Unter der Bezeichnung Ileive Acrylsäure", wie sie hier in aer Beschreibung
verwendet wird, wird eine z---"",ß-monoäthylenisch ungesättigte 14onocarbonsäure
mit
3 bis
7 Kohlenstoffatomen verstanden.- Repräsentative Beispiele
für diese Säuren sind Acrylsäurei l#-lethaerylsäure, Äthaerylsäure" Krotonsäure,
Isokrotoiisäure$,Tiglinsäure (--#<.-lqetliylkrotonsäure) und Angelicasäure. Acrylsäure
selbst wird bevorzugt. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Mi,schpolyinerisate
sind gewöhnliche Ivilpch po-lymerisate (Handom-I#lischpolymerisate) und können nach
beka.-aiten Verfahren herges'Lellt werden, beispielsweise durch Einwirkung hoher
Drucke, wie
500 'bis über 1000-at-im Bereich von
100 bis 400
0 0 auf ei-Iie Hischung von Äthylen und einer Acrylsäure in Gegenwart eines
geeigneten, frei,-Radikale liefernden Katalysators, wie Lauroylperoxyd, Di-tert:.-butylperQxyd
und##,#.%'-Azobisdiisobutyronitril, Derartige Nischpolymerisate haben
Molekul,ar.g-ewi:,#,hte -im Bereich von etwa 600.-bis
100 000,und |
die Acry-lsäure liegt im Nischpolymerisat im Bereich von |
bis 20%i-vouüzugeweise 8y" vor. |
Die nach dem -d:rfindungsgemäßen Verfahren-überzogenen Sub- |
strate.könne n-nicht-metallische. Stoffe, wie Holz, Papier, |
Pappe, Wellpappe,- Ledere Gewebe, Gellophani Glas.. Schaum, |
Kunststoff ünd.dergl.,oder metallische Materialieng wie |
Aluminium und Ste#h1.9 sein. Nach dem-erfindungsgemäßen Ver- |
fahren werden-Polymerisatüberzüge'von wesentlich verbes- |
serte Haftung--auf-diesen Subätraten-erhalten, ohne merkli- |
ehe Verschlechterung der-physikaliechen Eigenschaften des |
-Überzugs, |
Die Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden |
Beschreibung in Zusammenhang-mit der beigefügten Zeichnung. |
In dieser stellen dart |
Pig. 1r eine-schematieche Darstellung eines Ver- |
fahrens-zur Herstellung des überzogenen |
Substrate gemäß dem Verfahren der Erfin- |
dung,. und |
l#ig 2 einen Schnitt durch einen Film, eine Plat- |
te oder dergl., In der-das Substrat auf |
einer Seite,erfindungsgemäß mit einem Äthy- |
len-Acryl,#-Niechpölymerisat überzogen wurde*' |
In Fig. 1 der Zeichnung wirdlein..Mittel zur.'Ausführung |
des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt Wiemansieht, |
wird das zu überziehende Substrät 1,9 welc-heg-etzorteilhaft- |
eine Metallfolie,. ein Gewebeoder ein#e-Pgpierbahü-eein |
kann, von irgendeiner geeignete n- quelle#e, wie
1#e einer |
Abgabewalze 2.,den Heizwalzen 3 und 4 zügefühet,. Nach-dein |
Erhitzen auf eine Temperatur zwischen-etwa 80,und etwa_- |
25000 durch diese Walzens-wird das erhitzte Substrat'! |
sogleich mit ges,ehmol-zenem Äthylen--Acrylaäure-Mischpoly- |
merisat überzogen" welches im -Extruder #,5 enthalten.
