Verfahren zur Erzeugung von spannungsfrei verleimten Kombinationsplatten. Wenn man versucht, starre Flächenge bilde, wie z. B. Metallflächen. Asbest- Zementplatten, Kunstharzplatten und der gleichen mit den bekannten Heissleim einsei tig auf Unterlagen, wie Sperrholz aufzu leimen, so treten in der Regel Schwierigkei ten auf. Die Hauptschwierigkeit ist dabei das starke Verziehen solcher einseitig ver leimter Kombinationsplatten. Dies tritt hauptsächlich ein als Folge der verschieden starken Zusammenziehung der ungleichen Materialien während des Abkühlens, also auf Grund der verschiedenen thermischen Aus dehnungsverhältnisse der verwendeten Werk stoffe.
Bei einer Kombinationsplatte, bei welcher beispielsweise Aluminiumblech ein seitig auf Sperrholz verleimt ist, liegen die folgenden Ausdehnungsverhältnisse vor. Die Aluminiumplatte hat einen Ausdehnungs koeffizienten von 25 X 10-6, Holz durch schnittlich nur 5 X 10-6 parallel zur Faser und 40 X 10-6 quer zur Faser.
Es muss sich also diese Verschiedenheit der Ausdehnungs- bezw. Kontraktionsverhältnisse so äussern, dass nach dem Erkalten der verleimten Stücke wie bei einem Bimetallstreifen eine grössere oder geringere Wölbung eintritt, welche, je nachdem die Unterlage oder das Metall sich stärker zusammenzieht, konkav oder 'konvex werden muss. Wird im obigen Falle Sperr holz verwendet, bei dem die grosse Wärme schwindung quer zur Faser durch das Kreu zen der Holzlagen ausgeglichen ist, so wird die heiss verleimte und dann abgekühlte Kombinationsplatte stets aluminiumkonkav ausfallen, weil sich das Aluminium viel stär ker kontrahiert als die Sperrplatte.
Solche Platten werden stets erhalten, wenn in be kannter Weise Aluminiumblech mit einem Leim, z. B. einem Phenolharzleim, auf eine Sperrholzunterlage heiss aufgepresst wird. Das gleiche Resultat wird auch erhalten, wenn andere heisshärtende Leime, wie z. B. Harnstoffharz- oder Melaminharzleime unter zweckmässiger Vorbereitung der Aluminium- oberfläche verwendet werden, oder wenn thermoplastische Bindemittel, wie z.
B. Zellu- loseacetat- oder Nitrocellulose-Folien, heiss verspresst und dann in der Presse gekühlt werden. Auch heiss abbindende natürliche Leime verhalten sich gleich. In allen diesen Fällen ist nämlich die durch die Abkühlung erzeugte Wölbung zu gross, als dass solche Platten praktisch Verwendung finden könn ten.
Versucht man aber diese Bindemittel kalt anzuwenden, so stösst man auf andere Schwierigkeiten: schlechte oder überhaupt fehlende Adhäsion nach dem Abbinden des Kaltleimes, Korrosion von Dletallflächen dureh die Beschleuniger usw.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren zur Erzeugung von span nungsfrei verleimten Kombinationsplatten durch Verleimen von starren Flächengebil den, insbesondere Metallflächen, auf Unter lagen aller Art, insbesondere Sperrholz, da durch gekenuzeichiiet, dass in erster Stufe nri- ter Verwendung eines Heissleimes auf das starre Flächengebilde eine Haftschicht heiss aufgepresst wird, worauf in z-#veiter Stufe die so vorbereitete und dadurch kaltverleim- fähig gemachte, starre Fläche mit einem Kalt leim mit der Unterlage kalt verpresst wird.
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1. <SEP> Stufe: <SEP> Heissverleirnung <SEP> (praktisch <SEP> spannungsfrei) <SEP> cc) <SEP> starres <SEP> Flächengebilde
<tb> (Metallblech <SEP> usw,.
<tb> l <SEP> Heissleim
<tb> c) <SEP> Haftschicht <SEP> (Papier <SEP> usw.)
<tb> \3. <SEP> Stufe: <SEP> Kaltverleimung <SEP> (spannungsfrei) <SEP> d) <SEP> Kaltleim
<tb> Unterlage <SEP> (Sperrholz.
<tb> Asbestzement <SEP> usw.) Als starre Flä ebengebilde kommen sä mt- liche durch Kaltleimung nicht verleimbaren starren Materialien in Betracht, die sich durch ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften zur Oberflächenveredlung von Kombinationsplatten eignen.
