-
Verfahren zum Befestigen eines vorgeformten Kunststoffilms auf einem
chemisch andersartigen Träger Die Erfindung ist der Herstellung von mit Polyvinylfluoridfilmen
beschichteten Trägern gewidmet, die besonders als Bauplatten von großer Bedeutung
sind.
-
Polyvinylfluoridfilme sind bekannt. Diese Filme vereinigen in sich
eine Reihe wertvoller Eigenschaften, wie Wetterbeständigkeit, Zähigkeit, Reaktionsträgheit,
Durchsichtigkeit, und zwar in einer von anderen Filmen auf der Basis von Polymeren
nicht erreichbaren Weise. Von besonderem Vorteil ist es, daß alle diese Eigenschaften
sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen erhalten bleiben.
-
Demgegenüber läßt die Wetterbeständigkeit der meisten Werkstoffe
zu wünschen übrig, wie dies für Holz, Gipsplatten, Asbestplatten, Korkplatten, Asphaltschindeln,
Metallbahnen sowie poröse Bausteine auf der Basis von Zement und Schlacke bekannt
ist.
-
Ist beispielsweise Holz dem Wetter ausgesetzt, so wird es in der Farbe
verändert, schmutzig, nimmt Wasser und Feuchtigkeitsdämpfe leicht unter Quellen
auf und wird rissig, so daß es immer wieder mit einem Schutzüberzug versehen werden
muß.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Beschichten
von Trägern mit Polyvinylfluoridfilmen zu Schichtkörpern zu gelangen, die eine hohe
mechanische und chemische Beständigkeit aufweisen.
-
Es ist bekannt, Kunststoffilme der verschiedensten Zusammensetzungen,
z. B. Polyvinyl-Kunststoffilme, an chemisch andersartige Träger zu binden und auf
diese Weise Schichtkörper herzustellen.
-
So ist es bekannt, Oberflächen von halogenhaltigen Harzen, z. B.
Polyvinylhalogenidharzen, zu beschichten, indem man die Oberfläche mit einem Bindemittel
für ein Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymeris at versieht, sodann einen Film
aus einem Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisat zwischen der mit dem Bindemittel
versehenen Oberfläche und einem Film aus dem halogenhaltigen Harz anordnet und das
Ganze unter Druck erhitzt (französische Patentschrift 1 098 549).
-
Es ist ferner bekannt, mehrschichtige Folien herzustellen, indem
man die zu beschichtende Folie und bzw. oder die Folie, mit der die erstgenannte
Folie beschichtet werden soll, mit einer Klebstoflschicht versieht und dann beide
Folien zwischen Preßwalzen hindurchführt (französische Patentschrift 1097 097390).
-
Weiterhin ist es bekannt, Oberflächen mit thermoplastischen Harzen,
insbesondere Polyäthylen-, Polyvinylchlorid- oder Pölytetrafluoräthylenharzen, zu
beschichten, indem man die zu beschichtende Ob erfläche mit einer Masse aus festen
Körnern, z. B.
