
[0031] Der Applikationsbereich ist vorzugsweise mehrschichtig aufgebaut. Hierbei weist der
Applikationsbereich insbesondere eine Tragschicht auf, auf welcher die Applikationsfläche
angeordnet ist. Diese Schicht besteht im Wesentlichen aus einem Material, insbesondere
einem Kunststoff, welches im Vergleich zum Schaumkörper eine höhere Steifheit aufweist.
Die Applikationsfläche, insbesondere aus Filz oder Vlies, ist insbesondere vollflächig,
an dieser Tragschicht angebracht, insbesondere entlang ihres Randes angeklebt.
[0032] Bevorzugt deckt der Applikationsbereich mindestens jene gesamte Fläche des Quaders
ab, welche die Aussparung aufweist bzw. von welcher die Aussparung ausgeht. Meist
bevorzugt erstrecken sich sowohl die gegebenenfalls vorhandene Tragschicht wie auch
die darauf aufliegende Applikationsfläche über die gesamte Fläche des Quaders mit
der Aussparung. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass die Tragschicht dem Schaumkörper
zusätzliche Stabilität verleiht, was die Reinigung erleichtert. Zudem kann, wenn die
Reinigung mit der der Applikationsfläche abgewandten Seite des Schaumkörpers erfolgt,
über die Tragschicht ein gleichmässiger durch Druck auf den Schaumkörper und somit
auf die zu reinigende Stelle ausgeübt werden. Vor allem beim Einsatz von Melaminschäumen,
die relativ spröde sind und bei der Anwendung rasch zerbröckeln, erweist sich die
Tagschicht auf der gesamten Fläche des Quaders mit der Aussparung als grosser Vorteil.
[0033] Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Schaumkörper die Form eines
vierseitigen geraden Prismas aufweist, befindet sich der Applikationsbereich umfassend
Tragschicht und Applikationsfläche an der kleineren der beiden rechteckigen Flächen
des Prismas. In diesem Fall kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn der Applikationsbereich
diese kleinere Fläche des Prismas seitlich, also quer zur Nut, und gegebenenfalls
auch in Längsrichtung überragt. Bevorzugt entspricht die Fläche des Applikationsbereichs
der grösseren der beiden Flächen des Prismas, wobei der Applikationsbereich die kleinere
Fläche des Prismas auf beiden Seiten gleichermassen überragt. Ebenfalls bevorzugt
überragt der Applikationsbereich die Fläche des Schaumkörpers, an welchem er angebracht
ist, auch in Längsrichtung, d.h. die gesamte Fläche des Prismas an der der Applikationsbereich
angebracht ist, bevorzugt um etwa die gleiche Länge, wie er seitlich überragt.
[0034] Der Applikationsbereich kann zusätzlich, auf der der Applikationsfläche abgewandten
Seite der Tragschicht im überragenden Bereich, ein oder mehrere Rückhalteelemente
aufweisen, welche allfällig während der Vorbehandlung der Substratoberfläche austretendes
Reinigungsmittel aufhalten können. Dieses Rückhalteelement kann einstückig mit der
Tragschicht ausgebildet sein oder nachtäglich angebracht worden sein.
[0035] Diese Ausführungsform hat einerseits den Vorteil, dass der Schaumköper im Bereich
des Vorratsbereichs eine geringere Dicke aufweist und der Vorratsbereich dadurch leichter
zusammengedrückt werden kann um das Vorbehandlungsmittel freizusetzen. Andererseits
weist diese Form den Vorteil auf, dass ein Reinigungsmittel, welches gegebenenfalls
zur Reinigung der Substratoberfläche verwendet wurde und noch im Schaumkörper vorhanden
ist, durch Zusammendrücken des Schaumkörper bei der Reinigung oder bei der Freisetzung
des Vorbehandlungsmittels oder bei dessen Applikation, nicht so einfach auf die Applikationsfläche
gelangt und diese verschmutzt oder sonst beeinträchtigt.
