施覆胶粘膜的方法与流程

1.本发明涉及一种将胶粘膜施覆至构件的表面上的方法以及一种适于实施这个方法的设备。


背景技术：

2.胶粘膜被应用在许多领域中，例如用于装饰，如将颜色图样转移至表面上，或出于功能方面的原因，如充当针对涂漆表面的保护，或用于施覆字样以及诸如此类。胶粘膜特别是越来越多地被应用于机动车的批量生产，例如用作落物保护装置，用于施覆型号名称和诸如此类，当然也被用于外观设计。
3.通常而言，例如在借助胶粘膜施覆颜色图样时产生的花费远低于以多阶段涂漆过程形成这类图样时的花费。然而，在批量生产中施覆胶粘膜并非易事。胶粘膜越大，便越难将其正确地定位在待粘合的表面上并且以无气泡和褶皱的方式粘合。迄今为止，这些过程的自动化尚未实现。因此，例如在机动车的批量生产中，迄今为止通常手动地施覆胶粘膜。
4.us 6197397 b1揭示过胶粘膜，其包括位于胶层内的微结构化通道。这些通道的作用是在施覆胶粘膜的过程中使空气逸出，从而避免产生气泡，并且无需通过手动精整来移除气泡。因此，与传统的无微结构化通道的胶粘膜相比，上述胶粘膜更适用于自动化加工。
5.然而，这类胶粘膜非常昂贵。此外，微结构化胶层致使这类胶粘膜不太适合形成高品质的表面。胶粘膜通常包括载体膜，其一侧被胶层覆盖，另一侧被酌情为多层的漆层覆盖。在使用非常薄的载体膜的情况下，即使在粘附后，微结构仍会留下可见的痕迹。一般而言不希望使用非常厚的胶粘膜。尽管使用厚膜能解决问题。但这些厚膜在衬底上较大程度地隆起。若不施涂清漆加以覆盖，便难以得到令人满意的结果。
6.wo 2020/148070 a1揭示过用于将胶粘膜施覆至工件或者构件的表面上的一种方法和一种工具，其解决上述问题。为此，借助自动化系统将包含胶层的胶粘膜定位在待粘合的表面与弹性膜片之间。由于在膜片与表面之间施加的负压，膜片在形成凸面侧和凹面侧的情况下朝向表面拱起，直至膜片以凸面层居前的方式与表面发生接触，从而通过膜片将胶粘膜的胶层整面地压至表面上。在此，通过调整膜片两侧的压力条件来调节膜片的拱起度。据此，例如可通过膜片背侧上的对应的过压，对膜片的因施加负压而产生的拱起进行支持。
7.就这些传统方法而言问题可能在于，在施覆薄膜期间，胶粘膜在工件或者构件上的附着程度不足。即使附着程度不足可能仅存在于介于胶粘膜与工件之间的接触面的分区中，仍可能导致非期望的气泡和气穴。
8.例如在制造机动车的过程中施覆胶粘膜时，对于胶粘膜的施覆而言往往有帮助的是，在将胶粘膜定位在待粘合的表面上前，先用水将胶粘膜的胶层润湿。通常手动进行此润湿操作，其中水难以定量。在此情形下往往会出现施涂过多水的问题，致使在随后施覆胶粘膜后，水从介于胶粘膜与表面之间的接触区域侧向流出，并且导致不均匀的粘合结果，或者导致胶粘膜滑动。


技术实现要素：

9.有鉴于此，下文描述的发明的目的在于提供一种有所改进的方法和一种有所改进的设备，其用于将胶粘膜施覆至构件上。目的特别是在于，开发出用于施覆胶粘膜的一种可自动化的方法和一种设备，其能够整合至批量生产中，例如整合至用于生产机动车的生产线中。
10.本发明用以达成上述目的的解决方案为一种具有在权利要求1中述及的步骤的方法，以及一种具有在权利要求7中述及的特征的设备。本发明的进一步方案参阅从属权利要求。
11.本发明的将胶粘膜施覆至构件的表面上的方法总是包括以下步骤：
12.a.提供包含胶层的胶粘膜。
13.b.提供包含待粘合的表面的构件。
14.c.实施所述胶粘膜的胶层的物理表面活化。
15.d.将所述胶粘膜的胶层润湿。
16.e.使得所述经表面活化和润湿的胶粘膜与所述构件的待粘合的表面发生接触。
17.本发明发现，在使经表面活化和润湿的胶粘膜与待粘合的表面发生接触前，通过将胶粘膜的胶层的物理表面活化与随后对胶层的润湿相结合，能够显著改进和简化粘合过程或胶粘膜的施覆。使用这个方法尤其能够将胶粘膜特别均匀地施覆至构件上，而不会在胶粘膜施覆过程中产生气泡、不规则性或其他非期望的不精确性。使用本发明的方法特别是能够最优地将胶层润湿，而不会将过少或过多的水份施覆至胶层上。
18.根据本发明，优选在表面活化后将均匀并且薄的水膜施覆至胶层上，以进行润湿。这样便能对胶层中的不规则性进行补偿，从而实现非常均匀的粘合结果。原则上也可以使用水溶液或者悬浊液来进行润湿。原则上也可以用有机溶剂或者溶剂-水混合物来替代水，但这通常不是优选举措。
19.在对胶粘膜的粘合剂侧的面进行针对性的粗糙化来改善附着的情况下，特别优选在表面活化后进行润湿。在许多情形下，仅通过将胶层润湿，才能将在粘合剂侧经粗糙化的胶粘膜以均匀并且外观无瑕疵的方式令人满意地粘附。在本发明中先对胶层进行物理表面活化，故可视需要而定对润湿进行优化。基于这个方法，能够特别有利地利用胶层中的毛细作用来将胶粘膜以无气泡的方式施涂至各种表面上。
20.本发明的方法的另一特别优点在于，易于实现自动化。就此而言，例如可以将本发明的方法特别有利地应用于机动车的制造。在将诸如标签的胶粘膜施覆至机动车车身的涂布完毕的漆上时，传统方式是手动地将胶粘膜的胶粘侧润湿且随后施覆胶粘膜。在此情形下，很难在不施涂过多及过少水的情况下实现均匀润湿，故粘合结果有时不令人满意。此外，为此所需的人员花费非常高昂。使用本发明的方法解决这些问题。