-
Ziegelkörnern, beschichtet und sie sodann mit Hilfe eines sowohl an
den Feststoffkörnern als auch an der zu beschichtenden Oberfläche anhaftenden Kittes
mit dem Kunststoffilm zusammenfügt (französische Patentschrift 988 212). Bekannt
ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von fflmartigen Überztigen auf Unterlagen,
welches darin besteht, daß man ein freie Hydroxylgruppen aufweisendes Polymerisat
aus wenigstens einer ungesättigten Carbonsäure, gelöst oder dispergiert in einem
flüssigen Verteilungsmittel, auf der Unterlage ausbreitet und hierauf das Verteilungsmittel
wenigstens teilweise verdunsten läßt (schweizerische Patentschrift 282 803). Nach
einem anderen bekannten Verfahren zur Herstellung zwei-oder mehrschichtiger Flächengebilde,
bei welchem mindestens eine Schicht aus Superpolyamiden besteht, in Form endloser
Bahnen oder Bänder werden die Flächengebilde durch Walzen geführt, von denen mindestens
eine unbeheizt ist, und gleichzeitig Superpolyamid in geschmolzenem Zustand mindestens
einseitig auf die 1 Flächengebilde aufgebracht und mit diesen durch Walzen geführt
(schweizerische Patentschrift 227074). Weiterhin ist ein Verfahren zum Verbinden
von thermoplastischen Gebilden aus Cellulosederivaten in sich, miteinander oder
mit Gebilden aus anderen Stoffen bekannt, nach welchem mindestens eine der miteinander
zu verbindenden Gebildestellen auf eine-hinreichend hohe Temperatur erhitzt und
die Vereinigung der erhitzten Stellen
durch Druck bewirkt wird (schweizerische
Patentschrift 161 620). Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Überzügen und
Folien aus Polyäthylen besteht darin, daß man feinzerkleinertes, zweckmäßig pulverförmiges
Polyäthylen auf einer Unterlage gleichmäßig verteilt, mit einer Folie oder Platte
aus einem Stoff, dessen Erweichungspunkt höher liegt als der des Polyäthylens, abdeckt
und dann unter mäßigem Druck auf Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des
Polyäthylens erhitzt (deutsche Patentschrift 847 968). Nach einem anderen bekannten
Verfahren zum Binden einer nicht faserigen Folie an eine Grundschicht wird einerseits
eine nicht faserige Folie, die mindestens eine in der Wärme haftfähige Oberfläche
aufweist, und andererseits die Bahn des Grundmaterials, auf das die Folie aufgetragen
werden soll, von gesonderten Zufuhrrollen zwischen zwei Druckwalzen so hindurchgeführt,
daß die in der Wärme haftfähige Oberfläche der Folie gegen die Bahn des Grundmaterials
angedrückt wird, wobei der Folie Wärme zugeführt wird (USA.-Patentschrift 2 171
259). Ein anderes bekanntes Verfahren zum Beschichten von Bahnen aus thermoplastischen
Kunststoffolien macht von einer Anzahl von Druckwalzen Gebrauch. Der thermoplastische
Kunststoff wird zunächst zwischen einer Anzahl von Druckwalzen unter Wärmezufuhr
ausgewalzt, dann durch Kühlen mittels eines Luftstromes von der letzten Walze abgelöst
und zwischen einem weiteren Walzenpaar mit der erhitzten Grundbahn zu einem Schichtkörper
verpreßt (USA.-Patentschrift 2 258 659).
-
Es ist auch bereits ein Verfahren zum Verbinden von Kunststoffbahnen
aus Faserstoffen mit Kunststoffen bekannt, welches darin besteht, daß man die Faserstoffe
mit einem für die Kunststoffe geeigneten Lösungsmittel tränkt und zwischen die entsprechenden
Kunststoflbahnen legt und warm zusammenpreßt (deutsche Patentschrift 871 962).
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Befestigen eines vorgeformten
Kunststoffilms auf einem chemisch andersartigen Träger unter Anwendung von Druck
und Wärme sowie eines für den Werkstoff des Films geeigneten Lösungsmittels besteht
darin, daß bei Verwendung eines Polyvinyliluoridfilms als Kunststoffilin und eines
organischen Lösungsmittels, dessen Gewichtsanteil am Film etwa 5 bis 50 ovo beträgt
und dessen Siedepunkt zwischen etwa 100 und 2500 C liegt und das das Polyvinylfluorid
bei Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur und unterhalb des Siedepunktes teilweise
löst, die Erwärmung so lange durchgeführt wird, bis das Lösungsmittel praktisch
verdampft ist.