-ist. |
Der Extruder 5., der von jeder gewünschten Oder üblichen |
Bauart sein kann, ist zur kontinuierlichen Abß.abe-des |
geschmolzenen Äthylen-Acrylaäure-N,ischpoly-merisatä% auf |
die Oberfläche des Substrats-als verhältnismäe-ig,#clU=e-- |
Folie 8 durch eine-Austrittsöffnung 79 die ii-Extruder--- |
mundstück 6 vorgesehen istv-e-ingerichtet.,7Daö--erhitzte |
Substrat 1, wird direkt -unter -und Unmittelbar
, neben der |
kustrittsöffnung-7 des Ntiudstücks 6 durchgeführtl,
-Im all-- |
gemeinen. ist. es von Vorte-119 das Pol r |
bei-ei4öe-auereichend.hohen -zu halten- -.die a:L- |
cherat#Ilt' daß es nach -dem rasei eren des XundätUolco
u pnd- |
Erreichender Oberfläche- des. erhitzten Substrats in
'ge |
schmalzenem Zustand verbleibtb#lm#allgemöinen--ist#en--er#-, |
erwUnscht, das geschmolzene Polymerisat im ]Extruderlauf |
0 |
auf einer Temperatur von 105 bis 250 C zu halten.und
bei- |
Verlassen der Nundstücklippen durch die Austrittsäffnung |
Tsoll ungefähr die gleiche Temperatur-vorliegen. Diese |
Temperatur stellt sicher-, daß das Polymerisät bei Berüh- |
rung mit dem erhitzten Substrat in geschmolzenem Zustand |
ist. Diese Temperatur-verschlechte rt die-gewünschten physi- |
kalischen Eigenschaften des Äthylen-Acrylaäure-Nlachpoly- |
-merisatüberzuge jedoch nIcht-wesentlich oder beeinflußt |
sie-in anderer Weise nachteilig* |
Unmittelbar nach dem Aufbringen auf-die Oberfläche des,er- |
hitzten Substrats -1 wird das geschmolzene-Xischpolymerisat |
zusammengedrückt und mit dem Substrat fest verbunden>
in- |
dem das überzogene Substrat 11 durch den Spalt-zwischen
zwei |
gegenläufigen-Druckwalzen durchgeschickt wirdv die aus ei- |
ner Stahlwalze 9 und einer Walze 10 bestehen,_
welche eine |
Kunstatoffoherfläche aus Poly#etrafluoräthylen aufweist |
und die durch geeignete Mittel angetrieben werden und in |
den.durch die-Pfeile gezeigt-en Richtungen laufen. Besonders |
-A |
vorteilhaft,1 st es, wenn die Walze 10 einen Oberflächen- |
überzug von-Polytetra:tluo.räthylen aufweist, Es wurde fe'st-
- |
gei3telltg deg-die Verwendung einer derartigen Valze-ver- |
besserte Überzüge mit-Uherer-Geechwindigkeit erg.i..b-t und |
es gleichzeitig erlaubt.,dünnere Überzüge bei niedrigeren |
Strangpreßtemperaturäni d.h. bei.Temperaturen'-Wesentlich |
0 |
unter 250 C; aufzubringen"-# |
Nach dem A-äfpressen an der Stelle'-wird.das überzogene |
Substrat 11 gekühlt und värfestigt: durch die
e tählernen - |
Abschreckwalzen 12 und,1,3# die: aufm einer Temperatur unter |
dem Klebpunkt des Polygerisats gehalten werden, wobei die- |
se Temperatur gewdhnlidh:im-Bereieli von etwa.0-b-i-i# etwa |
700C lieg#4.. |
Wahlweise -kann die Abechrleckwalze 13 durch eine stählerne |
Heizwalze-eraetzt werden#o Es wurde-nämlich-gefundeü$-daß |
eine, anschließende Wärinebeliandlung des- gekü41,ten..
