DE1039167B - Klebmittelmischung zum Verbinden von elektrolytisch mit Zink ueberzogenem Stahl mit einem Film aus Polyvinylchlorid oder seinen Mischpolymerisaten - Google Patents
Klebmittelmischung zum Verbinden von elektrolytisch mit Zink ueberzogenem Stahl mit einem Film aus Polyvinylchlorid oder seinen MischpolymerisatenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Klebmittel, das zur Herstellung eines Schichtstoffes aus elektrolytisch
mit Zink überzogenem Stahl und einem Film bzw. einer Folie aus Polyvinylchlorid oder seinen
Mischpolymerisaten geeignet ist.
In der USA.-Patentschrift 2 728 703 (Ki er nan und Fischer, ausgegeben am 27. Dezember 1955) ist
ein Verfahren beschrieben, nach welchem eine Grundlage aus Metallblech mit einem vorgeformten Film
von Polyvinylchloridharz kontinuierlich heiß ge- ίο schichtet wird, um einen Schichtstoff zu erhalten, der
nachher stark verformt (z. B. gebogen, gezogen, gestanzt, geprägt oder gefaltet) werden kann, ohne den
Polyvinylchloridfilm zu verletzen und ohne daß die Klebebindung zwischen Polyvinylfilm und Metallgrundlage
Fehler bekommt. Obwohl das in dieser Patentschrift beschriebene Verfahren viele Vorteile
hat, war es doch erforderlich, den erhaltenen Schichtstoff in mancher Beziehung zu verbessern. So wurde
gefunden, daß mit den üblichen Klebmischungen, besonders nach einer Älterungsperiode, die Bindung
zwischen Polyvinylchloridfilm und Metall sehr schlecht war, wenn versucht wurde, einen vorgeformten Polyvinylchloridfilm
mit einem mit Zink überzogenen Metall kontinuierlich heiß zu schichten. Deshalb ist
es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Klebstoff zu schaffen, mit dessen Hilfe der Polyvinylchloridfilm
besonders fest an die mit Zink überzogene Metallgrundlage gebunden werden kann und auch
nach längeren Alterungszeiten fest gebunden bleibt.
Erfindungsgemäß wird dies mit einer Klebmittelmischung erreicht, die als wesentliche Bestandteile
(A) ein kautschukartiges ternäres Polymerisat enthält
aus ungefähr 40 bis 80% Butadien, ungefähr 10 bis 50 <>/» Acrylsäurenitril und ungefähr 2 bis 25% einer
ungesättigten Monoäthylenmonocarbonsäure mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie Methacrylsäure, und weiter
(B) ein harzartiges ternäres Polymerisat enthält aus 5 bis 20% Vinylacetat, 80 bis 95% Vinylchlorid und
0,5 bis 5% einer a,/?-ungesättigten Carbonsäure, wie
Maleinsäure (oder das Anhydrid), wobei das Verhältnis von (A) und (B) 10 bis 50 Teile (A) und entsprechend
90 bis 50 Teile (B) pro 100 Teile (A) und (B) ist. Die Klebmittelmischung kann weiter Vulkanisiermittel
für das kautschukartige ternäre Polymerisat, wie Schwefel oder schwefelabgebende Substanzen,
enthalten. Die Bestandteile werden in einem geeigneten flüchtigen Medium gelöst oder dispergiert
und in dieser Form auf die Oberfläche der mit Zink überzogenen Metallgrundlage oder des vorgeformten
Polyvinylchloridfilms aufgebracht, wie im einzelnen später beschrieben wird. In dem kautschukartigen
ternären Polymerisat (A) kann ein Teil oder die gesamte Methacrylsäure durch Acrylsäure ersetzt sein.
Klebmittelmischung
zum Verbinden von elektrolytisch
zum Verbinden von elektrolytisch
mit Zink überzogenem Stahl
mit einem Film aus Polyvinylchlorid
oder seinen Mischpolymerisaten
Anmelder:
United States Rubber Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. R. Poschenrieder,
Patentanwalt, München 8, Lucile-Grahn-Str. 38
Patentanwalt, München 8, Lucile-Grahn-Str. 38
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Juli 1956
V. St. v. Amerika vom 20. Juli 1956
Conleth Edward Kiernän, Naugatuck, Conn.,
und Walter Kent Clark, Woodbury, Conn. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden
Ganz allgemein sind Acrylsäure und ihre Homologen und einfachen Substitutionsprodukte brauchbar, besonders
diejenigen, die 3 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten. Diese sind die Monocarbonsäuren, die die
Gruppe C H2 = C <C enthalten.