Wird hoher mechanischer Schutz, z. B. gegen Zerkratzen und Abnützung, gesucht, so können metallische Flächen Verwendung Gemäss dem neuen Verfahren wird also die Verleimung in zwei Stufen vorgenommen.
Die erste Stufe umfasst die Heissverlei- mung des starren Flächengebildes mit einer dünnen Haftschicht, welche gestattet, darauf in einer zweiten Stufe eine normale und ein wandfreie Kaltverleimung mit der Unterlage vorzunehmen. Durch die erste Stufe wird eine wasserfest verleimte Kombinationsplatte, bestehend aus starrer Fläche (z. B. Metall blech), Heissleimschicht und Haftschicht, ge schaffen, welche nach dem Abkühlen keine schädlichen Spannungen aufweist, da die dünne Haftschicht, meist Papier, Tuch oder ganz dünnes Fournier, die starre Fläche nicht in schädlicher Weise verbiegen kann.
Wird nun in zweiter Stufe diese Kombi nation kalt verleimt, was infolge der geschaf fenen Haftfläche keine technischen Schwie rigkeiten mehr bereitet, so treten selbstver ständlich auch keine nachträglichen Wölbun gen mehr auf, da keine Verschiedenheit iri der thermischen Aasdehnung mehr auszu gleichen ist wie bei der Heissverleimung. Diese endgültige Kaltverleimung erfolgt also spannungsfrei.
Diese Vorgänge werden durch das fol gende Schema veranschaulicht: finden. Als Metalle sind besonders interes sant: Aluminium, Eisen, Stalil, Messing. Kupfer, Zink, Nickel, Bleche aus Legierun gen usw.
Für die Erzeugung von feuerfesten Kom binationsplatten können Asbest-Zementplat- ten, dünne Schieferplatten, Kunststeinplatten usw. in Betracht kommen.
Werden wasserfeste, dekorative Ober- flächeneffekte gewünscht, so können dünne Kunstharzplatten, Platten aüs Pressmassen in verschiedenen Farben oder mit marmorier ten und andern Effekten, oder laminierte Zierschichten, die Kunstharze als Bindemittel enthalten, verwendet werden.
Als Heissleime eignen sich die modernen synthetischen Leime auf der Basis von hitze härtenden Harzen. Davon haben sich Phenol harz, Harnstoffharz und Melaminharz sehr gut bewährt. Für Spezialfälle können auch heiss härtbare Casein- und Glutinleime ver wendet werden. Auch thermoplastische Binde mittel können Verwendung finden, z.
B. sol che auf der Basis von Nitro-, Acetyl- oder Benzylcellulose. Vorteilhaft werden diese Heissleime wasserfrei bezw. lösungsmittelfrei, also erst nach dem Antrocknen bei mässiger Temperatur oder Zimmertemperatur, heiss verpresst. Man kann aber in den meisten Fäl len auch Bindemittelfolien verwenden, mit oder ohne Trägersubstanz, z. B. Leimfilm auf Basis von Phenolharz, mit. dünnen Papier als Träger, oder einen trägerfreien Film von Benzylcellulose.
Einige der obigen Leime haben eine un genügende oder gar keine Adhäsion auf Me tallen oder gehärteten Harzplatten usw. Hier kann man sich ähnlich wie bei der Herstel lung von Sicherheitsglas dadurch helfen, dass eine sehr dünne Adhäsionsschicht, z. B. be stehend aus einem Eiweisskörper, wie Gela tine, Hautleim, Casein, auf die vorzugsweise zuerst aufgerauhte Fläche gebracht wird, welche nach dem Antrocknen und Verpressen mit dem Heissleim sehr gute Adhäsion gibt.
Als Haftschicht für die nachfolgende Kaltverleimung kommt besonders Papier in Frage. Die Heissverleimung wird dabei vor teilhaft so ausgeführt, dass das Papier teil weise vom Heissleim durchdrungen, also teil weise imprägniert wird. Dann bietet die nicht imprägnierte Aussenseite des Papiers eine sehr gute Haftfläche für jeden Kalt leim. Statt Papier kann aber in gleicher Weise auch Gewebe verwendet werden. In Frage kommen auch poröse Schichten, wie dünne Holzfourniere, welche sich ausgezeich- net für diesen Zweck eignen. Auch anorga nische Flächengebilde, wie z. B. Asbestpapier oder Glasgewebe, können verwendet werden.
Für die Kaltleime kommen grundsätzlich die gleichen Stoffe in Frage, wie sie oben für die Heissleime aufgezählt wurden, wobei dieselben dem Zwecke der Kaltleimung in bekannter Weise durch besondere Zusätze, Beschleuniger usw. angepasst werden.