-
Der Polyvinylfluoridfilm kann erfindungsgemäß in molekular orientiertem
Zustand angewandt werden.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung verteilt man zur Herstellung
des Polyvinylfluoridfilms die organische Flüssigkeit gleichmäßig in dem Polyvinylfluoridfilm,
indem man z. B. Polyvinylfluorid in geringer Teilchengröße in der organischen Flüssigkeit
dispergiert oder, vorzugsweise, indem man aus dem Polyvinylfluorid und der organischen
Flüssigkeit eine Dispersion höheren Flüssigkeitsgehaltes herstellt und diese zu
dem Film vergießt, den man so lange bei höheren Temperaturen, beispielsweise von
etwa 140 bis 2400 C behandelt, bis der Flüssigkeitsgehalt auf etwa 5 bis 50°/o,
vorzugsweise auf 20°/o des Filmgewichtes gesenkt ist, worauf man den so gewonne-
nen
flüssigkeitshaltigen Polyvinylfluoridfilm mit der Unterlage unter Druck und Wärme
vereinigt und schließlich das Lösungsmittel abtreibt.
-
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung preßt man den
Träger und den Polyvinylfluoridfilm zunächst bei gewöhnlicher oder mäßig erhöhter
Temperatur zusammen, erhöht dann die Temperatur und hält diese vorzugsweise nach
Aufhören des Preßdruckes noch so lange aufrecht, bis die organische Flüssigkeit
praktisch vollständig entfernt ist.
-
Als organische Flüssigkeit kann im Rahmen der Erfindung insbesondere
eine solche verwendet werden, die Polyvinylfluorid bei Raumtemperatur nicht löst.
-
Der im Rahmen der Erfindung zur Anwendung kommende Polyvinylfluoridflhn
muß orientierbar sein.
-
Er wird vorzugsweise aus Polyvinylfluorid mit einer Eigenviskosität
von mindestens 0,35 hergestellt.
-
Wünscht man organische Flüssigkeiten zu verwenden, in denen das Polyvinylfluorid
bei Raumtemperatur löslich ist, so muß man deren Lösevermögen durch Zusatz nichtlösender
Flüssigkeiten herabsetzen. Für das Verfahren der Erfindung haben sich vor allem
die folgenden organischen Flüssigkeiten bewährt: N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid,
Cyclohexanon, Acetophenon, Tetramethylharnstoff, cyclisches Äthylencarbonat, Kampher,
Nitrobenzol, Phenol, Isophoron, Propylencarbonat, Acetonylaceton, Mesityloxyd, >-Butyrolacton,
Isochinolin, Phosphorsäureester und Ketoester.
-
Die organische Flüssigkeit soll möglichst einheitlich im Polyvinylfluoridfilm
dispergiert und nicht etwa an der Filmoberfläche angereichert sein. Filme mit einheitlich
darin dispergierter organischer Flüssigkeit kann man unter Verwendung weichgestellter
Polyvinylfluoridpasten herstellen. Letztere gewinnt man, indem man das Polyvinylfluorid
in geringer Teilchengröße in der organischen Flüssigkeit dispergiert, bis der Flüssigkeitsgehalt
bis 50°/o der Paste beträgt. Aus diesen Pasten lassen sich dann Filme gewinnen,
indem man sie auf eine nicht haftende Oberfläche, beispielsweise eine Metalloberfläche,
aufbringt und die gewünschte Menge an organischer Flüssigkeit abtreibt, wobei ein
Film mit einem Restflüssigkeitsgehalt von mindestens S0lo hinterbleiben muß. Es
ist auch möglich, von kolloidalen Polyvinylfluoridpasten, sogenannten Plastisolen
(vgl.
-
Wagner-Sarx, »Lackkunstharze«, 1950. S. 165), auszugehen. Hierbei
mischt man das Polyvinylfluorid und die organische Flüssigkeit zu einer Dispersion
höheren Flüssigkeitsgehaltes zusammen, vergießt diese zu einem Film und behandelt
den Film so lange bei höheren Temperaturen, z. B. von etwa 140 bis 2400 C, bis der
Flüssigkeitsgehalt auf etwa 5 bis 500/o, vorzugsweise auf bis zu 20 ovo des Filmgewichts
gesenkt ist.