Substrats |
bei einer-2emperaturvon etwa 80 bis 25000 eihenoch
bes- |
oere Haftung deo PolymeriS-atübe-r-z-ugo auf dem-Substrat.,
er- |
gibt und außerdem Väräohlechter-urigen desAberzuga-vermin- |
dert, wobei dieee,-Iiaeli,#,erhitziaAg von Vorteil ist- unab- |
hängig davon, ob.das:Substrat vor der Aufbringung# der |
Äthy-lenmit3chpolymerieiti.-Chicht vorerhitzt wurde oder-nicht. |
Naqh dem Abkilblen und Verfestigen, -kann das-gekühltä Pro- |
dukt, welchen nunmehr--piraktisth Raumtemperatur aufweist, |
von irgendwelchen geeigneten-Mitteln oder in irgendeiner |
» gekunschten Weise aufgenommen w erden, beispielsweise
kann |
es unter Führungswalzen 14 gezogen und, einer Aufnahmewalze |
15. zUgeführt werden, auf welcher das.überzögene Produkt |
#n Pig.---l der Zeichnung aufg.ewickelt gezeigt wird. Gegebe- |
nenfalls kann#ös natürlich direktlohne dazwischen aufge- |
nommen zu werden,.- irgendeiner nachfolgenden Weiterbear- |
beitun g-oder.Verarb6itung zugeführt werden,. |
Unter den-Bedingungen der Praxis k ann die Austrittsöffnung |
7 des'Kunddtücks 6 eine.Dicke von ungefähr
5,08 bis 7962 mm |
.aufweinen,und der-Abstand zur Walze,9 am Berührungspunkt |
kann 2,g-5-,bis#l'592 cm betragen, bei Extrusiöns- und
Über- |
-zugsgeechwindigkeiteng die ausreichen» um einen Überzug |
mit einer Dicke von 0t0- 25 = zu erzeugen. Der.Überzug
auf |
dem überzogenen Substrat 11 kann jedoch in der iDicke
zwi- |
sehen 0-9006 und 0925 mm oder mehr.schwanken,
je naeli den |
für das Fertigprodukt verlangten Schutzeigenochaften sowie |
9 |
nach den gewünschten Kosten. |
Fig. 2 zeigt schematisch eine. SchnittanBicht der überzoge- |
neif Struktur 11, die nach dem in Figi 1 gezeigten
Verfahren |
hergestellt wurde, wobei ein Äthyien-Acryloäure-Über'zug
8 |
fest mit einem.,geeigneten Substrat 1 verbunden wurde. |
Beim Heißschmelz-Extrusionsverfähren der Erfindungkönnen |
der Schmelze 'auch -klein ere von Stodfent wie- Fatb- |
stoffän,- #Pighänten, -ätabilisatöreng_Glei'tmitteln, anderen- |
Harzen als dem Äth-yi,-en*-;,Ac.ry-l's-äure--#Nischpol- eriäat--Füll- |
YM. |
stoffen und -dergl'. , zugesetzt werden. |
Die folgenden Beispiele erläutern di . e-Erfindung näher. |
3 e i a i e 1 A |
Eine Aluminiumfolie mit einer Breite von 40,6 cm und-einer |
Dicke von 0,2 mm wurde von- einer - Vorraterolle--Zugeführt
und |
au f 175 0 0 vorerhitzte Indem -die Folie über ein Paar-
er- |
hitzte Walzen, wie in Fig. 1 g.ezeigt,-geleitet de-..
Die |
vorerhitzte Folie wurdemit-einer linearen Geschwindigkeit |
von 15 m/min unter einem messerförmigen Extrudermundetück |
durchgeführt', welches ein geechmolzenes Äth;#len-Aoryli3äüre- |
0 |
Nischpolymerisat mit- eine:F-Temperatur von -218, Q
vpg den |
NundstUcklippen-'auf die, Oberfläche der vore:thitzten-Polie |
aufbrachte,@ |
Das -zum Überziehen verwendete,Äthylen-A6i#ylaäure-Nisi#hpoly- |
merisat enthielt, '9 1 % Aär' lsliure'und hat
-0 |
y -te einen 8-hmelz- |
Index von 3158 dea |
Die mit dem Mischpolymerfsat überzogene Folie wurde dem |
Spalt-von zwei Walzen zugeführt dIe aus einer |
Gegendruckwalze von 20 am Durchmesser und einer mit
Poly-, |
tetraflu oräthylen überzogenen Druckwa lze -:ioxi
5;«71- ein-- |
'Durchmesser bes-tanden, durch die d . an gesch
. mo ize he In sch-'-- |
poly±erisat an Ort und Stelle gepreßt und laminiert wurde. |