[0036] Der Vorratsbereich und Tragschicht sind bevorzugt einstückig ausgebildet, insbesondere
in einer Art, wie sie aus einem Tiefziehverfahren eines innenliegenden Bereichs einer
rechteckigen Kunststoffplatte resultieren. Dabei resultiert eine Wanne mit einem flächigen
Rand. Dieser flächige Rand verläuft typischerweise um die gesamte Wanne herum und
weist in etwa eine Breite auf, welche einem Drittel der Breite der rechteckigen Kunststoffplatte
entspricht. Entsprechend beträgt die Breite der Wanne auch etwa ein Drittel der Breite
der rechteckigen Kunststoffplatte.
[0037] Die Tragschicht kann gegenüber der Applikationsfläche mit Kerben, Rinnen oder dergleichen
versehen sein, welche einen erleichterten Fluss des Vorbehandlungsmittels vom Durchgang
in die äusseren Bereiche der Applikationsfläche ermöglichen.
[0038] Zum Schutz der Applikationsfläche während der Reinigung der Substratoberfläche kann
diese mit einer entfernbaren Schutzfolie bedeckt sein. Diese Schutzfolie kann aus
Kunststoff oder aus Metall, beispielsweise Aluminium, bestehen, und wird nach der
Reinigung und insbesondere nach dem Freisetzen des Vorbehandlungsmittels entfernt.
[0039] Eine Schutzfolie macht vor allem dann Sinn, wenn die Reinigung unter Verwendung eines
Reinigungsmittels für die Substratoberfläche verwendet wird. In diesem Fall kann sich
der Schaumkörper mit Reinigungsmittel vollsaugen, welches dann beim Freisetzen des
Vorbehandlungsmittels, insbesondere wenn dies durch Druck auf den Vorratsbereich erfolgt,
aus dem Schaumkörper austreten und die gereinigte Substratoberfläche oder die Applikationsfläche
des erfindungsgemässen Produkts verschmutzen kann.
[0040] Bei der Verwendung eines Melaminschaumkörpers kann eine Substratoberfläche jedoch
auch ohne, d.h. trocken, oder mit wenig Reinigungsmittel gereinigt werden, sodass
die Gefahr der nachträglichen Verschmutzung der Substratoberfläche oder der Verschmutzung
der Applikationsfläche mit Reinigungsmittel gering ist.
[0041] Das Vorbehandlungsmittel kann ein beliebiges Vorbehandlungsmittel sein, welches abhängig
von dem zu verklebenden Substrat ausgewählt wird. Typischerweise handelt es sich dabei
um einen Haftvermittler, um einen Primer oder um einen Aktivator, welcher zum Aktivieren
der Substratoberfläche verwendet wird.
[0042] Besonders geeignete Aktivatoren enthalten mindestens einen Haftvermittler, der vorzugsweise
aus der Gruppe umfassend Organotitanate, Aminosilane, Mercaptosilane, Hydroxysilane
und Gemischen davon ausgewählt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbare
Organotitanate sind insbesondere Alkoxytitanate, wie z.B. Titantetrabutanolat, oder
Sulfoxytitanate, wie das Tris(dodecylbenzolsulfonato-O)(propan-2-olato)titan.
[0043] Mit dem Begriff "Silan" werden im vorliegenden Dokument Organoalkoxysilane bezeichnet,
in denen zum einen zwei oder drei Alkoxygruppen direkt, über eine Si-O-Bindung, an
das Silicium-Atom gebunden sind, und die zum anderen einen oder zwei direkt, über
eine Si-C-Bindung, an das Silicium-Atom gebundenen organischen Rest aufweisen, welcher
eine funktionelle Gruppe darstellt oder eine solche trägt. Die Silane haben die Eigenschaft,
bei Kontakt mit Feuchtigkeit zu hydrolysieren. Dabei bilden sich Organosilanole und,
durch nachfolgende Kon-densationsreaktionen, Organosiloxane.
