DE1022338B - Verfahren zum Verkleben von Metallen mit Cellulosehaltigem Material oder Geweben unter Anwendung von Phenolharzen durch Verpressen bei erhoehter Temperatur und Druck - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Mit Melaminharzen werden bei Verklebungen von Metallen mit cellulosehaltigen! Material keine brauchbaren Festigkeiten erzielt. Ebenfalls sind Phenolharze selbst bei einem Zusatz von Stoffen wie Polyvinylformal oder Polyvinyl-butyral nur begenzt für diese Zwecke brauchbar, da die Verklebungen je nach der Art des Metalls recht unterschiedlich sind. So erhält man beispielsweise bei der Verklebung von Kupferblechen mit Holz mit Hilfe von Phenolharzen nur eine Scherfestigkeit von etwa 10 kg/cm², die für technische Zwecke unzureichend ist.

Es wurde nun gefunden, daß man überraschenderweise vorzügliche Verklebungen von Metallen mit cellulosehaltigen! Material oder Geweben erhält, wenn man die Verklebung mit Hilfe von Gemischen aus Melamin- und Phenolharzen durchführt. Als Melaminharze kommen die bekannten Kondensationsprodukte aus Melamin und Aldehyden, vorzugsweise Formaldehyd sowie ihre Verätherungsprodukte in Frage, während unter Phenolharzen die entsprechenden Kondensationsprodukte aus Aldehyden und Phenolen zu verstehen sind. Als Phenolkomponente kommt dabei nicht nur Phenol selbst in Frage, sondern auch Naphthol, Kresol, Resorcin, Alkylphenol, Phenolsulfonsäuren, Aminophenole, Nitrophenole und ähnliche phenolische Verbindungen, welche bekannterweise zur Herstellung von Harzen verwendet werden.

Zweckmäßigerweise gelangen solche Kondensationsprodukte aus den genannten Komponenten zur Anwendung, welche leicht in flüchtigen Lösungsmitteln, wie Aceton, niederen Alkoholen, Halogenkohlenwasserstoffen, Benzol oder Toluol, vorzugsweise jedoch in Wasser, löslich sind.

Der Zusatz von Härtern zu den Kunstharzgemischen ist nicht erforderlich, jedoch kann man in besonderen Fällen gewünschtenfalls auch die üblichen Härtungsmittel, wie beispielsweise Ammoniumchlorid, Halogenfettsäuren, Alkyl- oder Arylsulfonsäuren und ähnliche Verbindungen zufügen.

Das cellulosehaltige Material kommt vorzugsweise in Form von Papier, Pappen, Holz, cellulosehaltigen bzw. holzhaltigen Preßkörpern oder Preßplatten zur Anwendung, während unter Geweben im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere textile Gewebe wie Zellwolle oder Baumwolle zu verstehen sind. Die angewandten cellulosehaltigen Materialien können mit Kunstharzen getränkt, beschichtet, vorkondensiert oder anderweitig vorbehandelt sein. Die Gewebe können aber auch aus anderen Materialien, wie z. B. Glasfaser oder Kunststoffaser, bestehen. Die Menge des Phenolharzanteils ist von verschiedenen Faktoren abhängig, so insbesondere von den zu verklebenden Materialien und dem Anwendungszweck des verblebten Materials. Die Festigkeitswerte der

Verfahren zum Verkleben von Metallen mit cellulos ehaltigem Material

oder Geweben

unter Anwendung von Phenolharzen

durch Verpressen bei erhöhter

Temperatur und Druck

Anmelder:

Henkel & Cie. G.m.b.H.,
Düsseldorf-Holthausen, Henkelstr. 67

Dipl.-Chem. Dr. Horst Kosche, Düsseldorf-Holthausen, und Dr. Rudolf Köhler, Düsseldorf,
sind als Erfinder genannt worden

Verklebungen schwanken im allgemeinen in größerem Umfang nur bei den Grenzwerten, während innerhalb des sonstigen Mischungsbereiches zwar je nach der Art der Komponenten gewisse Schwankungen vorkommen, jedoch diese in einer kleineren Größenordnung liegen. In der Zeichnung ist der Verlauf der Festigkeitswerte für das System Buchenholz—Kupfer zur Illustration dieses Sachverhaltes dargestellt, wobei die eingezeichneten Werte Durchschnittswerte von mehreren Klebungen darstellen.