Zur Herstellung der Klebmittellösung können die üblichen Lösungsmittel wie Kohlenwasserstoffe, z. B.
Toluol, oder Ketone, z. B. Methyläthylketon oder Methylisobutylketon od. ä., verwendet werden. Eine
bevorzugte Form der Klebmittelmischung enthält eine kleine Menge (d. h. 2 bis 10%, bezogen auf den Gesamtgehalt
an Festanteilen des Klebmittels) eines löslichen, in der Wärme reaktionsfähigen Phenolharzes
der Art, wie sie aus Phenol und Formaldehyd durch saure Katalyse hergestellt wird, wie es in der
USA.-Patentschrift 2 203 206 von Sheppard und
anderen beschrieben ist. Das Phenolharz ist vorzugsweise mit 2 bis 10% Cashew-Nußöl (Nußöl des
Nierenbaums) modifiziert. Diese Harze können in Gegenwart einer Härtungsmittels durch Erhitzen in
einen verhältnismäßig unschmelzbaren Zustand übergeführt werden, wobei das Härtungsmittel gewöhnlich
eine Formaldehyd abgebende Verbindung ist, wie
&09 63&Z382
3 4
es den Fachleuten bekannt ist. Diese im Handel er- Mengen vorhanden sein, z. B. Calciumcarbonat, Mahältlichen
Harze enthalten gewöhnlich die geeignete gnesiumoxyd oder Ton. Ebenso können die üblichen
Menge Härtungsmittel, wie Hexamethylentetramin Stabilisatoren für Polyvinylchloridfilme, wie Bleiveroder
Paraformaldehyd. Es wird auch angenommen, bindungen, z. B. zweibasisches Bleistearat oder andere
daß das Phenolharz als Vulkanisiermittel und Ver- 5 Stabilisatoren, vorhanden sein. Ganz allgemein ist die
netzungsmittel für das kautschukartige ternäre Poly- Zusammensetzung des Films oder der Folie wie folgt:
merisat (A) wirkt, und es wird angenommen, daß Gewichtsteil
dieses ternäre Polymerisat während und nach dem Polyvinyichioridharz I00"
Schichtungsvorgang im wesentlichen durch Hitze ge- Wefchn/acher 0 bis 45
härtet und unschmelzbar gemacht wird. _ 10 stabilisatoren 0 bis 10
Das kautschukartige ternäre Polymerisat aus Bu- Schmiermittel 0 bis 3
tadien, Acrylsäurenitril und Methacrylsäure kann indifferente Fa^; 'F\'gm^ Oder" Füllhergestellt
werden, wie es z. B. in der USA.-Patent- stoffe 0 b' 50
schrift 2 395 017 von S em on, ausgegeben am 19. Februar 1946, beschrieben ist. 15 Der elektrolytisch mit Zink überzogene Stahl wird
Das Vinylchlorid-Vinylacetat- Mischpolymerisat- auf das Schichtungsverfahren vorzugsweise vorbeharz,
das mit einer kleinen Menge einer a,/?-ungesät- reitet, indem auf die Oberfläche eine Lösung von
tagten Carbonsäure modifiziert ist, kann hergestellt Chromsäure aufgebracht wird, um eine Oberfläche
werden nach der USA.-Patentschrift 2 329 456 von aus Zinkchromat zu bilden. Der elektrolytisch mit
Campbell, ausgegeben am 14. September 1943. Auf 20 Zink überzogene Stahl kommt gewöhnlich mit einem
die Beschreibung dieser Patentschrift wird besonders Schutzüberzug von Zinkphosphat aus der Elektrogalhingewiesen.
vanisieranlage. Durch Eintauchen des elektrolytisch Der Klebstoff dient zur Anbringung eines vorge- mit Zink überzogenen Stahls mit einer Oberfläche von
formten Polyvinylchloridfilms auf ein Eisenmetall, Zinkphosphat in ein Bad der Chromsäurelösung wird
besonders Stahl in Blechform, das eine elektrogalva- 25 das Zinkphosphat der Oberfläche in Zinkchromat umnisierte
Oberfläche hat, d. h., das einen elektrolyt!- gewandelt. Für diesen Zweck geeignete Präparate
sehen Zinküberzug hat zum Unterschied von einer sind bekannt. Der elektrolytisch mit Zink überzogene
heißgetauchten galvanisierten Oberfläche. Stahl kann dann mit klarem Wasser gespült und ge-Der
vorgeformte Polyvinylchloridfilm, der auf die trocknet werden. Danach ist er für das Schichtungs-Metallblechgrundlage
aufgebracht wird, kann durch 30 verfahren fertig.