Als Unterlage eignet sich seines niedri gen spezifischen Gewichtes und seiner Festig keit wegen besonders Sperrholz. Noch höhere Festigkeit lässt sich unter Verwendung von mit Kunstharz imprägniertem und verdichte tem Holz, dem sogenannten vergüteten Holz erzielen. Weiterhin können in Betracht kommen laminierte oder aus Pressmassen ge presste Platten mit Phenolharz, Anilinharz, Harnstoffharz usw. als Bindemittel. Eine praktisch feuerfeste Kombination lässt sich unter Verwendung von Asbest-Zementplat- ten erzeugen.
Auch Kunstholzplatten bezw. Faserstoffplatten, Korkplatten, Karton, Li noleum usw. können für gewisse Zwecke in Frage kommen.
Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht an die Herstellung von einseitig ver leimten; also unsymmetrisch aufgebauten Kombinationsplatten gebunden, sondern man kann die gleichen Prinzipien auch zur Her stellung von spannungsfrei verleimten sym metrisch aufgebauten Kombinationsplatten anwenden.
Durch die zweistufige Kombination von Heiss- und Kaltverleimung wird nach obigem erreicht, dass einerseits die tadellose Haftung auf der starren Fläche durch eine Heissver- leimung gesichert wird und anderseits die Entstehung von thermischen Spannungen, die das Verziehen der Platten bewirken wür den, durch zweckmässige Anwendung der Kaltverleimung vermieden wird. Die nach diesem Verfahren herstellbaren Kombina tionsplatten stellen einen erheblichen Fort schritt dar.
<I>Beispiel 1:</I> Ein Aluminiumblech von 1 mm Stärke wird auf einer Seite aufgerauht und darauf eine Phenolharzleinifolie, z. B. die unter dem Namen "Tego"-Leimfilm im Handel befind liche Leimfolie, gelegt und mit diinnen Baumwollgewebe bedeckt. Diese Kombina tion wird 6 Minuten bei 135 C und 20 kg Druck pro em= gepresst und dann erkalten ge lassen.
Dann wird eine caseinverleimte Sperrholz platte mit einem Normalaufstrich von Casein- leim versehen, z. B. mit dem unter dein Namen "Certus" im Handel befindlichen Caseinleini, darauf die vorbereitete Alumi- niumplatte mit dem Gewebe auf die noch feuchte Caseinsehieht gelegt,
und das Ganze in der Leimpresse bei 5-20 kg Druck 'ein\ über dacht bei Zimmertemperatur abbinden gelassen. --Hau erhält eine Kombinationsplatte, bei der die Aluminiumschicht tadellos mit dem Holz verleimt i;t und die nach dem Trocknen unter normalen Bedingungen (Zim mertemperatur und mittlere Luftfnuclitig- keit) eben bleibt.
Beispiel <I>2:</I> Eine Aluminiumplatte wird einseitig auf geraulit und finit folgender Lösung be- striehen: 1() g Kristalleim (geschroteter hnoclienleim) werden im kaltem -Wasser ein gequollen und zwecks Verflüssigung mit 4 g Harnstoff versetzt und auf 40 cm' Wasser verdünnt. Nachdem alles gelöst ist, ist die Mischung verwendbar. Dieser Knochenleim wird in dünner Schicht aufgetragen und an der Luft völlig trocknen gelassen.
Er be- zweekt die Adhäsion des unten verwendeten Heissleimes auf dem Aluminium.
Dann wird ein wenig saugendes Papier einseitig mit. einem flüssigen Harnstoffleim bestrichen, der sieh für die Heissverleimung eignet, z. B. das unter dem Namen ,.Kaurit" käufliche Produkt mit "Heisshärter rot", und der Aufstrich an der Luft antrocknen ge lassen. Hernach werden Harnstoffharzschicht und Knochenleimschicht aufeinandergelegt und die Kombination 6 1Tinuten bei 100 C imd einem Druck von 15 kg,'em= gepresst.
Man erhält so eine Aluminiumplatte, die wasser fest mit einer verleimungsfähigen Papier- schicht verbunden ist. Die Papierschicht wird vorteilhaft noch aufgerauht und mit einem = kalthärtenden Harnstoffleim, z.