Auf Grund der in einem weiten Mischungsbereich zu erzielenden hervorragenden festen Verklebungen hat man daher die Möglichkeit, andere für die Praxis wichtige Gesichtspunkte, wie noch weiter unten ausgeführt wird, durch entsprechende Variation der Menge des Phenolharzanteils günstig zu beeinflussen. Hinsichtlich dieser Gesichtspunkte ist es im allgemeinen vorteilhaft, den Phenolharzanteil des Harzgemisches in den Grenzen von 10 bis 50% zu halten.

Die Anwendung der Harzgemische nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dadurch erfolgen, daß man mindestens eine der zu verklebenden Flächen mit einer Lösung des Harzgemisches bestreicht, die beiden Flächen zusammenlegt und dann unter Er-

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hitzen verpreßt. Vorteilhafterweise wird man jedoch vor dem Verpressen unter Erhitzen das Lösungsmittel durch Verdampfen gegebenenfalls unter Erwärmung möglichst weitgehend entfernen. Eine andere zweckmäßige Arbeitsweise ist in der Verwendung von sogenannten Leimfilmen zu sehen. Diese werden durch Aufbringen des Kunstharzgemisches auf flächiges Trägermaterial, wie insbesondere dünnes saugfähiges Papier und anschließendes Trocknen des

kann man für diesen Zweck infolge der schlechten Klebung an Metall nicht verwenden.

Beispiel 1

Eine wäßrige Lösung aus 100 Teilen Wasser und 70 Gewichtsteilen eines durch Kondensation von Melamin mit Formaldehyd hergestellten Harzes sowie 30 Gewichtsteilen Phenolharz (Kondensationsprodukt aus Phenol und Formaldehyd) wird auf ein Kupfer-Films erhalten. Anschließend werden dann jeweils die io blech aufgetragen und das Lösungsmittel durch zu verklebenden Flächen, nachdem sie mit dem Harz- Trocknen entfernt. Anschließend wird das Kupfergemisch versehen sind bzw. ein Leimfilm dazwischen- blech mit 5fach verleimtem Buchensperrholz bei 125 gelegt wurde, unter Druck und Wärme verpreßt. Die bis 130° und einem Druck von etwa 20 kg/cm² verdabei anzuwendenden Temperaturen und Drücke liegen preßt. Die Preßdauer beträgt 10 Minuten. Die Scheretwa zwischen 110 und 140° bzw. 4 und 100 kg/cm². 15 festigkeit der Klebung der Kupferfolie wurde mit Der Druck richtet sich dabei im wesentlichen nach der 47 kg/cm² ermittelt.

Eine unter gleichen Bedingungen mit Melaminharz allein durchgeführte Verklebung ergab eine Scherfestigkeit von 25 kg/cm², während bei Verwendung von Phenolharz die Scherfestigkeit nur etwa 10 kg/cm^s beträgt. Aus der graphischen Darstellung ist der Ein

Festigkeit der nichtmetallischen Unterlagen, je härter diese ist, desto höhere Drücke können im allgemeinen angewendet werden. Die Anwendung möglichst hoher Drücke ist vorteilhaft.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt nicht nur zu vorzüglichen Verklebungen, insbesondere auch bei schwer zu verleimenden Komponenten wie Holz und Kupfer, wo mit Harzgemischen aus 30 % Phenolharz und 70% Melaminharz Scherfestigkeiten über 45 kg/cm² erzielt wurden, sondern ist auch in anderer Hinsicht vorteilhaft. Die nach Durchführung des vorliegenden Verfahrens erhaltenen Leimfugen besitzen eine weit geringere Färbung als entsprechende Leimfluß der Mengenverhältnisse von Melaminharz zu Phenolharz auf die Festigkeit einer Kupfer-Holz-Verleimung zu ersehen.

Beispiel 2

verpreßt. Die so hergestellte Klebung zeigte eine Scherfestigkeit von 43 kg/cm².