[0044] Der Aktivator ist vorzugsweise frei von Polyisocyanaten. Weiterhin ist es bevorzugt,
wenn der Aktivator zu 90 bis 99 Gew.-% chemisch inerte Lösungsmittel umfasst. Solche
Lösungsmittel sind bevorzugt Kohlenwasserstoffe oder Wasser. Der Rest des Aktivators
wird bevorzugt durch einen oder mehrere Haftvermittler gebildet, die zu 1 bis 10 Gew.-%,
vorzugweise zu 3 bis 8 Gew.-% in dem Aktivator enthalten sind.
[0045] Geeignete Aktivatoren enthalten vorzugsweise ein oder mehrere Aminosilane ohne zusätzliches
Mercaptosilan und sind beispielsweise beschrieben in
EP1760128A1.
[0046] Weitere bevorzugte Aktivatoren enthalten eine Mischung aus mindestens einem Aminosilan,
insbesondere einem Aminosilan, das eine tertiäre Aminogruppe enthält, und mindestens
einem Mercaptosilan. Solche Aktivatoren sind beispielsweise in der
EP1923361A1 beschrieben.
[0047] In einer weiteren Ausführungsform basiert der Aktivator im Wesentlichen auf Wasser
als Lösungsmittel. Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das Mittel zum Aktivieren der
gereinigten Substratoberfläche Bis(trimethoxysilylpropyl)amin sowie Mercaptopropyltrimethoxysilan
als Bestandteile enthält. Solche Aktivatoren werden beispielsweise in der
EP1894966A1 beschreiben.
[0048] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Aminosilane und gegebenenfalls
Mercaptosilane in einem organischen Lösungsmittel, insbesondere in einem Kohlenwasserstoff
oder in einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen, gelöst. Geeignete Aktivatoren sind
beispielsweise unter dem Handelsnamen Sika® Aktivator oder Sika® Aktivator PRO von
Sika erhältlich. Unpolare organische Lösungsmittel, insbesondere Kohlenwasserstoffe,
weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Prüfung der Oberflächenspannung in der Regel
mit einem polaren Lösungsmittel wie Wasser durchgeführt wird. Deshalb muss das unpolare
organische Lösungsmittel vor der Prüfung der Oberflächenspannung von der Substratoberfläche
entfernt werden, da es andernfalls die Messung der Oberflächenspannung verfälschen
kann. Deshalb sind Aktivatoren auf Basis von unpolaren Lösungsmitteln im Rahmen der
vorliegenden Erfindung weniger bevorzugt.
[0049] Geeignete Organotitanat enthaltende Aktivatoren sind beispielsweise unter dem Handelsnamen
Sika® Aktivator-205 von der Sika erhältlich.
[0050] Weitere geeignete Aktivatoren enthalten Hydroxysilane. Bevorzugte Hydroxysilane sind
beispielsweise beschrieben in
EP1502927A1 als Verbindungen A1.
[0051] Neben seiner Funktion der Haftungsverbesserung kann das Vorbehandlungsmittel auch
die Funktion einer Testtinte einnehmen, mittels welcher festgestellt werden kann,
ob die Verschmutzung wirkungsvoll von der Substratoberfläche entfernt wurde. Dies
ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich bei der Verschmutzung um eine Silikonverschmutzung
handelt. Bei derartig verschmutzten Substraten ist die Oberflächenspannung so niedrig,
dass eine wirksame Benetzung der Substratoberfläche mit dem Vorbehandlungsmittel praktisch
unmöglich ist. Folglich kann aus der guten Benetzung der Substratoberfläche mit dem
Vorbehandlungsmittel geschlossen werden, dass die hochgradig haftungskritische Silikonverschmutzung
wirkungsvoll entfernt wurde, sodass die Verklebung des Substrats vorgenommen werden
kann.