21.胶层的物理表面活化特别是使胶层中的表面能提升。据观察，这使得胶层的可用水润湿特性提升。表面活化特别是导致胶层中的分子结构打散。通过激发胶层特别是能够诱发表面的亲水特性，其有助于用水或者水溶液进行润湿。通常，表面的这个激发或活化状态的持续时间不长，因此，在一定的持续时间后，例如在约30分钟后或视情况而定在更短时间后，分子结构重新返回起始状态。因此，在表面活化后，优选在受限的时间段内实施本发明的方法的前述步骤d.和e.。优选地，在胶层的物理表面活化与随后的润湿之间，直至使胶
粘膜与构件表面发生接触，经过的时间不应超过30分钟。在特别优选的实施方式中，表面活化、润湿和接触的整个过程不超过20分钟，甚至更优选不超过10分钟，特别是不超过5分钟。
22.通常将衬底的表面能作为单位面积能量以单位j/m2给出，其中，往往也使用等效的单位n/m或者dyn/cm。优选地，通过根据本发明的方法的物理表面活化，实现≥50dyn/cm、特别优选≥60dyn/cm、特别优选≥70dyn/cm的表面能。发明人能够指明，特别是在表面能≥60dyn/cm的情况下，尤其在表面能≥70dyn/cm的情况下，能够良好地用水润湿，使得根据前述方法步骤d.的润湿操作特别易于调节，并且可根据相应的条件调整。
23.特别优选地，根据din iso 8296利用试验墨水来测定表面能，其中，在快速方法中可以估算相应固体表面的表面能。在此情形下，将市售的具有已知表面能或表面张力(就液体而言表面能与表面张力等同)的试验墨水施涂至固体表面上，并且观察试验墨水在多长时间内在表面上集中。通过以此方式检验数个试验墨水，识别出在施涂后的前几秒内不再集中的试验墨水。就这些表面能已知的试验墨水而言，固体表面的表面能与试验墨水的表面能一致。
24.所述胶粘膜例如是需要施覆至待粘合的表面上的装饰物、字样，或者是一或数个单独的字母或装饰要素。尤其可以是自粘装饰漆膜或者背侧设有粘合剂的装饰膜。此外，所述胶粘膜可以是已知的落物保护膜或者其他保护膜。
25.在本发明的一个优选的进一步方案中，可应用在所述方法中的胶粘膜具有下文紧随的特征a.至h.中的至少一项：
26.a.所述胶粘膜包括载体膜，所述载体膜在一侧具有所述胶层并且在另一侧具有漆层。
27.b.所述载体膜是塑料膜、金属膜或者金属-塑料复合膜。
28.c.所述载体膜具有处于10μm至120μm范围内的厚度。
29.d.所述胶层具有处于10μm至80μm、优选30μm至60μm范围内的厚度。
30.e.所述胶层具有均匀的厚度。
31.f.所述胶层由均质的粘合材料构成。
32.g.所述胶层具有处于10cm2至8m2范围内的面积。
33.h.所述漆层具有处于20μm至150μm、优选30μm至90μm、特别优选40μm至60μm范围内的厚度。
34.特别优选地，至少上面的特征a.和b.和g.是相互组合实现。在一个优选的进一步方案中，特征a.至d.和g.和h.，特别是特征a.至e.和g.和h.是相互组合实现，在一个特别优选的实施方式中，所有特征a.至h.均相互组合实现。
35.上述特征e.特别优选与特征f.组合实现。均匀的厚度是指，胶层不因用于导出空气的微结构通道或者其他微结构而被局部削弱。所述胶层优选是通过用刮刀施涂均质粘合材料构成，并且相应地具有大体平整和均匀的表面。“均质”是指粘合材料不含颗粒、特别是可见的颗粒。
36.通过使用无微结构的胶层，便能将具有极薄载体的胶粘膜应用在本发明的方法中，并且依然能够获得高光泽度的“a级表面”。因此，在上面给出的10μm至120μm的范围内，进一步优选采用厚度为10μm至60μm、优选10μm至50μm的载体膜，特别是当胶层无述及的微结构时。
37.特别优选地，所述胶层可以由优选具有处于20至80μm范围内的层厚、特别是具有50μm层厚的丙烯酸酯粘合剂构成。
38.就物理表面活化而言，本发明的方法优选具有下文紧随的附加特征a.至d.中的至少一项：
39.a.所述胶层的物理表面活化通过等离子体处理进行。
40.b.所述胶层的物理表面活化通过电晕处理进行。
41.c.所述胶层的物理表面活化通过火焰处理进行。
42.d.所述胶层的物理表面活化在真空中进行。
43.等离子体处理特别适用于本发明的方法，因为借助等离子体处理能够特别高效地，并且以在实践中极易实施的方式实现胶粘膜的胶层的表面活化。等离子体是指包括至少部分电离的气体的云状物，通过其影响来提升用于胶层表面活化的表面能。适用的等离子体发生器在市面上有售。
44.原则上可以在大气压力下或者在过压(高压等离子体)或负压(低压等离子体)下进行等离子体处理。对于本发明的方法的目的而言，低压等离子体、特别是真空中的等离子体处理尤其适用。其中，真空优选指《0.05mbar的压力，例如约0.02mbar的压力。据此，特别优选将上述特征a.和d.相互组合。在此情形下，特别是在待抽真空的处理室(等离子体腔)内进行表面活化，将包含待活化的胶层的胶粘膜转移至该处理室中。所述等离子处理的处理时间例如可以处于10s至120s范围内。
45.在其他情形下，优选可采用所谓的冷等离子体，其中原则上存在大气压力条件，并且在形成等离子体的过程中特别是也不发生升温。
46.作为等离子体处理的替代方案，电晕处理也适用于物理表面活化。电晕处理基于气体放电法，此方法有助于提升待处理面的表面能，进而改善可用水润湿特性。在此，一般而言在大气压力下在两个电极之间发生电气放电，其中，通过产生的电场激发气体中的、尤其空气中的气体分子并且视情况而定使其分裂。由此产生的带电反应性微粒与胶层发生反应，进而导致表面活化。一般而言，与这种电晕处理相比，等离子体处理的优点在于，通过等离子体能够更大程度地提升表面能，并且，较之于电晕处理，采用等离子体时表面活化的持续时间一般而言更长。