Die überzogene Folie wurde dann gekühlt".'-Indem'
sIe -üh6,r |
ein Paat- stählerne Abschreckwalzen Von 20-em Durchmesser,- |
die bei einer Timpetatur vonretwa- -65 0 0-'betr:Leben
wurdeni |
geführt,*wurcle*. Nach dem Abkühlenzw:"L'e"s' die- e'rhaltene'be- |
.gehidht-ete#'-]Polie e-iiie. füathaftende- Si#hIcht- auo'Ätliyleü-#; |
Aär"yleäür'e'-Misc'hpolymerisat'von 0-905 - z'M'>'#'I)icke
auf 9 und. - |
wurde -voü-,einet Vorratsrollä äufgen-ö-mm»ö*'n. |
Die -mit'-dem d Äthylän-AcryloäÜ:i-e-##lliabhpölymer:Lslat.*ü#berzogene |
Alüminiu . jüf öl iä-wieo . eine ÜäftfäB'ti-gkeit
Fron 7 - 1 - 4i kg/m. - äüf |
gemessen nach dem Perkins-Southwich-Haftungstest nach--den |
'TAPPI-Verfe,htene |
wir n |
äle -:L A#luinini-Ümfi>lie |
oben bescheiebenen Weise beschichtet-würilei- |
Weglassen 4er Vorhelzung der Aluminiumfolie,wies-der Über- |
Zug eine :C#f 6-, Ügl#Ölt- VÜ#-#_ --50-9-89
-.k# äüf.- -Üi-ii j#rhöhuhg--# |
der Strangpreßtemperaturen'in den Bereichen von-300-bis' |
320o0 zur Verbesserung der Haftung des- Nischpolymerieats |
verursachte--einen unerwünschten Verlust an Abriebfestig- |
keit und-eine Zersetzung.-des MischpolyMerieats zü!,3ammen |
.mit Bildun einer sehr unerwünschten Färbung* |
9 |
e 1 a ip i e--1 #2 |
Eine Kraftfapierbahn von- 1,8 1 keUe#o mit- eine r Beei«tä |
von 4096 cm wurde von einer Vorratsrollezugeführt und |
auf 1,20 0 0. vorerhitzt durch'-Pithren Uhier ei.w.-1?- |
Walzeg#wie in Fig. Igezeigt. Die vorerhitzte 2api-.e'rbahn |
wurde mit einer, linearen -Geschwindigkeit von 15..m/min un- |
ter einem- mei3serfbimigen Fixtrudermundstülek durchgeführt#, |
welches ein-geschmolzenen Ät4ylen-.wAurylaäure-Mia-chpoly- |
0 |
merisat miteiner Tomporatur iron:260 C von-4en,Rundstilek- |
lippen auf die Oberfläche dervorerhitzten Papierbahn auf. |
brachtei, |
Das.zum,-überzieh-en verwendete Äthylen-Acrylaäure-Mit3chpoly#- |
-meriaat enthielt 11,99%'korylaäure#und hatte einön:Sohnelz-. |
Index -von 42 deeic/Mine- |
Das mit den Niechpolymerieat überzogen* Papier wurd
- 9 in |
_-geführt |
den- a alt -zwilgehen, zwei Valzen ein die aus-einer |
StahlrUckdruckwalze von 20.em Durchmesser und einer mit |
Polytäträfluoräthyleü überzogenen Druckwalze von 5t71 cm- |
Durchmeäser bestanden, durch die das geschmolzene Misch- |
polymerisät an die.Stelle gepreßt und laminier-t wurde. |
Die beschichtete Folie wurde d abgekühlt, indem sie |
über-ein.Paar stählerne Abschreckwalzen von 20 cm Durch-- |
messer geführt wurde,-die bei einer Temperatur.unter dem |
Klebpunkt des Mis.chpolymerisats, d.h. bei etwa
65 0 C-ge- |
-halten wurden,-Nach dem Abkühlen wies die-erhaltene über- |
zogene..Papierbahn.eine festhaftende,0,019 mm dicke-Schicht |
*von Äthylen-Acrylsä'Ure-Nischpolymetisat auf und wurde auf |
eine. Vorratswalze aufgenommen. |
Die mi.t-Äth#.,len-Adrylsäüre-Misöhpolymerisat überzogene Pa- |
p#erbahn wi-es-eine Falzfestigkeit bzw. Berstfestigkeit von |
2: |
2.,0 ,kg/cm EL-Ufp gemessen mit dem Perkine-Southwich-Verbin- |
dungsprUfgerät nach den TAPPI-Verfahren. |
Im Gegensatz hierzu hatte der Überzug, wenn das gleiche Pa- |
piersubstra--t-in'g#.eicher Weise wie besehriebeng jedoch un- |
ter Weglassen der Vorerhitzung des- Papiersubstrats be- |
2 |
schichtet wurde, eine Paizfestigkeit von 1,76 kg/cm |
B e i s-p 1-e 3-- |