[0052] Bei der Substratoberfläche, welche mittels erfindungsgemässem Produkt gereinigt und
für die Verklebung vorbehandelt wird, handelt es sich insbesondere um eine Glas- oder
eine Glaskeramikoberfläche, typischerweise von einer Fahrzeugverglasung, insbesondere
eines Glasbauteils von Automobilen, Bussen, Lastkraftwagen, Zügen, Schiffen oder Flugzeugen.
Bevorzugt handelt es sich um eine Verglasung eines Automobils, insbesondere um eine
Windschutzscheibe.
[0053] Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Substratoberflächen beschränkt,
so kann sie beispielsweise auch zur Reinigung und Vorbehandlung von anderen Oberflächen,
insbesondere Metallen, Lacken, bevorzugt Automobildecklack, Kunststoffen und dergleichen
verwendet werden, beispielsweise für an eine Fahrzeugverglasung angespritzte Bestandteile
aus Polyurethan, Polyvinylchlorid oder für vorapplizierte Klebstoffe.
[0054] Beim Klebstoff, mit welchem das Substrat an der Stelle, wo die Substratoberfläche
gereinigt und vorbehandelt wurde, verklebt wird, handelt es sich insbesondere um einen
feuchtigkeitshärtenden Klebstoff auf Basis von isocyanatfunktionellen Polyurethanen
wie sie beispielsweise unter den Handelsnamen SikaTack® oder Sikaflex® erhältlich
sind von Sika.
[0055] Ebenfalls möglich ist die Verwendung eines Klebstoffs auf Basis von silanfunktionellen
Polymeren, insbesondere von silanterminierten Polyurethanen, silanterminierten Polyethern
oder silanterminierten Polyolefinen.
[0056] Weiterhin kann der Klebstoff auch ein Warm- oder Heissschmelzklebstoff sein, insbesondere
ein reaktiver Warm- oder Heissschmelzklebstoff auf Basis von isocyanatfunktionellen
Polyurethanen.
[0057] Weiterhin kann der Klebstoff ein- oder mehrkomponentig sein.
[0058] Meist bevorzugt handelt es sich beim Klebstoff um einen Klebstoff auf Basis von isocyanatfunktionellen
Polyurethanen, welcher bei Umgebungstemperatur (5 bis 50°C) applizierbar ist und auch
bei Umgebungstemperatur aushärten kann. Je nach Anforderungen an die Aushärtungsgeschwindigkeit
des Klebstoffs kann dieser bei der Applikation mit einer auf die Aushärtung des Klebstoffs
beschleunigend wirkenden Komponente vermischt werden. Typischerweise werden hierzu
für feuchtigkeitshärtende Klebstoffe, insbesondere auf Basis isocyanatfunktioneller
Polyurethane, Wasser enthaltende Pasten, sogenannte Booster, eingesetzt. Diese werden
dem Klebstoff typischerweise in einem Gewichtsverhältnis von 1:10 bis 1:200, insbesondere
1:20 bis 1:100, bevorzugt 1:40 bis 1:70, beigemischt.
[0059] Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Produkt, welches eine rasche Ausführung
der Reinigung und der Vorbehandlung der Substratoberfläche erlaubt, haben sich insbesondere
schnell aushärtende Klebstoffsysteme, insbesondere geboostere Polyurethane, als besonders
vorteilhaft erwiesen. Grade beim Anbringen einer Fahrzeugverglasung, insbesondere
einer Ersatzverglasung, führt diese Kombination zu einer deutlichen Verkürzung der
Arbeitszeit für die Ausführung der Schritte Reinigung, Vorbehandlung und Verklebung.
[0060] In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines
Produkts gemäss vorhergehender Beschreibung zur Reinigung und Vorbehandlung einer
Substratoberfläche vor deren Verklebung.
[0061] Insbesondere eignet sich das erfindungsgemässe Produkt zur Reinigung und Vorbehandlung
einer Fahrzeugverglasung, bevorzugt einer Windschutzscheibe eines Automobils, vor
deren Verklebung.