jedes übliche Verfahren, z. B. durch Kalandrieren Das Schichtungsverfahren wird ausgeführt, indem
oder Gießen, hergestellt werden. Der Film oder die zuerst auf die Oberfläche des elektrolytisch mit Zink
Folie kann aus Polyvinylchlorid selbst bestehen, oder überzogenen Stahls die oben beschriebene Klebmittel-
er kann aus einem modifizierten Vinylchloridpoly- lösung oder Dispersion aufgebracht wird, deren
merisat sein, das z. B. durch Mischpolymerisieren von 35 Grundlage das ternäre Polymerisat von Butadien,
Vinylchlorid mit einer mischpolymerisierbaren Sub- Acrylsäurenitril und Methacrylsäure zusammen mit
stanz, wie Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Diäthylmaleat den Mischpolymerisaten von Vinylchlorid und Vinyl-
usw. erhalten wurde, oder der Film kann aus Vinyl- acetat, modifiziert mit einer kleinen Menge Malein-
chloridpolymerisat bestehen, das modifiziert wurde, säure, ist.
indem es mit anderen Harzen oder Kautschukarten 40 Das Klebmittel kann aufgebracht werden durch
gemischt wurde, z. B. mit Acrylsäurenitril-Butadien- Überziehen mittels Rollen, Sprühen oder Bürsten oder
Mischpolymerisat oder Styrol-Acrylsäurenitril-Misch- andere geeignete Verfahren. Besondere Beispiele für
polymerisat. Der Polyvinylchloridfilm ist gewöhnlich geeignete Klebmittelmischungen sind folgende:
plastifiziert, aber es kann auch ein Film verwendet
plastifiziert, aber es kann auch ein Film verwendet
werden, der wenig oder keinen Weichmacher enthält. 45 Beispiel 1
Zum Beispiel können Weichmachermengen von 9 bis Gewichtsteile
45 Teilen pro 100 Teile Harz für die Zusammen- Mischpolymerisat von Butadien (69,0%),
setzung des Films verwendet werden, je nach den ge- Acrylsäurenitril (26,5%) und Meth-
wünschten physikalischen Eigenschaften. Es wurde acrylsäure (4,5%) 3,81
gefunden, daß oft eine optimale Adhäsion erhalten 50 Phenolformaldehydharz (Hexamethylen-
wurde, wenn der Weichmachergehalt der Polyvinyl- tetramin enthaltende wärmereaktions-
chloridfolie ungefähr 28 Teile war, jedoch liegt ein fähige Art) 0,954
Vorteil des erfindungsgemäßen Klebmittels darin, daß Mischpolymerisat aus Vinylchlorid (87%),
es durch Wanderung des Weichmachers vom Film in Vinylacetat (12%) und Maleinsäuredas Klebmittel nicht merkbar ungünstig beeinflußt 55 anhydrid (1%) mit einem Molekularwird. Deshalb kann ein beträchtlicher Gehalt an gewicht von 10 000 bis 15 000 14,300
es durch Wanderung des Weichmachers vom Film in Vinylacetat (12%) und Maleinsäuredas Klebmittel nicht merkbar ungünstig beeinflußt 55 anhydrid (1%) mit einem Molekularwird. Deshalb kann ein beträchtlicher Gehalt an gewicht von 10 000 bis 15 000 14,300
Weichmacher, z. B. 50 oder 60 Teile, ohne ungünstige Methyläthylketon , 37,61
Wirkung verwendet werden, wenn es erforderlich ist. Methylisobutylketon 18,51
Es kann jeder übliche geeignete Weichmacher oder Toluol 20,0
eine Mischung von Weichmachern verwendet werden, 60 Merkaptobenzthiazol 0,066
z. B. Butyldecylphthalat, Dioctylphthalat, Trikresyl- Schwefelkohlenstoff 4,75
phosphat, Trioctylphosphat, Dioctyladipat, Dioctyl-
azelat, Dioctylsebacat und die sogenannten polymeren Beispiel 2
epoxydierten Weichmacher. Die Rezeptur für den Gewichtsteile
Film oder die Folie kann Schmiermittel wie Stearin- 65 Mischpolymerisat von Butadien (69,0%),
säure oder »Acrawax C« (ein synthetisches Wachs mit Acrylsäurenitril (26,5 %) und Meth-
dem Schmelzpunkt 140 bis 143° C, von dem ange- acrylsäure (4,5%) 3,8
nommen wird, daß es ein gemischter Ester aus Fett- Phenolformaldehydharz (Hexamethylen-
säuren und mehrwertigen Alkoholen ist) usw. ent- tetramin enthaltende wärmereaktions-
halten. Füllstoffe können ebenfalls in den üblichen 70 fähige Art) 1,0
5 6
Gewichtsteile vorzugsweise 204 bis 232° C, erwärmt wird. Das so
Mischpolymerisat aus Vinylchlorid (87%), vorgewärmte, mit Klebmittel überzogene, elektrisch
Vinylacetat (120Zo) und Maleinsäure- galvanisierte Stahlblech wird dann kontinuierlich zu
anhydrid (1%) mit einem Molekular- einem Paar von Schichtungswalzen oder einer ähn-
gewicht von 10 000 bis 15 000 14,2 5 liehen Vorrichtung gebracht, wo der Polyvinylchlorid-
Methyläthylketon 40,0 film mit der klebmittelüberzogenen Oberfläche zu-
Methylisobutylketon 21,0 sammengebracht wird, und der Film und das Metall
Toluol 20,0 werden dann fest aufeinandergepreßt, wobei die
Metallgrundlage noch heiß ist. Der Polyvinylchlorid-Beispiel 3 ίο film braucht vorher nicht erhitzt zu werden.