Beispiel 3

Auf ein 5fach verleimtes Sperrholz wird eine wäßrige Kunstharzlösung mit 10% Phenolharz und 90% Melaminharz, bezogen auf den gesamten Harzanteil, aufgetragen. Anschließend wird das Lösungsmittel

In gleicher Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, wird eine Aluminiumfolie, die vorher mit einer wäßrigen Harzlösung, deren Harzanteil zu 35% aus

fugen, welche beim Verkleben mit Phenolharzen allein 30 Phenolharz und 65% aus Melaminharz besteht, beerhalten werden. Letztere sind immer dunkel- bis handelt und mit 5fach verleimtem Buchensperrholz schwarzbraun, während man im vorliegenden Fall
neben einer hervorragenden Festigkeit farbschwache
Leimfugen erhält. Dies ist für die Herstellung von
Dekorationsschichtstoffen oder ähnlichen verredelten 35
Oberflächen sowie für mit Metallfolien verklebte
Sperrhölzer bzw. für Sperrholz mit eingelegten
Metallfolien von erheblicher technischer Bedeutung.
Die vorliegende Erfindung ist ausgezeichnet anwendbar zur Einarbeitung von Metallzwischenlagen 40 durch Trocknung entfernt. Die so behandelte Sperrin sogenannte Schichtstoffe. Schichtstoffe stellt man holzplatte wird mit einem 1,5 mm starken Eisenblech im allgemeinen dadurch her, daß mit Harzen im- überdeckt und 12 Minuten lang bei einer Temperatur prägnierte flächenartige Trägermaterialien, wie z. B. von 135° und einem Druck von 20 kg/cm² verpreßt. Papier, Furniere, Gewebe aus beliebigen Stoffen Die Scherfestigkeit der so erhaltenen kochwasserfesten od. dgl. unter Erhitzen in mehreren Lagen zusammen- 45 Verleimung ergab 33 kg/cm².

gepreßt werden. Man kann in diese Schichtstoffe eine Eine in gleicher Weise durchgeführte Verklebung,

oder mehrere Metallzwischenlagen, insbesondere aus jedoch unter Anwendung von reinem Melaminharz dünnen Metallfolien, dadurch einarbeiten, daß man ergab hingegen nur eine Scherfestigkeit von 10 kg/cm², zwischen die Metallschicht und die in beiden Rieh- Verwendet man an Stelle des angegebenen Melamin-

tungen benachbarte Schicht des imprägnierten Träger- 50 und Phenolharzgemisches eine Mischung aus 20% materials je einen Film gemäß obiger Beschreibung Melaminharz und 30% Phenolharz, so ergibt sich einlegt und wie üblich verpreßt. An Stelle des Films
kann man selbstverständlich auch eine Melaminharz-,
Phenolharzlösung auf das Trägermaterial oder das
Metall in der oben beschriebenen Weise auftragen und 55
gegebenenfalls nach Verdampfung des Lösungsmittels
verpressen.

Man kann die eben beschriebene Arbeitsweise naturgemäß auch zur Anbringung einer oberflächlichen
Metallschicht auf einem Schichtstoff anwenden. Letz- 60
teres Verfahren wird beispielsweise benutzt zur Herstellung des sogenannten gedruckten Stromkreises,
wobei auf eine isolierende Unterlage eine Folie von
Messing, Kupfer, Tombak, Aluminium od. dgl. aufgebracht wird. Es wurde gefunden, daß man bei An- 55 Schichtkörper wird nun bei 130° und 30 bis 50 kg/cm² wendung dieses Verfahrens nicht nur eine erhöhte Druck 20 Minuten lang verpreßt. Die so hergestellte Festigkeit der Metall-Isolierstoff-Verbindung erhält, Verbindung des Aluminiums mit dem cellulosehaltigen sondern daß auch die Kriechstromfestigkeit gegenüber Material besitzt eine hohe Zugfestigkeit. Phenolharzen erheblich erhöht ist und annähernd die An Stelle der Hartfaserplatte kann man auch Span-

Werte von Melaminharzen zeigt. Melaminharze allein 70 platten oder Sperrholz, an Stelle des Dekorations-

hierdurch eine Steigerung der Scherfestigkeit auf

38 kg/cm². _ . ...