-
Polyvinylfluoridfflme mit einem Flüssigkeitsgehalt von 5 bis 20 O/o
können bequem auf- und abgewickelt werden, ohne daß ein Verkleben der aufeinanderliegenden
Schichten zu befürchten ist. Die Filme mit niedrigem Flüssigkeitsgehalt haben eine
bessere wachsartige Oberfläche und können in einfacher Weise zur Herstellung von
Überzügen verarbeitet werden. Filme mit höheren Flüssigkeitsgehalten zeigen im allgemeinen
eine feuchtere Oberfläche.
-
Als Träger kann man festes Holz, Hartholz und Furnierholz verwenden.
Auch andere Stoffe auf
Cellulosebasis, wie Papier, Pappe, Lumpen
und Zuckerrohrrückstände, können verarbeitet werden.
-
Mit gleichem Erfolg lassen sich Bauplatten, wie Kunstharzplatten,
Gipspl atten Asbestplatten und Korkplatten, verarbeiten. Auch mit Glasfaserstoffen
verstärkte Platten sowie mit den verschiedensten synthetischen, thermoplastischen
und wärmehärtbaren Kunstharzen imprägnierte Platten kommen für die Verarbeitung
in Betracht, ebenso Platten und Bahnen aus Celluloseacetat, Polyvinylchlorid und
anderen synthetischen Harzen.
-
Mit günstigen Ergebnissen lassen sich auch Metalle als Träger für
die Polyvinylfluoridfilme verwenden.
-
Sie werden besonders in Form von Bahnen aus Aluminium, Stahl, Kupfer,
Chrom usw. angewandt.
-
Im allgemeinen rauht man die Metalloberfläche vor dem Aufbringen des
Films auf.
-
Sehr bewährt haben sich die Überzüge aus Polyvinylfluoridfilmen für
den Oberflächenschutz von Mauerwerk, beispielsweise aus Schlacken- und Zementsteinen.
Wird am Mauerwerk der Film außen angebracht, so ist ein guter Schutz gegen Wasser
und Feuchtigkeitsdämpfe gegeben. Bringt man die Polyvinylfluoridfilme erfindungsgemäß
an der Innenseite an, so bleibt die Feuchtigkeit im Innern der Bausteine und kann
nicht nach unten sickern.
-
Als Träger kommen auch Filme und Gewebe aus Superpolyamiden, Polyestern,
Polystyrol, Polyäthylen oder Polymethacrylsäuremethylester in Betracht.
-
Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anzuwendende Druck schwankt
in weiten Grenzen und kann beispielsweise wenige Kilogramm pro Quadratzentimeter,
aber auch 700kg/cm2 oder sogar noch mehr betragen.
-
Auf alle Fälle ist es erforderlich, aus dem Film alle restlichen
Mengen an organischer Flüssigkeit zu entfernen.
-
Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß Polyvinylfluoridfilme
auf chemisch andersartige Träger ohne Anwendung von Bindemittelzwischenschichten
aufgebracht werden können. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung von
Erzeugnissen, die den Wettereinflüssen ausgesetzt werden müssen. Es ist nämlich
schwierig, Bindemittelzwischenschichten ausfindig zu machen, die ein gutes Anhaften
des Polyvinylfluoridfilms auf allen Trägern gewährleisten und gleichzeitig ebenso
wetterfest sind wie der Polyvinylfluoridfilm selbst. Auch entfallen die Arbeitsgänge
beim Aufbringen einer Bindemittelzwischenschicht, so daß man nach der Erfindung
wesentlich einfacher und schneller verfahren kann.