Gewichtsteile Die Polyvinylchloridfolie oder der -film kann vorMischpolymerisat
von Butadien her mit einer geeigneten Narbung oder einem Ober-(69,0%), Acrylsäurenitril (26,5%) flächenmuster geprägt werden, oder diese Prägung
und Methacrylsäure (4,5%) 4,0 kann gleichzeitig mit dem Schichtungsverfahren an-
Phenolformaldehydharz (Hexa- 15 schließend ausgeführt werden. Drücke von ungefähr
methylentetramin enthaltende wärme- 2,8 bis 5,6 kg/cm2 (40 bis 80 psi) werden zweckreaktionsfähige
Art) 1,0 mäßigerweise durch die Schichtungswalzen während
Mischpolymerisat aus Vinylchlorid des Schichtungsverfahrens ausgeübt.
(87%), Vinylacetat (12%) und Ma- Die Schichtung kann mit großer Geschwindigkeit
leinsäureanhydrid (1 %) mit einem 20 durchgeführt werden. Zum Beispiel können die Stahl-Molekulargewicht
von 10 000 bis grundlage und der Polyvinylchloridfilm mit Ge-
15 000 15,0 schwindigkeiten von 7,6 bis 60,9 m/Min. (25 bis
Methyläthylketon 40,0 200 foot/min) zwischen den Schichtungswalzen hin-
Methylisobutylketon 20,0 bis 16,0 durchgeführt werden. Lange Folien oder Streifen
Toluol 20,0 25 oder Spulen können durch dieses Verfahren leicht geWeichmacher
(jeder der folgenden allein schichtet werden. Weitere Einzelheiten der Schich- oder gemischt: Trikresylphosphat, tungstechnik sind aus der USA.-Patentschrift
Dioctylphthalat) 0,0 bis 4,0 2 728 703, die schon oben erwähnt wurde, zu entnehmen.
Beispiel 4 30 Wenn die Klebmittelmischung Schwefel oder
Gewichtsteile gleichwertige Härtungsbestandteile für das ternäre
Kopolymerisat von Butadien Methacrylsäurepolymerisat enthält, wird das Vor-
(69,0%), Acrylsäurenitril (26,5%) wärmen eine teilweise Härtung des Klebmittels be-
und Methacrylsäure (4,5 %) 5,0 bis 10,0 wirken, und die Härtung schreitet zum Zeitpunkt der
Mischpolymerisat aus Vinylchlorid 35 Schichtung weiter fort. Es wird angenommen, daß die
(87%), Vinylacetat (12%) und Härtung fortdauert bis nach der Schichtung. Die
Maleinsäureanhydrid (1%) mit Klebmittelmischungen, die Härtungsmittel enthalten,
einem Molekulargewicht von 10000 werden bevorzugt, da im allgemeinen die durch diese
bis 15 000 15,0 bis 10,0 Klebmittel erzeugte Bindung ihre Festigkeit bei
Methyläthylketon 49,8 bis 59,8 40 höheren Temperaturen besser beibehält.