' Beispiel 4

Durch Aufbringen eines Kunstharzgemisches aus 25% Phenolharz und 75% Melaminharz mit Hilfe einer wäßrigen Lösung auf ein flächiges Trägermaterial (Seidenpapier) und anschließender Trocknung wird ein Leimfilm hergestellt.

Die Oberfläche einer Hartfaserplatte wird mit einem derartigen Leimfilm belegt. Darauf wird eine Aluminiumfolie von etwa 0,2 mm Stärke sowie erneut ein Leimfilm und endlich als oberste Schicht ein für Dekorationszwecke geeignetes Papier gelegt. Der

papiers Gewebe oder Holzfurnier verwenden. Die Preß- bzw. Erwärmungsdauer muß dann in entsprechender Weise den Materialien angepaßt werden und liegt etwa zwischen 110 und 140° sowie 4 und 100 kg/cm² bei einer Preßdauer von 7 bis 40 Minuten.

Beispiel 5

Für Schichtstoffe geeignete Cellulosepapiere werden mit einer Kunstharzlösung (Lösungsmittel Äthanol), die 30 Gewichtsteile Phenolharz (mit Butanol veräthertes Kondensationsprodukt aus Phenol und Formaldehyd) und 70 Gewichtsteile Melaminharz (mit Äthanol veräthertes Kondensationsprodukt aus Melamin und Formaldehyd), jeweils bezogen auf den Harzanteil, getränkt. Die mit der Harzlösung imprägnierten Papiere werden mit einer Gummiwalze abgequetscht, so daß entweder ein Harzauftrag von 80 bis 120% des Papiergewichtes oder von 120 bis 250°/o des Papiergewichtes resultiert, und anschließend getrocknet.

Aus diesen beharzten Papieren wird ein Schichtstoff aufgebaut, der als tragendes Element aus einigen Lagen des weniger beharzten, dann eine Lage des stärker beharzten Papieres und danach eine Kupfer-, Aluminium- oder Messingfolie enthält. Soll die Metallfolie nicht an der Oberfläche liegen oder mehrere Metallfolien zwischen getränkten Papieren sich befinden, so ist entsprechend weiterzuschichten, wobei die Metallfolien zwischen Papieren mit 150 bis 250% Harzauftrag liegen sollen. Die als tragende Elemente vorgesehenen Papierbahnen können aber auch mit einem anderen Harz oder Harzgemisch, wie Melaminharz. Phenolharz, Harnstoffharz, Thioharnstoffharz u. a. und deren Gemischen, beharzt sein, wobei ein Harzauftrag von 80 bis 120% des Papiergewichtes notwendig ist. Die Papier- und Metallfolienschichten werden mit 100 kg/cm² bei 125 bis 140° verpreßt. Verwendet man zur Beharzung der als tragende Elemente vorgesehene Papierbahnen Phenolharze, so beträgt die Preßzeit 30 bis 40 Minuten. Bei der Verwendung von Melaminharzen 10 bis 20 Minuten.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zum Verkleben von Metallen mit cellulosehaltigen! Material oder Geweben unter Anwendung von Phenolharzen durch Verpressen bei erhöhter Temperatur und Druck, dadurch gekennzeichnet, daß Gemische aus Melamin- und Phenolharzen zwischen die zu verklebenden Flächen gebracht werden.

   2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung, vorzugsweise wäßrige Lösung des Kunstharzgemisches auf minde-

   • stens eine der zu verklebenden Flächen gebracht und das Lösungsmittel entfernt wird.

   3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leimfilm aus Melamin- und Phenolharz zwischen die zu verklebenden Flächen gebracht wird.

   4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpressung bei Temperaturen von 110 bis 140° erfolgt.

   5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der zu verklebenden Flächen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.

   6. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der zu verklebenden Flächen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen besteht.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 875 568, 864 427.

   618, 935 142, 767 062, 680 707; Plath: »Die Holzverleimung«, 1951, S. 184 bis

   186.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © IW 84S/288 12.