47.此外，火焰处理适用于所述胶层的物理表面活化。在火焰处理中，使得胶粘膜的胶层曝露于由空气/气体混合物构成的火焰下，其中，产生稳定的并且起氧化作用的火焰。借此也能在胶层中实现表面活化效应，进而改善可用水润湿特性。一般而言，与火焰处理相比，电晕处理以及特别是等离子体处理的优点在于，借此通常能够在面的范围内实现更加均匀的结果。
48.特别优选地，用于物理表面活化的装置、特别是等离子体处理装置可为用于施覆胶粘膜的自动化设备的组成部分。
49.在本发明的方法的一个特别优选的技术方案中，所述方法具有下文紧随的附加特征a.：
50.a.通过水的雾化来将所述胶层润湿。
51.通过将水雾化，能够特别有利地在胶层的区域内产生定义量的形式为细小水滴的水，其中，将水滴沉积在胶层上，且这样便在胶层上形成用以进一步施覆胶粘膜的水膜。
52.在水的雾化过程中，以极细的分布将水分布在气态环境中、特别是空气中。优选通过雾化实现非常小的水滴在空气中的分布，这些水滴引起胶层的润湿。优选地，在雾化期间，空气中的水滴具有落在介于约1与10μm之间、特别优选介于2与5μm之间、甚至更优选介于2与4μm之间的范围内的平均直径。
53.所述因水滴沉积在胶层上而产生的水膜优选非常薄。优选地，液滴因润湿而以形成连贯膜层的方式分布在胶层上，所述膜层特别是具有处于1nm至1000μm范围内的厚度。特别优选地，所述水膜的厚度处于10nm至500μm范围内，甚至更优选处于10nm至1000nm范围内，优选为10nm至100nm。其中，所述水膜特别是应具备一定厚度，从而通过水膜对胶层中的不均匀性进行补偿。
54.特别优选地，可借助超声波雾化器引起所述雾化，其中，在超声波的作用下使水振动。这样便使液滴分离。通过调节超声波的频率，能够影响液滴的尺寸。超声波频率越高，产生的液滴便越细小。就此而言，超声波雾化器特别适于将胶层润湿。其中，可以以一定方式调节所述润湿或雾化，使得在胶层上产生的水膜足以对胶层中的不均匀性进行补偿。优选地，应避免形成较大的液滴，这特别是也可通过润湿的持续时间来调节。
55.此外，常见的喷枪适于将所述经表面活化的胶层润湿。例如可以通过升降缸操纵所述喷枪。通过调节缸程速度以及/或者伸出行程或缸程，能够改变润湿的强度，从而实现经均匀润湿的胶层。
56.此外，可使用包含可动的xy头的工作台来进行润湿，所述xy头承载诸如喷枪的润湿单元。其中，可以以与3d打印机类似的方式使用所述xy头，从而完全经过待润湿的表面。
57.特别优选地，用于将胶粘膜的胶层润湿的装置、例如超声波雾化器或者喷枪可为用于施覆胶粘膜的自动化设备的组成部分。
58.在本发明的方法的一个优选技术方案中，所述方法具有下文紧随的附加特征a.：
59.a.以最初先将所述胶粘膜点式压紧在待粘合的表面上的方式，使得胶粘膜与待粘合的表面发生接触。
60.通过最初先将胶粘膜点式压紧在待粘合的表面上，使得接触区域随后能够径向向外延续，直至胶层整面地接触所述表面，从而非常可靠地实现均匀并且无气泡的粘合。对胶粘膜的这个最初的点式压紧可以借助至少一个冲压装置来进行，其将胶粘膜点式压至待粘合的表面上。特别优选地，所述冲压装置可以是用于施覆胶粘膜的自动化设备中的组成部分。这种冲压装置例如可以包括缸体、可伸出的活塞以及冲头，特别是经倒圆的冲头。
61.在提供包含胶层的胶粘膜的过程中，特别是可以先将保护胶层的保护膜移除，随后将胶粘膜挂在或张紧在用于进一步实施所述方法的装置中。为此例如可以设有载体膜，将胶粘膜安设在该载体膜上。据此，所述载体膜可以是用于将经表面活化和润湿的胶粘膜施覆至待粘合的构件或其表面上的设备的一部分。在此，所述胶粘膜特别是可以以背离胶层的一侧附着在载体膜上，使得胶粘膜的包含胶层的一侧曝露出来并且可以与构件的表面接触。
62.在所述方法的一个特别优选的技术方案中，所述方法具有下文紧随的附加特征a.。
63.a.使用弹性膜片来使所述胶粘膜与待粘合的表面发生接触，所述膜片是可为了将胶粘膜压紧在待粘合的表面上而偏移。
64.使用弹性膜片来将胶粘膜压紧在待粘合的表面上是适用于本发明的方法的特别优选的方案，因为借此一方面能够实现特别均匀的粘合过程，另一方面能够特别有利地实现过程的自动化。为了实现可偏移性，优选采用所述弹性膜片的边缘侧悬挂，例如悬挂在适合的框架中。
65.特别优选地，在弹性膜片的偏移方面，本发明的方法具有下文紧随的附加特征a.：
66.a.通过在介于弹性膜片与构件表面之间的空间中产生负压、特别是真空，来使弹性膜片偏移。
67.在所述方法的这个实施方式中，例如附着或以其他方式悬挂在述及的载体膜上的胶粘膜位于弹性膜片与构件表面之间。通过在介于弹性膜片与构件表面之间的空间中产生负压，将弹性膜片朝向构件牵引，借此使得胶粘膜与构件表面发生接触。在此，负压是指低于大气压力(大气压力≈1bar)的压力。优选地，所述负压落在介于0.01mbar与1bar之间、特别优选介于0.01mbar与750mbar之间的范围内。特别优选地，所述压力低于0.05mbar。所述压力例如可为约0.02mbar。
68.通过膜片的偏移，首先因膜片的拱起而在构件的表面上产生点状接触区域。在进一步的过程中，膜片的其他区域也被愈发地朝向表面牵引，使得接触区域径向向外扩展，直至胶层整面地与表面接触。