Toluol 30,0 bis 20,0 Nachdem der Schichtstoff durch die Schichtwalzen
Merkaptobenzthiazol 0,05 bis 0,1 gelaufen ist, kann er entweder aufgerollt oder zu
Schwefel 0,15 bis 0,30 Folien oder in andere Formen geschnitten und je nach
der folgenden Verarbeitung aufbewahrt werden. Eine
Das Klebmittel vom Beispiel 1 ist besonders ge- 45 besondere Kühlbehandlung ist auf jeden Fall nicht
eignet für Verwendung mit Polyvinylchloridfolien, notwendig. Dies steht in genauem Gegensatz zum
die einen Bleistabilisator enthalten, wenn sehr gute Schichtungsverfahren unter Verwendung der bisher
Bindungen erforderlich sind, jedoch ist es auch üblichen Klebstoffe, wobei es notwendig war, den
brauchbar für Blei enthaltende Rezepturen. Das Kleb- Schichtstoff so bald wie möglich nach dem Durchmittel
vom Beispiel 2 ist zu empfehlen für das An- 50 laufen der Walzen zu kühlen, um den Klebstoff fest
kleben eines Blei enthaltenden Polyvinylchloridfilms, werden zu lassen und die weitere Fließbarkeit zu verwenn
Fleckigwerden durch Schwefel unangenehm meiden. Nach diesem Verfahren behielten die Kunstsein
könnte. Das Klebmittel vom Beispiel 3 hat den stoffolie oder der Film, die im Schichtstoff verwendet
Vorteil, daß es etwas weicher ist und bei etwas nied- wurden, ihre plastische Eigenheit während des
rigerer Temperatur schmilzt. Das Klebmittel vom 55 üblichen Prozesses. Dieses Beibehalten der plastischen
Beispiel 4 ist ganz allgemein für Anwendungen zu Eigenheit in dem üblichen Verfahren wurde als
empfehlen, bei denen Fleckigwerden durch Schwefel Nachteil empfunden, wenn der Schichtstoff Kaltverkein
Problem ist. streckverfahren unterworfen wurde, besonders beim Die Klebmittellösung wird gewöhnlich entweder rechteckigen oder quadratischen Verstrecken, wobei
durch Sprühen oder Überziehen mit Rollen auf das 60 die Eckenradien die Kunststoffolie oder den Film
saubere Metall aufgebracht, wodurch ein trockener unter Spannung halten.
Film mit einer Dicke von 2,54 · 1O-3 cm ± 0,635 · So tritt häufig eine beträchtliche Entschichtung an
10—3 cm (1,0 mil plus oder minus 0,25 mil) erhalten den Ecken infolge der vorher erwähnten Beibehaltung
wird. Wahlweise kann das Klebmittel auf die Poly- der plastischen Eigenheit ein, wenn der auf übliche
vinylchloridfolie aufgebracht werden, an Stelle der 65 Weise hergestellte verstreckte Gegenstand anschlie-
oder zusätzlich zu der Aufbringung des Klebmittels ßenden Hitzetests von 4 Stunden bei 88° C ausgesetzt
auf die vorbereitete Metallgrundlage. wird.
Das mit dem Klebmittel überzogene Metall wird im Mit dem erfindungsgemäßen Klebstoff dagegen ist
allgemeinen kontinuierlich durch eine Hitzezone ge- es möglich und sogar vorzuziehen, den Schichtstoff
führt, wo es auf eine Temperatur von 93 bis 232° C, 70 in dem heißen Zustand, in dem er die Schichtungs-
walzen verläßt, d. h. bei 65 bis 121° C, zu stapeln oder aufzuwickeln.
Das Stapeln in heißem Zustand hat zwei Wir-. kungen:
1. Es besorgt das zusätzliche Vulkanisieren der Kautschukphase
des Klebstoffes und gewährleistet zusätzliche Bindefestigkeit.
2. Es dient dazu, die plastische Eigenheit der Polyvinylchloridfolie
(die beim Gebrauch der üblichen Klebmittel beibehalten wurde) in großem Ausmaß zu beseitigen, wodurch die Tendenz zur Entschichtung
des Schichtstoffes nach dem Verstrecken und bei anschließender Hitzeeinwirkung abgeschwächt wird.
Der erfindungsgemäße Schichtstoff kann jedem der gewöhnlichen Formungsverfahren ausgesetzt werden,
die üblicherweise bei Metallblechen angewendet werden, ohne Beschädigung des Polyvinylchloridfilms auf
der Oberfläche des Schichtstoffes und ohne Beeinträchtigung der Klebebindung zwischen Film und der
elektrolytisch mit Zink überzogenen Metallgrundlage. Tiefziehen, Biegungen von 180° und alle Arten von
Falten und Nähten können ohne nachteilige Wirkung gemacht werden. Der Schichtstoff hat sofort ein gutes
Aussehen und ist ohne weiteres verwendungsfähig für die Verarbeitung zu allen Arten von Gegenständen.