[0062] In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Reinigung
und Vorbehandlung einer Substratoberfläche vor deren Verklebung unter Verwendung eines
Produkts gemäss vorhergehender Beschreibung umfassend die Schritte:
- Reinigung der Substratoberfläche an der zu verklebenden Stelle durch Reibung mit dem
Schaumkörper, insbesondere mit jener Seite des Schaumkörpers, welcher der Seite mit
der Applikationsvorrichtung abgewandt ist,
- Umpositionierung des Produkts, sodass die Applikationsfläche an einer Stelle der gereinigten
Substratoberfläche aufliegt und anschliessendes Freisetzen des flüssigen Vorbehandlungsmittels
aus dem Vorratsbereich, sodass das Vorbehandlungsmittel durch den Durchgang in den
Applikationsbereich gelangt und die Applikationsfläche mit dem Vorbehandlungsmittel
benetzt wird,
oder
Freisetzen des flüssigen Vorbehandlungsmittels aus dem Vorratsbereich, sodass das
Vorbehandlungsmittel durch den Durchgang in den Applikationsbereich gelangt und die
Applikationsfläche mit dem Vorbehandlungsmittel benetzt wird und anschliessende Positionierung
des Produkts, sodass die Applikationsfläche an einer Stelle der gereinigten Substratoberfläche
aufliegt,
- Führen des Produkts entlang der gereinigten Stelle der Substratoberfläche, sodass
die Applikationsfläche in Kontakt mit der Substratoberfläche ist und so das Vorbehandlungsmittel
auf die Substratoberfläche aufgetragen wird.
[0063] Der Schritt der Reinigung kann dabei trocken oder unter Verwendung eines flüssigen
Reinigungsmittels für die Substratoberfläche erfolgen.
[0064] Als Reinigungsmittel eignen sich insbesondere nicht-antistatische Glasreiniger wie
Sika® CleanGlass erhältlich von Sika.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0065] Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf gezeigte und beschriebene
Ausführungsbeispiele beschränkt.
[0066] Es zeigen:
- Fig. 1
- perspektivische Darstellung eines erfindungsgemässen Produkts;
- Fig. 2
- Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Produkt;
- Fig. 3
- Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Produkt;
- Fig. 4 - 7
- Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemässen Produkts;
- Fig. 8 + 9
- Längsschnitte durch je ein erfindungsgemässes Produkt;
- Fig. 10 - 12
- Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemässen Produkts;
- Fig. 13
- eine perspektivische Darstellung der Applikationsvorrichtung ohne Schaumkörper.
- Fig. 14 + 15
- Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Produkt mit trapezförmiger Querschnittsfläche;
[0067] In den Figuren sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen
Elemente gezeigt.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0068] Figur 1 zeigt ein erfindungsgemässes Produkt umfassend einen Schaumkörper 1, welcher
die Form eines Quaders aufweist und welcher eine Aussparung 2 in Form einer Nut 2a
aufweist, welche sich mittig und über die gesamte Länge einer Fläche des Quaders erstreckt.
Weiterhin weist das Produkt eine Applikationsvorrichtung 3 mit einem Vorratsbereich
4 auf, der vollständig in der Nut 2 aufgenommen ist, sowie einen Applikationsbereich
5, umfassend eine Tragschicht 6 und eine darauf angeordnete Applikationsfläche 7.
[0069] Das erfindungsgemässe Produkt gemäss Figur 1 weist eine in etwa quadratische Querschnittsfläche
auf. Die Länge des Produkts beträgt etwa zweimal die Kantenlänge der Querschnittsfläche.
Mögliche Seitenlängen der Querschnittsfläche liegen etwa im Bereich von 2 bis 4 cm,
die Länge des Produkts kann im Bereich von 4 bis 10 cm liegen. Bezüglich Abmessungen
lässt sich das Produkt grundsätzlich frei gestalten, wobei es sinnvoll ist, die Grösse
des Schaumkörpers an die zu reinigende Substratoberfläche anzupassen. Ebenso können
auch die Grösse des Vorratsbereichs und die Menge des darin enthaltenen Vorbehandlungsmittels
sowie die Grösse der Applikationsfläche von der vorzubehandelnden Fläche abhängen.