69.就传统的手动施覆而言，这种操作近乎是不可能的。为了在手动施覆过程中确保胶粘膜在表面上的正确定位，通常需要先手动地将胶粘膜的边缘对准，且随后将其压紧。
70.特别是可通过在弹性膜片的背离构件的一侧上增大压力来实现膜片的进一步偏移。总体而言，可以通过产生压差来实现膜片的偏移。其中，介于弹性膜片与构件表面之间的空间中的压力特别是低于膜片的另一侧上的压力。
71.所述压差例如可如下实现：在弹性膜片与构件表面之间为真空，并且在膜片的另一侧上存在或产生大气压力。在其他技术方案中，在弹性膜片与构件表面之间可以存在大气压力。在这些情形下，为了产生压差，在膜片的另一侧上产生过压(过压
–
高于大气压力的压力)，使得弹性膜片朝向构件偏移。这也使得设于弹性膜片与构件表面之间的胶粘膜，以经表面活化和润湿的胶层居前的方式，被压向构件的表面。
72.为了调节压差，例如可以先对位于该介于弹性膜片与构件表面之间的空间中的负压室，以及对位于膜片的背离该负压室的一侧上的压力补偿室进行抽真空。随后对压力补偿室进行通风，从而在这一侧上重新实现大气压力，其使得弹性膜片朝向构件偏移。
73.本发明的方法的一个特别优点在于，所述方法可以实现自动化。因此，特别优选借助自动化系统实施所述方法。特别是在这个实施方式中，例如可以将所述方法特别有利地应用于机动车生产。在此情形下，所述待粘合的构件优选是机动车车身，或者是机动车车身的一部分，或者是机动车的附件。在这个实施方式中，所述方法优选包括下文紧随的步骤a.至d.中的两个或两个以上，特别是全部。
74.a.为机动车车身或者机动车车身的部件涂布至少一个漆。
75.b.将所述至少一个漆干燥和/或固化。
76.c.视情况而定，将附件安装至涂布有所述至少一个经干燥和/或固化的漆的机动车车身的承载组件上。
77.d.将所述包括胶层的胶粘膜施覆至所述涂布有至少一个经干燥和/或固化的漆的
机动车车身的表面上，或者施覆至机动车车身的部件上，或者施覆至安装于机动车车身上的附件中的一者上。
78.优选以上述方式根据上述特征d.施覆胶粘膜。
79.所述至少一个漆优选是常见的多层汽车漆。通常对车身和车身部件进行打底，为其涂设底漆，且最后为其涂设清漆覆层。为此所需的工作步骤和中间步骤是已知的。对于本发明而言，重要之处仅在于，位于待粘合的衬底上的所述至少一个漆优选经过干燥和固化，亦即，其提供大体抗压的表面并且不再包含溶剂。在根据本发明施覆胶粘膜后，通常无需或不再施涂清漆。
80.在本发明的语境中，“附件”概念所涵盖的范围较为宽广。其中一方面包括不涂漆的部件，如车玻璃或大灯，但另一方面也包括涂漆的部件，如发动机罩、门、翼子板、顶部元件或者着色的塑料件。视情况而定，以独立于机动车车身的方式将漆施覆至这些附件上，并且进行干燥和/或固化。
81.本发明还包括一种用于将胶粘膜施覆在构件的表面上的设备。这个设备特别是被配置成实施本发明的上述方法。其中，本发明的设备具有下文紧随的特征a.至d.：
82.a.所述设备包括用于容置包含胶层的胶粘膜的装置。
83.b.所述设备包括用于对所述胶粘膜的胶层进行物理表面活化的装置。
84.c.所述设备包括用于将所述胶粘膜的胶层润湿的装置。
85.d.所述设备包括用于使经表面活化和润湿的胶粘膜与构件的待粘合表面发生接触的装置。
86.就所述设备的更多细节而言，也请参考上文结合本发明的方法所作的描述。
87.所述用于容置包含胶层的胶粘膜的装置尤其可以是载体膜，其用于将胶粘膜定位在构件的待粘合表面的区域内。优选地，所述胶粘膜以其背离胶层的一侧附着在所述载体膜上。优选地，所述载体膜可以固设在框架中或者固设在框架上。为此，所述载体膜可以具有定位和固设装置，其简化在框架上的固设。
88.优选地，所述胶粘膜是以一定方式布置在所述载体膜上，使得包含胶粘膜的载体膜位于用于将该胶粘膜压紧至构件上的装置(特别是弹性膜片)与所述构件的待粘合表面之间。由于通常需要将包含边缘在内的胶粘膜压至待粘合的表面上，载体膜简化胶粘膜的定位。在将胶粘膜压紧后，优选将载体膜从胶粘膜揭离。
89.作为载体膜的替代方案，也可以设有其他用于容置胶粘膜的装置，例如钩子或者类似的以供胶粘膜钩挂的机械固定装置。
90.就所述用于胶层的物理表面活化的装置而言，本发明的设备优选具有下文紧随的附加特征a.至d.中的至少一项：
91.a.所述用于胶层的表面活化的装置包括用于产生等离子体的装置。
92.b.所述用于胶层的表面活化的装置包括用于电晕处理的装置。
93.c.所述用于胶层的表面活化的装置包括用于火焰处理的装置。
94.d.所述用于胶层的表面活化的装置包括用于产生真空的装置。
95.所述用于产生等离子体的装置，或者所述用于电晕处理的装置，或者所述用于火焰处理的装置可以是为本领域技术人员所知的、可通用于表面活化的装置。就所述用于产生等离子体的装置而言，特别是优选采用低压等离子体装置。为了产生低压以及特别是产
生真空，特别优选设有抽真空装置，所述胶粘膜的胶层被送入该抽真空装置中，从而能够在真空中进行等离子体处理。
96.就所述用于将胶粘膜的胶层润湿的装置而言，本发明的设备优选具有以下附加特征：
97.a.所述用于将胶层润湿的装置包括雾化装置、特别是水雾化器。
98.所述雾化装置例如是超声波雾化器，其能够以特别适合的方式对产生的雾中的液滴尺寸进行调节和调整。此外，为此可以使用喷枪。