Die Festigkeit der Klebebindung zwischen Metallgrundlage und Polyvinylchloridfolie war viel größer
als die der Klebebindung, die mit den früher bekannten Klebmitteln erhalten wurde. Die ungewöhnliche
Klebefestigkeit ist besonders bemerkenswert in Anbetracht der Tatsache, daß es vorher nicht möglich
war, eine befriedigende, dauerhafte Bindung zwischen Polyvinylchloridfilm und dem mit Zink überzogenen
Metall herzustellen. Die sich nach der vorliegenden Erfindung in dieser Hinsicht ergebenden Verbesserungen
zeigen sich besonders, wenn der Schichtstoff erhöhten Temperaturen oder der Alterung ausgesetzt
wird. So behielt der erfindungsgemäße Schichtstoff noch seine anfängliche gute Bindung zwischen Polyvinylchloridfilm
und dem elektrolytisch mit Zink überzogenen Stahl, nachdem er 10 Minuten lang in kochendes
Wasser gelegt worden war. Gleichermaßen bewirkte die Alterung des Schichtstoffes während einer
Stunde im Ofen bei einer Temperatur von 132° C .keine wesentliche Abschwächung der Bindung zwischen
Polyvinylchloridfilm und dem elektrolytisch mit Zink überzogenen Stahl. Solche Ergebnisse zu erreichen,
war — anscheinend — bisher unmöglich.
Die folgende Tabelle zeigt typische Klebwerte, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zwischen dem
Polyvinylchloridfilm und dem elektrolytisch mit Zink überzogenen Stahl erhalten wurden, wobei der Klebstoff
nach Beispiel 1 verwendet wurde. Zu Vergleichszwecken zeigt die Tabelle auch die Klebwerte, die mit
einem der bisher üblichen Klebstoffe erhalten wurden, und zwar nach Beispiel 1 der vorher erwähnten USA.-Patentschrift
2 728 703. Der Klebetest wurde nach den Angaben dieser Patentschrift ausgeführt. Die
Tabelle zeigt auch die Klebwerte, die beim Binden des Polyvinylchloridfilms an eine kaltgewalzte Stahloberfläche
(die nicht mit Zink überzogen war) und direkt an eine Aluminiumoberfläche unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Klebstoffes erhalten wurde. Zu Vergleichszwecken wird auch der mit üblichen Klebmitteln
erhaltene Klebwert zwischen kaltgewalztem Stahl und Vinylfilm gezeigt. Im Falle von elektrolytisch
mit Zink überzogenem Stahl wurde die Oberfläche mit Chromsäurelösung behandelt, um, wie vorher
beschrieben, eine Chromatoberfläche zu erhalten. Wo es sich um kaltgewalzten Stahl und Aluminium
handelt, wurde die Oberfläche einer üblichen Phosphorsäurebehandlung unterworfen. Die Tabelle gibt
die Klebwerte auf dem erhaltenen Schichtstoff an. ferner die erhaltenen Werte nach lOminütigem Eintauchen
in kochendes Wasser und außerdem die Klebwerte nach dem Altern in einem Ofen, 1 Stunde lang
bei 132° C.
Klebetestergebnisse
Grundlage | Klebmittel | Anfangswert | 49* | Klebwerte in kg | 44* | 5 bis 7. | Wert nach Alterung im Ofen |
|
Muster Nr. |
Wert nach 10 Minuten in kochendem |
10 22* | 19* | 1 Stunde bei 132° C | ||||
elektrolytisch | erfindungsgemäß | 22 | Wasser | 1 3 | 20* | 23 j 50* | ||
1 | mit Zink | 20* | 23 : 50* | 2 bis 3 | 18* | |||
überzogener Stahl | 44* | 9 | 21* | |||||
desgl. | desgl. | 9 | 19* | 9 | 9 ; 20* | |||
2 | desgl. | desgl. | 20 | 16 | 9 [ 20* | 8 | 19 42* | |
3 | desgl. | desgl. | 9 | 13 | 20 | 10 | 10 !23* | |
4 | desgl. | bisher üblich | / | 20* | 3 ι 6 | |||
5 | desgl. | bisher üblich | 6 | 20* | 2 5 | |||
6 | kaltgewalzter Stahl | erfindungsgemäß | 9 | 20* | 9 : 20* | |||
7 | desgl. | desgl. | 9 | 20* | 9 20* | |||
8 | desgl. | bisher üblich | 9 | 9 ! 20* | ||||
9 | Aluminium | erfindungsgemäß | 9 | 9 S 19* | ||||
10 | vor der Bindung. | |||||||
* Filmzerrii | ||||||||
Die Erfindung macht es also zum ersten Male mög- zogenen Stahl herzustellen und aufrechtzuerhalten.