B. "Kaurit" mit "Kalthärter weiss" vorschriftsgemäss bei Zimmertemperatur auf eine Sperrholzplatte aufgepresst. 'Man erhält auch in diesem Falle eine vollkommen einwandfreie, gut stehende Metall-Holzplatte. Beispiel <I>3:</I> Ein Eisen- oder Stahlblech wird einseitig aufgerauht und finit der folgenden Adhäsions schicht bestrichen: 50 g Casein werden mit 225 cm' Wasser gequollen und mit 5 cm' Ammoniak versetzt, dann durch leichtes Erwärmen auf dem Wasserbad gelöst und abgekühlt.
Dann wird auf 450 cm' verdünnt und 50 cm' einer 50 % igen Ammoniumformiatlösung zugesetzt. Von dieser Lösung wird eine dünne Schicht auf die rauhe 11Letallplatte gestrichen und an der Luft oder bei mässiger Wärme trocknen gelassen.
Die so vorbereitete Metallplatte wird mit einem Leimfilm bedeckt, der als Bindemittel ein Aminotriazinharz gemäss der engliseben Patentschrift Nr. 48034() enthält. Ferner wird ein 0,3 mm Birkenfournir darauf ge legt und die ganze Kombination 10 Minuten bei<B>100'</B> C und 20 kg!em= gepresst.
Zur Kaltverleimung dieser Kombination mit der Unterlage wird ein Aminotriazin- Kaltleim verwendet, wie er in der englischen Patentschrift Nr. 480316, Beispiel 1, i, be schrieben ist, der aber an Stelle von 4 Teilen Kalium-Persulfat als Härtungsmittel 4 Teile Ameisensäure zugemischt. erhält. Als Unter lage wird zum Beispiel eine Asbest-Zement- platte verwendet, welche zur Neutralisation des Kalks mit 1 iger Schwefelsäure bestri chen und getrocknet wurde.
Ein Auftrag von rund 80 g obigen Leimes pro in' (berech net auf Trockenleim) genügt. Die heissver leimte Metall-Fournier-Kombination wird auf die noch feuchte Leimschicht über Nacht bei Zimmertemperatur bei einem Druck von 5-20 kg,l!cm\ aufgepresst. Nach dem Heraus nehmen aus der Presse wird die Platte noch einige Tage unter Vermeiden von Trocknung lagern gelassen und dann an der Luft fertig getrocknet.
Man erhält eine einwandfreie Verleimung der Metallplatte auf dieser Kunststeinunterlage, welche Kombination unter normalen Bedingungen völlig eben bleibt. <I>Beispiel</I> Bei den vorhergehenden Beispielen kann die metallene Oberfläche durch eine dünne Kunstharzplatte ersetzt werden.
Es wird, eine 0,5-1 mm starke, weisse oder farbige, laminierte Platte in bekannter Weise hergestellt, welche Harnstoffharz als Bindemittel, Lithopone als Pigment und Zel lulose als Füller enthält. Da diese nicht di rekt kalt verleimbar ist, wird sie zuerst ein seitig aufgerauht und nach Beispiel 1, 2 oder 3 mit einer verleimbaren Haftschicht ver sehen.
Man kann auch diese Haftschicht in einem Arbeitsgang gleichzeitig mit der Her stellung der Kunstharzplatte aufbringen, in dem man die Haftschicht bei der Herstellung der Kunstharzplatte als Deckblatt mitpresst, wodurch bei zweckmässiger Arbeitsweise direkt eine Kunstharzplatte mit heiss aufge- presster Haftschicht erzielt wird.
Diese mit einer Haftschicht versehene und dadurch kalt verleimfähig gemachte Oberflächenplatte wird nach Beispiel 1, 2 oder 3 auf eine Unterlage, bestehend aus Sperrholz, Asbestzement, Kunstkork usw. kalt aufgeleimt. Man erhält eine ebene Kom binationsplatte, welche hohe dekorative Wir kung besitzt.
<I>Beispiel 5:</I> Bei Verwendung eines thermoplastischen, an Stelle eines in der Hitze härtenden Heiss- leimes, kann beispielsweise wie folgt vorge gangen werden: Die aufgerauhte Oberflächenplatte wird mit einer 30%i,-en benzolischen Lösung von Benzylcellulose bestrichen und an der Luft getrocknet. Mit der gleichen Lösung wird auch ein Birkenfournier einseitig bestrichen und an der Luft trocknen gelassen.
Die bei den Flächengebilde werden dann mit der Benzylcelluloseseite gegeneinander in einer auf<B>100'</B> C beheizten Leimpresse bei 10-20 kg/cm' gepresst und sofort abge kühlt. Die so verleimfähig gemachten Ober flächenplatten können dann wie oben be schrieben auf die gewünschten Unterlagen verleimt werden.