99.就所述用于使胶粘膜与待粘合表面发生接触的装置而言，本发明的设备优选具有下文紧随的附加特征a.和b.中的至少一项：
100.a.所述用于使胶粘膜与待粘合表面发生接触的装置包括可偏移的弹性膜片，其用于将胶粘膜压紧在构件的待粘合的表面上。
101.b.所述用于使胶粘膜与待粘合表面发生接触的装置包括至少一个冲压装置，其用于使胶粘膜与待粘合表面发生点式接触。
102.优选地，所述冲压装置可以由特别是经倒圆的冲头、可伸出的活塞和可操纵的缸体构成。就有关所述至少一个冲压装置的更多细节而言，也请参考上文的描述。
103.就所述弹性膜片而言，所述设备特别是可具有下文紧随的附加特征a.至c.中的至少一项：
104.a.所述弹性膜片由弹性聚合物材料构成，特别是由天然橡胶或者硅胶构成。
105.b.所述弹性膜片具有均匀的厚度。
106.c.所述弹性膜片具有用于针对性地影响拱起状态的几何形状的削弱区域和/或增强区域。
107.特别优选地，或是将上面的特征a.和b.，或是将a.和c.相互组合实现。
108.在形成上述点状接触区域的过程中，影响膜片的拱起状态的几何形状可能会有帮助。例如，如果在待粘合的表面中存在凹部，则在理想情形下应在该凹部的最低点处产生所述点状接触区域。优选可以避免形成圆形接触区域，否则可能产生气泡。
109.如果弹性膜片的一个区域比其他区域更薄，则在施加压力或负压的情况下，与其余区域相比，弹性膜片更易在这个区域中拱起且拱曲程度更高。在对弹性膜片进行增强的情况下则会出现相反的状况。
110.此外，在弹性膜片中引入削弱区域和/或增强区域有助于影响接触区域的膨胀。此举特别是有助于将胶粘膜粘合至弧形的表面上，尤其是粘合至具有凹部的表面上。
111.优选地，所述设备可以以一定方式构建，使得所述弹性膜片可借助压差偏移，并且借此将胶粘膜压紧至构件的待粘合表面上。
112.优选地，本发明的设备具有下文紧随的附加特征a.：
113.a.所述用于使胶粘膜与待粘合表面发生接触的装置包括用于在介于弹性膜片与构件表面之间的空间中产生负压来使弹性膜片偏移的装置。
114.在本发明的设备的这个方面的一个进一步方案中，所述用于使胶粘膜与待粘合表面发生接触的装置还包括：用于与所述在介于弹性膜片与构件表面之间的空间中产生的负压相比，在弹性膜片的另一侧上提升压力的装置。这个用于在弹性膜片的另一侧上提升压力的装置例如可以是位于压力补偿室中的排气阀。在这个实施方式中，特别是可以在所述
介于弹性膜片与构件表面之间的空间中设有负压室，并且在膜片的另一侧上设有压力补偿室。其中，为了使弹性膜片偏移，可以首先既为所述负压室也为所述压力补偿室施加负压，其中特别是可以对两个腔室进行抽真空，以产生真空。在这个状态下，所述弹性膜片尚未偏移，因为膜片两侧的压力相同(真空)。在达到真空后，通过操纵所述排气阀，相对于周围的大气压力对所述压力补偿室中的压力进行补偿，使得压力补偿室中的压力较之于负压室有所提升。弹性膜片因这个措施而朝向构件偏移，从而将设于膜片与构件之间的胶粘膜以所述经表面活化和润湿的胶层居前的方式压向构件的待粘合表面。
115.所述待粘合的构件尤其可以是机动车的已完成涂漆的车身部件，或者是另一涂漆的构件或工件。所述构件特别是也可以已配设有清漆层。原则上，各种类型的构件均适合充当针对待施覆的胶粘膜的基底。通过根据本发明来优化将胶粘膜施覆至表面上的施覆过程，即使是难以以传统方式处理的构件，也能相应地实现粘合。
116.在一个特别优选的技术方案中，本发明的设备具有下文紧随的附加特征a.：
117.a.所述设备包括框架，其构建成与待粘合表面以及弹性膜片一起形成负压室，所述胶粘膜布置在所述负压室中，并且在为所述负压室施加负压的情况下，所述弹性膜片能够拱起进入所述负压室。
118.如前所述，特别优选地，在施覆胶粘膜的过程中，在介于待粘合表面与弹性膜片之间的区域中施加负压。为此设有所述框架。
119.为了进行调温，所述弹性膜片可以采用双壁构建方案，并且具有针对诸如水的调温介质的接头。
120.所述用于将胶粘膜或载体膜固设的装置例如可以是销钉或者钩子，其与胶粘膜或载体膜中的孔对应。
121.在本发明的一个优选的进一步方案中，所述设备具有下文紧随的特征a.至f.中的至少一项：
122.a.所述框架呈矩形。
123.b.所述框架具有被所述膜片封闭的第一开口。
124.c.所述框架包括至少一个弹性密封元件，其能够密封式贴靠在所述表面上。
125.d.所述框架包括第二开口，所述至少一个弹性密封元件固设在所述第二开口的边缘上。
126.e.所述框架包括至少一个针对负压源的接头，所述负压源用于为所述负压室施加负压。
127.f.所述框架包括至少一个支架，作为用于固设胶粘膜的装置。
128.优选地，至少上面的特征a.至e.是相互组合实现，特别优选地，所有特征a.至f.均相互组合实现。
129.所述至少一个密封元件用于将所述负压室密封。其优选由弹性聚合物材料构成，例如由已提及的天然橡胶构成。所述至少一个针对负压源的接头用于在所述负压室中产生负压。
130.在本发明的另一优选的进一步方案中，所述设备具有下文紧随的特征a.至d.中的至少一项：
131.a.所述框架由两个或两个以上的子框架组成。
132.b.所述框架呈矩形，并且由两个或两个以上的矩形子框架组成。
133.c.所述框架包括第一矩形子框架，其包括所述至少一个针对负压源的接头且所述至少一个弹性密封元件固设在该子框架上。