[0070] Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch das erfindungsgemässe Produkt aus Figur 1,
wobei hier wiederum der Schaumkörper 1 mit der Aussparung 2 in Form einer Nut 2a,
sowie der sich in der Nut befindende Vorratsbereich 4 der Applikationsvorrichtung
3 sowie deren Tragschicht 6 und die Applikationsfläche 7 zu sehen sind. Zusätzlich
gezeigt sind die Glasampulle 8, welche das Vorbehandlungsmittel 9 enthält, sowie der
Durchgang 10 vom Vorratsbereich 4 zum Applikationsbereich 5.
[0071] Nach der Reinigung der Substratoberfläche mit dem Schaumkörper 1, insbesondere mit
der der Applikationsfläche 7 abgewandten Fläche des Schaumkörpers 1, wird die Glasampulle
8 durch Zusammendrücken oder Knicken des Vorratsbereichs 4 gebrochen, wodurch es zum
Austritt des Vorbehandlungsmittels 9 aus der Glasampulle 8 kommt. Das Vorbehandlungsmittel
9 läuft in diesem Fall durch den Durchgang 10, also von der Rückseite her, in die
Applikationsfläche 7. Das Freisetzen des Vorbehandlungsmittels kann vor oder nach
der Positionierung des erfindungsgemässen Produkts mit der Applikationsfläche auf
die Substratoberfläche erfolgen.
[0072] Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemässe
Produkt, wobei hier eine bevorzugte Form der Glasampulle 8 gezeigt ist. Demnach handelt
es sich bei der Glasampulle um eine rohrförmige Glasampulle, wobei auch die Grösse
der Glasampulle oder des Behälters im Allgemeinen sinnvollerweise an die Menge des
Vorbehandlungsmittels angepasst wird, welche für die jeweilige Anwendung benötigt
wird und eben abhängig ist von der Grösse der vorzubehandelnden Substratoberfläche.
[0073] Die Figuren 4 bis 7 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
wobei die Merkmale und die Wirkungsweise, jener in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen
Ausführungsform entsprechen.
[0074] Die Figuren 8 und 9 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Produkts,
bei welchem die Aussparung 2 die Form eine Bohrung 2b aufweist. Die Bohrung befindet
sich in der Mitte einer in etwa quadratischen Fläche des quaderförmigen Schaumkörpers
1. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist der Vorratsbereich 4 bevorzugt eine
zylinderförmige Gestalt auf. Die übrigen Merkmale dieser Ausführungsformen entspricht
im Wesentlichen jenen wie sie oben beschrieben wurden.
[0075] Die Figuren 10 bis 12 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, wobei die Merkmale und die Wirkungsweise, jenen in den Figuren 8 und 9
beschriebenen Ausführungsformen entsprechen.
[0076] Figur 13 zeigt die Applikationsvorrichtung 3 des erfindungsgemässen Produkts ohne
den Schaumkörper. Die Applikationsvorrichtung umfasst einen Vorratsbehälter 4 und
eine mit dem Vorratsbehälter einstückig ausgebildete Tragschicht 6, auf welcher die
Applikationsfläche 7 angeordnet ist. Tragschicht 6 und Applikationsfläche 7 bilden
zusammen den Applikationsbereich.
[0077] Figur 14 zeigt ein erfindungsgemässes Produkt, bei welchem der Schaumkörper 1 die
Form eines vierseitigen geraden Prismas aufweist. Die Querschnittsfläche dieses Prismas
entspricht einem gleichschenkligen, also symmetrischen, Trapez. Die Aussparung 2 in
Form einer Nut 2a befindet sich auf der kleineren Fläche des vierseitigen geraden
Prismas. Der Applikationsbereich 5 bestehend aus Tragschicht 6 und Applikationsfläche
7 erstreckt sich dabei über die Fläche des Prismas, an welcher er anliegt. Insbesondere
weist er im Wesentlichen die gleiche Grundfläche wie die grössere Fläche des Prismas
auf und ragt gleichmässig über die kleinere Fläche des Prismas hinaus. Bevorzugt ragt
der Applikationsbereich 5 auf allen Seiten der kleineren Fläche des Prismas heraus.