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 . wurde eine AlüJninium- |
folie mit einer Di-eke von 092 mm auf i48"O-v-drgeheizt,. |
Nach-deni-Beschichten mit einem Äthylen-Acrylsäure-Nlsch-- |
polymerigat, welches 11,9#o Acrylsäur-e aufwiLäsund einen- |
Schmelzindex von 4,2-dee.ig/min hatte-, wurden-#$treifei! der. |
0 |
be-schichteten Aluminiumfolie in einem Ofen bei
250 0 un- |
terschiedliche lange-nacherhitzt.9--wie.in Tabelle
1. ge- |
zeigt wird. |
Die Streifen wurden'dann 1 Stunde in siedendeS Xylol |
ge- |
brachtg um die Wirkung dieser-Nacherhitzungabehandlung |
auf die Bildung löslicher-polymerer Zerset,zungsprodukte:- |
Zfehens- |
zu bestimmeng die,währehd des ÜberzuEm gebildet.wurden. |
Die Werte in Tabelle I-zeigen, daß das Erhitzen der-be- |
schichteten Aluminiumfoil-A nach--dem.Aufbringen-des Über- |
zugs-wesentlich die'B:Lldung'pglyrnerer Zersetzungs rodukte |
p |
verrin ert. Die Verringer##g-ist. bei.einer gegebenen-,Tem- |
peratur d-er Brhitzungs,dauer_ p;ro'nortional..-- |
Tabelle I |
Nacherhitzungedauer bei 250 0 0- Polymorisatgewichtsverluät |
(Minuten) (mg) |
0 16197- |
1 8195 |
2 3694 |
10 397 |
B
e 1 4
Nach dein Verfahrenvon Beispiel
1 wurde eine Aluminiumfolie
von 0918 mm Dicke mit-einem
09018 mm dickenlÜbterzug aus-einem Äthylen-Acrylaäure-I4ischpolymerlaat
mit einer Ge-' achwindigkeit von 212,5 m/min überzogen. Das Nischpolymeri
a at
- enthInt
4% Acryllgäure und hatte einen-,Schmelzindex
von
697 deeig/minb-Die Aluminiumfolie, wurde. jedoch nichtvorerhitzto. Die
Temperatur des.geäohmolzenei# Misohpolyme risats betr4"g. im Moment des -Strar.Spressens
von den Mundetücklippen, 2,73c0 Streif en- der beschi chteten Aluminium-
,
folie
wurde# in einem Ofen bei-250
0 C verschie.den# lange nacher41tzt-# wie
In.. Tabelle II unten gezeigt wird.
Streifen der beschichteten Aluminiumfaliewurden 1--Stunde |
in siedendes Xylol gebrachti um die Menge an löslIchen |
polymeräii Zersetzungsprodukten zu beAtimmen#-# die. -während |
des Aufbringens des Überzugs gebildet-wurden. Die-- Werte |
in der-nachstehenden Tabelle II zeigen, daß das Erhitzen |
der-überzogenen'Alumini,umlfolie nach demAufbringendes |
-Überzugs den Löslichkeitsvörlustwesentlich verminderte, |
wobei, die Verminderung -bei- einer Zegebenen Temperatur der |
Erhitzungsdauer pr-oportioüäl, war. |
Tabelle -II |
Naeherhitzungsdauer 'bei 250,00 rolyjüerisatve,-rluot
nach |
(Minuten) Kochen in, Xylol |
im Gegensatz hierzu viies. tine in - gleicher
- Weise #mit &ein' |
gleichen Äthylen-koryi.13äure,-Ni.Behpolymeriset ohne- Vor- |
oder-Nao . herhitzung überzogene Aluminiumfolie -einen
Pol-- |
y- |
merisatverlust von 999-9% auf wenn sie l',Stunde in
Xy |
eko cht wurde. |
B e i a 1 5
Nach dem Verfahren von Beispiel
1 wurde eine Aluminiumfolie von 0,2 mm Dicke auf
160 0 C vor-erhitzt.
D , ie Folie wurde dann mit einem,Äthylen-Acrylsäure-Plischpolymerisat, überzog,en,
welches -11,9% Acry1säure enthielt und einen Schmelzindex von 4,2 deeig/min aufwies.,
Die Temperatur des von den-Nundstücklippen extrudierten, geschmolzenen Misch-0 polymerisats
betrug
218 of, Die-Aluminiümfoli,e, die mit einem
0,06 mm dick.en.Überzug
des Xischpölymerisats vbraehen war$ wurde anschließend
hei 250'0 nacherhitzt.
Dänn würde die beschicht ete Folie hinsichtlich-Abriebfestigkeit und Kratzfestigkeit
untersucht.