134.d.所述框架包括第二矩形子框架，其包括所述至少一个针对胶粘膜的支架。
135.优选地，至少上面的特征a.至c.是相互组合实现，特别优选地，所有特征a.至d.均相互组合实现。
136.在使用两个或两个以上子框架的情况下，可能需要在子框架的连接面处设置更多密封元件，从而确保负压室的密封性。
137.为了如上文所述控制或调节负压，所述设备可以具有适合的控制或调节装置。
138.在本发明的另一优选的进一步方案中，所述设备具有下文紧随的特征a.至c.中的至少一项，优选具有下文紧随的特征a.与b.或者a.与c.的组合：
139.a.所述设备包括压力补偿室，其主要由所述膜片界定。
140.b.所述设备包括针对压力源或负压源的至少一个接头，其导入所述压力补偿室。
141.c.所述设备包括至少一个阀门，其用于对所述压力补偿室进行通风。
142.视情况而定，需要利用这个压力补偿室来产生或增强弹性膜片的所述拱起。当在负压室中施加负压时，通过所述阀门对压力补偿室进行通风便完全足以引起或增强膜片的所需的拱起。
143.特别优选地，所述设备整合至自动化系统上，例如整合至机器人中。所述自动化系统优选是用于生产机动车的生产线。
144.原则上，所述方法和所述设备当然不仅适于应用在机动车的生产中。举例而言，也可根据本发明为其他批量产品(例如自行车)配设胶粘膜。
145.本发明的更多特征和优点参阅下文结合图式对实施例的描述，在这些图式中展示了本发明的用于将胶粘膜施覆至构件上的设备或设备的部件的实施方式。展示和描述的实施方式仅用于阐释本发明以助理解，而不构成任何限制。
附图说明
146.其中：
147.图1为本发明的用于将胶粘膜施覆至构件表面上的设备的部件的一个优选实施方式的示意性剖视图；
148.图2为本发明的用于将胶粘膜施覆至构件表面上的设备的部件的另一优选实施方式的示意性剖视图；
149.图3为本发明的用于将胶粘膜施覆至构件表面上的设备的部件的另一优选实施方式的示意性剖视图；
150.图4为作为本发明的用于将胶粘膜施覆至构件表面上的设备的组成部分的处理罩的剖视图；以及
151.图5为位于机械手上的如图4所示的处理罩的侧视图。
具体实施方式
152.图1为用于将胶粘膜10施覆至构件的表面20上的设备100的部件的示意性剖视图。
胶粘膜10在背离所述构件的一侧上配设有胶层11。根据本发明的方法，对胶层11进行物理表面活化，且随后用水蒸气将该胶层润湿，从而在胶层11上形成水膜12。
153.设备100的在此未详细示出的用于物理表面活化的装置优选是等离子体处理装置。优选在真空中进行等离子体处理，故还设有抽真空装置。作为替代方案，可以设有电晕处理装置或者火焰处理装置。
154.为了产生水膜12，设备100包括在此未详细示出的雾化装置，优选为超声波雾化器或者喷枪或者类似的喷雾单元。
155.为了将在粘合剂侧经表面活化和润湿的胶粘膜10压紧，设有可偏移的弹性膜片101。在弹性膜片101的背离胶粘膜10的一侧上设有过压室102。通过在此未详细示出的用于在过压室102中产生过压的装置来产生过压(过压：》1bar)。所述过压使得弹性膜片101朝向构件的表面20偏移，具体方式为，弹性膜片101呈凸面状向前拱起。在弹性膜片101的在此未详细示出的朝向构件的表面20的进一步向前拱起中，将位于膜片与构件表面之间的胶粘膜10愈发地压向构件的表面20，从而使得胶粘膜10借助经表面活化和润湿的胶层11粘附在构件的表面20上。
156.为了对胶粘膜10的胶层11进行表面活化和润湿，可以先将胶粘膜10容置在在此附图中未详细示出的处理罩中，其中，胶粘膜10的胶层11朝向所述处理罩的敞开侧对准。为了将胶粘膜10容置在处理罩中，可以设有载体膜，胶粘膜以背离胶层的一侧附着在该载体膜上。在此，首先将胶粘膜10安设在载体膜上，随后将载体膜插入处理罩。将包含胶粘膜10的处理罩定位在等离子体发生单元上，所述等离子体发生单元特别是包括对应的具有电极的板件。在处理罩的现闭合的空间中进行抽真空，以在处理罩内部产生真空，从而能够根据本发明对胶层11进行等离子体处理。随后可以将内部设有包含经表面活化的胶层的胶粘膜的处理罩定位在在此未示出的润湿工位上，在所述润湿工位中，借助雾化装置、特别是借助超声波雾化器将经表面活化的胶层11润湿。
157.随后可以将内部设有包含经表面活化和润湿的胶层11的胶粘膜10的处理罩定位在待粘合的构件上，例如定位在机动车车身上。随后特别是借助所述弹性膜片101将胶粘膜10压紧在该待粘合的构件的表面20上，其中，胶粘膜10从视情况而定设有的载体膜分离。现可将处理罩定位在用于移除载体膜的顶出工位中。在将载体膜移除后，处理罩可供新一轮操作使用。
158.图2示出用于将包含胶层11的胶粘膜10施覆至构件的表面20上的设备200的部件的另一优选技术方案。在此也借助可偏移的弹性膜片101将胶粘膜10压紧在构件的表面20上。与设备的如图1所示的技术方案的不同之处在于，就如图2所示的设备200而言，在可偏移的弹性膜片101与构件的表面20之间设有构建为负压室的空间103。通过密封件105确保负压室103的压力密封性，其中，密封件105将负压室103的边界与构件的表面20隔绝开。