Hch, eine gute Bindung zwischen dem Polyvinyl- Daraus ergibt sich ein ungeheurer Vorteil, indem es
chloridfilm und dem elektrolytisch mit Zink über- 70 möglich ist, mit Zink überzogenen Stahl als Metall-
grundlage für den Schichtstoff zu verwenden, da Zink
die Metallgrundlage vor Korrosion schützt und darum, falls der Polyvinylchloridfilm im Gebrauch beschädigt
wird, häßlicher Rostbildung vorgebeugt wird. Außerdem besteht weniger Wahrscheinlichkeit,
daß die Bindung zwischen dem Polyvinylchloridfilm und dem Metall durch Rost zerstört wird, der sich an
den ungeschützten Ecken des Schichtstoffes bildet und von dort aus ins Innere des Schichtstoffes weiterfrißt,
wenn die Metallgrundlage nicht durch einen Zinküberzug geschützt wurde. Wenn die Metallgrundlage
mit Zink überzogen ist, so ist die Fehlerhaftigkeit des Schichtstoffes, verursacht durch Rostbildung von der
Rückseite des Schichtstoffes her, fast ausgeschlossen, und es erübrigt sich daher jede besondere Maßnahme
zum Korrosionsschutz auf der Abseite des Schichtstoffes. Der elektrolytisch mit Zink überzogene Stahl
bildet eine wirtschaftliche, im wesentlichen haltbare Grundlage, die wenig mehr als einfacher kaltgewalzter
Stahl kostet.
Vielleicht besteht einer der wichtigsten Vorzüge nach dem erfindungsgemäßen Verfahren darin, daß
der elektrolytisch mit Zink überzogene Stahl den Fachmann für die Herstellung von Schichtstoffen
mancher Probleme in bezug auf die Reinigung und Zubereitung des Stahls für den Schichtungsprozeß
enthebt. Üblicherweise kaltgewalzter Stahl hat im allgemeinen einen Fett- oder Ölfilm, der nötig ist, um
ihn nach dem Bearbeiten vor Rost zu schützen. Dieser öl- oder Fettfilm wird meistens sehr schmutzig, und
es ist dann schwierig, Öl und Fett wieder zu entfernen, um eine frische, saubere Oberfläche zum
Schichten zu erhalten. So ist für gewöhnlich zur Reinigung kaltgewalzten Stahls eine umständliche,
etwa fünfmalige Behandlung notwendig, und die dazu nötige Vorrichtung ist teuer und braucht viel Platz.
Genau im Gegensatz dazu ist nur ein kurzes Eintauchen des elektrolytisch zinküberzogenen Stahls in
ein einfaches Reinigungsbad notwendig, um den erfindungsgemäßen Schichtstoff zu erhalten. Keine
teure oder großräumige Vorrichtung ist notwendig.
Obwohl die Erfindung nicht auf eine besondere Theorie beschränkt werden soll, wird angenommen,
daß die gute Bindung zwischen dem Polyvinylchloridfilm und dem elektrolytisch zinküberzogenen Stahl im
erfindungsgemäßen Schichtstoff eine direkte Folge der Methacrylsäurewirkung im ternären Butadienacrylsäurenitrilmethacrylsäurepolymerisat
ist, das einen der wesentlichen Bestandteile des Klebmittels darstellt. Es kann angenommen werden, daß es den
üblichen Bindemitteln zwischen Polyvinylchloridfilm und zinküberzogenem Metall an Festigkeit und Dauerhaftigkeit
mangelt, und zwar infolge einer ungünstigen chemischen Wirkung zwischen dem Zink und dem
Polyvinylchloridharz im aufgetragenen Film oder im Klebmittel oder in beidem. Es kann sein, daß kleine
Mengen an Chlorwasserstoff durch die Zersetzung des Polyvinylchloridharzes frei werden, und zwar entweder
dann, wenn der Film oder das Klebmittel beim Schichtungsverfahren erhitzt werden oder nach der
darauffolgenden Alterung oder nachdem es im Verlauf der Verwendung Hitze ausgesetzt wurde. Der
frei werdende Chlorwasserstoff reagiert vermutlich mit dem Zink und bildet ein Zinkchlorid, das wiederum
einen Katalysator für die weitere Zersetzung des Harzes bildet. Gleichgültig, welche Erklärung man
dafür findet, es ist, wie bereits gesagt, bisher nicht möglich gewesen, eine gute, dauerhafte Bindung zwischen
dem Polyvinylchloridfilm und dem zinküberzogenen Metall zu schaffen. Anscheinend beugt das
Methacrylsäuremischpolymerisat der Bildung von Chlorwasserstoff vor, vielleicht reagiert es auch mit
dem ganzen Chlorwasserstoff, der gebildet wird, oder zum mindesten verhindert es in irgendeiner Weise die
Bildung von katalytischem Zinksalz oder wirkt seiner katalytischen Wirkung entgegen. Welche Erklärung
es auch immer sein mag, die beobachtete Tatsache bleibt, daß das ternäre Methacrylsäurepolymerisat
enthaltende Klebmittel eine gute anfängliche Bindung zwischen dem Polyvinylchloridfilm und dem elektrolytisch
mit Zink überzogenen Metall schafft, die — wie in den obengenannten Zahlen gezeigt — auch
durch Einwirkung höherer Temperaturen während einer ausgedehnten Zeitdauer nicht nachläßt. Diese
Ergebnisse werden nicht erhalten, wenn das ternäre Methacrylsäurepolymerisat in der Klebmittelzusammensetzung
fehlt oder wenn man statt dessen irgendein anderes Polymerisat, z. B. Butadienacrylsäurenitrilmischpolymerisat
statt des ternären Methacrylsäurepolymerisats, in der Klebmittelmischung verwendet.
