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.