159.为了将胶粘膜10压紧在构件的表面20上，在负压室103中施加负压，其中，优选通过在此未详细示出的装置进行抽真空来产生真空。在位于膜片101的另一侧上的空间104中仍存在大气压力，因此，通过空间104与负压室103之间的压差引起弹性膜片101朝向构件表面20的偏移。通过膜片101的这个偏移，将胶粘膜10以位于其上的经表面活化和润湿的胶层11居前的方式抵向构件的表面20压紧。
160.图3为本发明的用于将包含胶层11的胶粘膜10施覆至构件的表面20上的设备300
的部件的另一特别优选的实施方式的示意性剖视图。同如图1和图2所示的实施方式一样，在此也相应地对胶粘膜10的胶层11进行物理表面活化和润湿，以在胶粘膜10的胶层11上形成水膜12。设备300的实施方式大体对应于如图1所示的实施方式100，其中，在此相应地设有可偏移的膜片101，其能够借助过压室102中的过压朝向构件的表面20偏移，借此使得胶粘膜10以胶层11居前的方式压紧至构件的表面20上。此外，在这个实施方式中设有冲压装置，其包含可操纵的缸体31、可伸出的活塞32和冲头33。借助这个冲压装置，能够通过位于冲压装置与胶粘膜之间的膜片101，针对性地将胶粘膜10点式压向构件的表面20。借此特别是使得胶粘膜10的经表面活化和润湿的胶层11以从中央起始点起均匀地径向向外延伸的方式贴靠在构件的表面20上。这有助于特别均匀并且可靠地施覆胶粘膜10。
161.类似地，也可以将这种冲压装置31、32、33应用于借助负压将胶粘膜10施覆至构件的表面20上的设备，例如如图2所示的设备200。在这类用于施覆胶粘膜10的技术方案中，尤其在构件对压力特别敏感的情况下，可能发生构件因施加的负压而变形、特别是朝向设备200向前拱起的情况。可以通过相应伸出的冲压装置31、32、33抑制这种向前拱起，故所述冲压装置还用于将压敏的以及视情况而定具备特别高的柔性的构件稳定化。
162.特别优选地，以时间上并行的方式进行冲压装置31、32、33的进给和调节压差，特别是调节负压。在此优选将以下情况考虑在内：压敏构件可能会在抽真空操作开始的同时发生变形，因此，在抽真空操作开始的同时，优选将冲压装置31、32、33伸出直至与构件发生接触。
163.优选地，以与负压调节协调的方式进行冲头33的进给。换言之，优选使得导致弹性膜片101偏移的压差调节与冲压装置31、32、33的进给相互匹配。特别是通过随时间调整，或者根据实际实现的负压，来实现冲头33的进给与负压调节的协调。特别优选地，以开环或者闭环形式进行冲压装置31、32、33的进给。其中，特别是以对因压差而在胶粘膜10的施覆过程中作用于构件的力进行补偿的方式，即以发生力补偿的方式，设计对冲压装置的操纵。
164.冲压装置31、32、33的伸出可以与时间相关。例如，可以在抽真空开始后的数秒后，或者在可设定的时间间隔后，例如在2s或3s或4s或5s后，将冲压装置31、32、33伸出。
165.在其他技术方案中，可以根据测得的实际作用于膜片101的压力，即特别是在负压调节过程中低于可设定的压力阈值的情况下，将冲压装置31、32、33伸出。在这个实施方式中，优选可以使用一或数个压力传感器。这样一来，例如能够在达到100mbar的压力或者另一压力阈值的情况下将冲压装置31、32、33伸出。特别是也可使这种调节与待粘合的构件的特性匹配，并且特别是根据相应构件的压敏特性加以调整。
166.图4为处理罩200的侧视图，其在基本结构方面对应于如图2所示的设备200。因此，对应的元件用相同的附图标记表示。借助处理罩200能够将胶粘膜10例如施覆至机动车的涂漆的表面20上。
167.处理罩200包括矩形框架，其由矩形子框架130和矩形子框架140组成。子框架130与140通过密封件142气密地连接。在子框架130中，载体膜150例如借助数个销钉固设。为此，载体膜150可以具有数个对应的孔，其可供所述销钉插入。
168.例如由天然橡胶构成的弹性膜片101以与载体膜150平行的方式布置。所述膜片是气密地张紧在处理罩200的底板110与子框架130之间。所述膜片将框架的通过子框架130定义的开口封闭。为此，例如将数个螺钉穿过子框架130旋入底板110。底板110与弹性膜片101
将压力补偿室104包围。空气能够通过阀门114进入压力补偿室104。
169.所述由子框架130和140构成的框架构建成与构件170的待粘合表面20以及弹性膜片101一起形成负压室103，包含胶粘膜10的载体膜150布置在该负压室中，并且，在为负压室103施加负压的情况下，弹性膜片101能够拱起进入该负压室。为此，子框架140与表面20的几何形状匹配，从而在表面20与处理罩200的子框架140之间实现形状配合的接触。弹性密封元件105固设在框架的通过子框架140定义的开口的边缘处。框架通过这个密封元件与表面20密封连接。通过与负压源耦合的接头148和穿过子框架140的通道146，能够对负压室103进行抽真空。在在此示出的状态下，弹性膜片101不拱起，这表示，压力补偿室104中的压力与负压室103中的压力相同。
170.为了使弹性膜片101偏移，在负压室103与压力补偿室104之间产生压差，其中，在压力补偿室104中实现更高的压力。这特别是可如下实现：首先既对负压室103也对压力补偿室104进行抽真空。随后通过阀门114对压力补偿室104进行通风，使得压力补偿室104中的压力重新接近大气压力。借此，弹性膜片101朝向构件170的表面20拱起，进而将根据本发明经过表面活化和润湿的胶粘膜10压至构件的表面20上。