Es soll noch erwähnt werden, daß das Vinylchloridvinylacetatmischpolymerisat,
das mit einer geringen Menge Maleinsäureanhydrid modifiziert ist, ebenfalls ein wesentlicher Bestandteil des Klebstoffes
ist, da die gewünschten Resultate nicht erhalten werden, wenn dieser Bestandteil fehlt, sogar dann, wenn
das ternäre Methacrylsäurepolymerisat vorhanden ist.
Claims (5)
1. Klebmittelmischung zum Verbinden von elektrolytisch mit Zink überzogenem Stahl mit einem
Film aus Polyvinylchlorid oder seinen Mischpolymerisaten, dadurch gekennzeichnet, daß sie (A)
ein kautschukartiges ternäres Polymerisat aus 40 bis 80% Butadien, 10 bis 50% Acrylsäurenitril
und 2 bis 25% einer ungesättigten Monoäthylenmonocarbonsäure mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen
und (B) ein harzartiges ternäres Polymerisat aus 5 bis 20% Vinylacetat, 80 bis 95% Vinylchlorid
und 0,5 bis 5% einer α,/3-ungesättigten Carboxylsäure
enthält und daß das Verhältnis von (A) und (B) 10 bis 50 Teile (A) und entsprechend 90 bis
50 Teile (B) pro 100 Teile (A) und (B) ist.
2. Klebmittelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie, bezogen auf die
Gesamtmenge an Festanteilen des Klebmittels, 2 bis 10% eines löslichen, schmelzbaren, in der
Wärme reaktionsfähigen Phenolformaldehydharzes enthält.
3. Klebmittelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als a,/?-ungesättigte
Carboxylsäure Maleinsäure enthält.
4. Klebmittelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Schwefelvulkanisiermittel
in genügender Menge enthält, um das Klebmittel zu vulkanisieren.
5. Verfahren zur Verwendung der Klebmittelmischung von Anspruch 1 zum Schichten eines
vorgeformten Films aus Polyvinylchlorid an eine elektrolytisch mit Zink überzogene Metallgrundlage,
dadurch gekennzeichnet, daß durch Behandlung mit einer Chromsäurelösung auf der Metallgrundlage
eine Schicht von Zinkchromat gebildet wird, daß auf diese Oberfläche eine Klebmittelmischung
aufgebracht wird, die (A) ein kautschukartiges ternäres Polymerisat aus 40 bis 80% Butadien, 10 bis 50% Acrylsäurenitril, 2 bis
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11 12
25°/<κ Methacrylsäure und (B) ein harzartiges ter- gekennzeichnet, daß die mit Klebmittel bedeckte
näres Polymerisat aus 5 bis 20% Vinylacetat, 80 Grundlage auf 93 bis 204° C erhitzt wird, daß der
bis 95 °/o Vinylchlorid und 0,5 bis 5% Maleinsäure vorgeformte Harzfilm auf die erhitzte, mit Klebenthält,
wobei die Anteile von (A) und (B) 10 bis mittel bedeckte Grundlage dadurch aufgebracht
50 Teile (A) und entsprechend 90 bis 50 Teile (B) 5 wird, daß beides durch Schichtungswalzen gepro
100 Teile (A) und (B) sind, ferner dadurch dreht wird.
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