[0078] Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Applikationsfläche bei der Reinigung
der Substratoberfläche, insbesondere mit der der Applikationsfläche abgewandten Seite
des Schaumkörpers, bzw. bei der nachfolgenden Applikation des Vorbehandlungsmittels
nicht mit gegebenenfalls eingesetztem Reinigungsmittel verunreinigt wird. Allfällig
bei der Vorbehandlung der Substratoberfläche aus dem Schaumkörper austretendes Reinigungsmittel
wird durch die Vorsprünge des Applikationsbereichs zurückgehalten.
[0079] Figur 15 zeigt ein erfindungsgemässes Produkt, welches grösstenteils jenem aus Figur
14 entspricht. Hier weist jedoch der Applikationsbereich 5, auf der der Applikationsfläche
7 abgewandten Seite der Tragschicht 6, ein Rückhalteelement 11 auf, welches allfällig
während der Vorbehandlung der Substratoberfläche austretendes Reinigungsmittel aufhalten
kann. Das Rückhalteelement 11 kann sich um den gesamten Umfang des Produkts bzw. der
Applikationsfläche erstrecken oder nur über Teile davon. Weiterhin kann das Rückhalteelement
sowohl einstückig mit der Tragschicht und insbesondere auch mit dem Vorratsbereich
4 ausgebildet sein, oder als separater Bestandteil auf die Rückseite der Tragschicht
angeordnet sein.
Bezugszeichenliste
[0080]
- 1
- Schaumkörper
- 2
- Aussparung
- 2a
- Nut
- 2b
- Bohrung
- 3
- Applikationsvorrichtung
- 4
- Vorratsbereich
- 5
- Applikationsbereich
- 6
- Tragschicht
- 7
- Applikationsfläche
- 8
- Glasampulle
- 9
- Vorbehandlungsmittel
- 10
- Durchgang
- 11
- Rückhalteelement
1. Produkt zur Reinigung und Vorbehandlung von Substratoberflächen vor deren Verklebung
umfassend
mindestens einen Schaumkörper (1) mit mindestens einer, von der Oberfläche des Schaumkörpers
ausgehenden Aussparung (2), sowie mindestens eine mit dem Schaumkörper form- oder
stoffschlüssig verbundene Applikationsvorrichtung (3) umfassend mindestens einen Vorratsbereich
(4) und mindestens einen Applikationsbereich (5), wobei
- der Vorratsbereich (4) ein eingeschlossenes, bei Bedarf freisetzbares, flüssiges
Vorbehandlungsmittel (6) umfasst,
- der Applikationsbereich (5) mindestens eine Applikationsfläche (7) aufweist, über
welche das Vorbehandlungsmittel (6) auf die Substratoberfläche aufgetragen werden
kann,
- der Vorratsbereich (4) und der Applikationsbereich (5) über einen
Durchgang (8) miteinander verbunden sind,
und wobei der mindestens eine Vorratsbereich (4) zumindest teilweise in die mindestens
eine Aussparung (2) im Schaumkörper (1) eingelassen ist und dass sich der Applikationsbereich
(5) mindestens über einen Teil der Oberfläche des Schaumkörpers (1) erstreckt.
2. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkörper (1) ein Melaminschaumkörper ist.
3. Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbehandlungsmittel (9) innerhalb des Vorratsbereichs (4) in mindestens einem
durch äussere Krafteinwirkung zerstörbaren Behälter, insbesondere in einer Glasampulle
(8), enthalten ist.