171.在完成胶粘膜10在构件170的表面20上的压紧后，可以对负压室103和压力补偿室104进行充分的通风。弹性膜片101随后便能重新返回起始状态。其中，通常将载体膜150从胶粘膜10揭离，且胶粘膜10留在表面20上。
172.图5示出本发明的设备的一个实施方式，其中，处理罩200通过位于处理罩200的底板110的一侧上的下部构造180耦合在自动化系统400的机械手430或者统称的升降装置上。自动化系统400具有包含可枢转的上部件420的基座410。上部件420能够围绕旋转轴2自由旋转。机械手430能够围绕枢转轴4枢转。这样便实现对处理罩200的高度调节。
173.在机械手430与处理罩200之间设有推力缸440。推力缸440是可沿位移方向8线性膨胀。此外，推力缸440能够围绕旋转轴6旋转。这样便能在处理罩200与构件的表面20之间实现精确的距离和对准。
174.借助自动化系统400能够使包含位于其中的胶粘膜10的处理罩200经过各个工位，从而实施阐述的用于对胶粘膜10的胶层11进行表面活化和润湿的步骤。就处理罩的各个工位、特别是抽真空装置和等离子体处理装置以及润湿装置而言，也请参考对图1的描述。

技术特征：
1.一种将胶粘膜(10)施覆至构件的表面(20)上的方法，具有以下步骤：a.提供包含胶层(11)的胶粘膜(10)。b.提供包含待粘合的表面(20)的构件。c.实施所述胶粘膜(10)的胶层(11)的物理表面活化。d.将所述胶粘膜(10)的胶层(11)润湿。e.使得所述经表面活化和润湿的胶粘膜(10)与所述构件的待粘合的表面(20)发生接触。2.根据权利要求1所述的方法，具有以下附加特征中的至少一项：a.所述胶层(11)的物理表面活化通过等离子体处理进行。b.所述胶层(11)的物理表面活化通过电晕处理进行。c.所述胶层(11)的物理表面活化通过火焰处理进行。d.所述胶层(11)的物理表面活化在真空中进行。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，具有以下附加特征：a.通过水的雾化来将所述胶层(11)润湿。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，具有以下附加特征：a.以最初先将所述胶粘膜点式压紧在所述待粘合的表面上的方式，使得胶粘膜(10)与待粘合的表面(20)发生接触。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，具有以下附加特征：a.使用弹性膜片(101)来使所述胶粘膜(10)与所述待粘合的表面(20)发生接触，所述膜片是可为了将胶粘膜压紧在待粘合的表面上而偏移。6.根据权利要求5所述的方法，具有以下附加特征：a.通过在介于所述弹性膜片(101)与所述构件的表面(20)之间的空间(103)中产生负压、特别是真空，来使膜片(101)偏移。7.一种用于将胶粘膜(10)施覆至构件的表面(20)上、特别是用于实施如权利要求1至6中任一项所述的方法的设备(100；200；300)，具有以下特征：a.所述设备包括用于容置包含胶层(11)的胶粘膜(10)的装置。b.所述设备包括用于对所述胶粘膜(10)的胶层(11)进行物理表面活化的装置。c.所述设备包括用于将所述胶粘膜(10)的胶层(11)润湿的装置。d.所述设备包括用于使所述经表面活化和润湿的胶粘膜(10)与所述构件的待粘合表面(20)发生接触的装置。8.根据权利要求7所述的设备，具有以下附加特征中的至少一项：a.所述用于胶层(11)的表面活化的装置包括用于产生等离子体的装置。b.所述用于胶层(11)的表面活化的装置包括用于电晕处理的装置。c.所述用于胶层(11)的表面活化的装置包括用于火焰处理的装置。d.所述用于胶层(11)的表面活化的装置包括用于产生真空的装置。9.根据权利要求7或权利要求8所述的设备，具有以下附加特征：a.所述用于将胶层(11)润湿的装置包括雾化装置、特别是水雾化器。10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，具有以下附加特征中的至少一项：a.所述用于使胶粘膜(10)与待粘合表面(20)发生接触的装置包括可偏移的弹性膜片
(101)，其用于将所述胶粘膜压紧在所述构件的待粘合的表面上。b.所述用于使胶粘膜(10)与待粘合表面(20)发生接触的装置包括至少一个冲压装置(31，32，33)，其用于使所述胶粘膜与所述待粘合的表面发生点式接触。11.根据权利要求10所述的设备，具有以下附加特征：a.所述用于使胶粘膜(10)与待粘合表面(20)发生接触的装置包括用于在介于所述弹性膜片(101)与所述构件的表面(20)之间的空间(103)中产生负压来使弹性膜片偏移的装置。

技术总结
在一种将胶粘膜(10)施覆至构件的表面(20)上的方法中，提供包含胶层(11)的胶粘膜(10)。此外，提供包含待粘合的表面(20)的构件。实施所述胶粘膜(10)的胶层(11)的物理表面活化。在使经表面活化和润湿的胶粘膜(10)与构件的待粘合的表面(20)发生接触前，将胶粘膜(10)的胶层(11)润湿。的胶层(11)润湿。的胶层(11)润湿。


技术研发人员：D
受保护的技术使用者：PPG先进表面技术有限责任公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2023/9/9