4. Produkt, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkörper (1) im Wesentlichen die Form eines Quaders aufweist und die Aussparung
(2) die Form einer Nut (2a) aufweist, welche sich, insbesondere mittig und insbesondere
über die gesamte Länge einer Fläche des Quaders erstreckt.
5. Produkt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbereich (4) die Form einer Feder aufweist, welche von der Nut (2a) über
mindestens einen Teil ihrer Länge oder über ihre gesamte Länge in einer Art Feder-Nut-Verbindung
aufgenommen wird.
6. Produkt nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (2) in Form einer Nut (2a) im Mittel nicht tiefer als bis zur Hälfte
der mittleren Dicke des Schaumkörpers (1) in diesen hineinreicht.
7. Produkt, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkörper (1) im Wesentlichen die Form eines Quaders aufweist und die Aussparung
(2) die Form einer Bohrung (2b) aufweist, welche sich, insbesondere von der Mitte
einer Fläche des Quaders, in den Quader hinein erstreckt.
8. Produkt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung in Form einer Bohrung (2b) so gestaltet ist, dass in einem Winkel
von 90° ausgehend von der Bohrachse, der Schaumkörper (1) eine Dicke aufweist, die
mindestsens dem Durchmesser der Bohrung (2b) entspricht.
9. Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationsbereich (5) mindestens jene gesamte Fläche des Quaders abdeckt, welche
die Aussparung (2) aufweist bzw. von welcher die Aussparung (2) ausgeht.
10. Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationsbereich (5) mehrschichtig aufgebaut ist und mindestens eine Tragschicht
(6) aus einem im Vergleich zum Schaumkörper steifen Kunststoff aufweist, auf welcher
die Applikationsfläche (7) als weitere Schicht aufliegt.
11. Produkt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbereich (4) und die Tragschicht (6) einstückig ausgebildet sind, insbesondere
in einer Art, wie sie aus einem Tiefziehverfahren eines innenliegenden Bereichs einer
rechteckigen Kunststoffplatte resultieren.
12. Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationsbereich (5) mit einer entfernbaren Schutzfolie bedeckt ist.
13. Verwendung eines Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Reinigung und Vorbehandlung
einer Substratoberfläche vor deren Verklebung.
14. Verfahren zur Reinigung und Vorbehandlung einer Substratoberfläche vor deren Verklebung
unter Verwendung eines Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfassend die Schritte:
- Reinigung der Substratoberfläche an der zu verklebenden Stelle durch Reibung mit
dem Schaumkörper (1), insbesondere mit jener Seite des Schaumkörpers, welcher der
Seite mit der Applikationsvorrichtung (3) abgewandt ist,
- Umpositionierung des Produkts, sodass die Applikationsfläche (7) an einer Stelle
der gereinigten Substratoberfläche aufliegt und anschliessendes Freisetzen des flüssigen
Vorbehandlungsmittels (9) aus dem Vorratsbereich (4), sodass das Vorbehandlungsmittel
(9) durch den Durchgang (6) in den Applikationsbereich (5) gelangt und die Applikationsfläche
(7) mit dem Vorbehandlungsmittel (8) benetzt wird, oder
Freisetzen des flüssigen Vorbehandlungsmittels (8) aus dem Vorratsbereich (4), sodass
das Vorbehandlungsmittel (8) durch den Durchgang (6) in den Applikationsbereich (5)
gelangt und die Applikationsfläche (7) mit dem Vorbehandlungsmittel (9) benetzt wird
und anschliessende Positionierung des Produkts, sodass die Applikationsfläche (7)
an einer Stelle der gereinigten Substratoberfläche aufliegt,
- Führen des Produkts entlang der gereinigten Stelle der Substratoberfläche, sodass
die Applikationsfläche (7) in Kontakt mit der Substratoberfläche ist und so das Vorbehandlungsmittel
(9) auf die Substratoberfläche aufgetragen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Reinigung trocken oder unter Verwendung eines flüssigen Reinigungsmittels
für die Substratoberfläche erfolgt.