-
Die erfindungsgemäß mit Polyvinylfluoridfllm beschichteten Träger,
wie Bauplatten, sind zur Anwendung im Baugewerbe, der Bau- und Möbeltischlerei,
dem Behälter- und Fahrzeugbau, beispielsweise für Flugzeugzellen, geeignet. Ebenso
können die beschichteten Metallbler,he für viele Zwecke verwendet werden, von denen
Isolierplatten und -bahnen für Rohre usw. besonderes hervorgehoben seien. Auch als
Kunstglas für Fenster von Gebäuden, Fahrzeugen, für den Pflanzenschutz sowie als
Auskleidung von Bewässerungsgräben, Rohrleitungen, Behältern, Land-, Wasser- und
Luftfahrzeugen sowie als Verpackungsmaterial, wo besonders hohe Anforderungen an
die mechanische und chemische Beständigkeit gestellt werden, eignen sich die erfindungsgemäß
beschichteten Träger hervorragend, beispielsweise für Verkehrszeichen, Trennplatten
für Akkumulatoren,
für den Wetterschutz, als Tischbekleidungen, als Dichtungsmaterial
u. dgl.
-
In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich Teile und Prozente
auf Gewichtsmengen.
-
Beispiel 1 Eine Sperrholzplatte wird mit einem Polyvinylfluoridfilm
überzogen, der 200/0 seines Gewichts an Tetramethylharnstoff enthält. Das Beschichten
erfolgt durch 10 Minuten langes Zusammenpressen bei einer Temperatur von 1800 C
und einem Druck von 70 bis 175 kg/cm2. Der Film haftet dann äußerst fest auf dem
Holz und kann nur mit großer Schwierigkeit davon abgelöst werden.
-
Beispiel 2 Auf eine Sperrholzplatte wird bei einer Temperatur von
2300 C durch 5 Minuten langes Pressen bei 13 kg/cm2 ein Polyvinylfluoridfilm aufgebracht,
der 10 Gewichtsprozent y-Butyrolacton enthält. Es bildet sich ein einheitlicher
Schichtkörper. Zum Ablösen eines 25,4 mm breiten Filmstreifens von der Oberfläche
des Sperrholzes ist eine Kraft von 1170 g je 25,4 mm Streifenbreite erforderlich.
-
Beispiel 3 Ein tüllartiges Gewebe aus Superpolyamid wird zwischen
zwei Schichten eines Polyvinylfluoridfilms mit einem Gehalt von 500/0 eines Gemisches
aus 50 Teilen Cyclohexanon und 50 Teilen Tetramethylensulfon gelegt. Das Ganze wird
bei 1800 C 3 Minuten einem Druck von 1 kg/cm2 ausgesetzt.
-
Anschließend wird in einem Rahmen bei 1800 C 20 Minuten lang getrocknet
und dann in Wasser gekühlt. Gewebe und Film haften ausgezeichnet aneinander.
-
Beispiel 4 Auf die Oberfläche eines Schlackenbausteins wird ein Polyvinylfiuoridfflm
mit einem Gehalt von 500/0 Tetramethylharnstoff aufgebracht, indem der Film bei
einer Temperatur von 2000 C in 5 Minuten bei einem Druck von 140 kg/cm2 auf den
Stein gepreßt wird. Der Film haftet ausgezeichnet und läßt sich nur schwierig vom
Stein ablösen.
-
Beispiel 5 Ein 400in ;,-Butyrolacton enthaltender Polyvinylfluoridfilm
wird auf die rauhe Oberfläche einer Pappe aufgebracht, indem Film und Pappe bei
1600 C 5 Minuten unter einem Druck von 7 kg/cm2 gepreßt werden. Film und Pappe haften
gut aneinander.
-
Beispiel 6 Eine Bahn aus Polyvinylfluorid mit 200/0 "-Butyrolacton
wird unter einem Druck von 140 kg/cm2 auf eine dünne Bahn aus unpoliertem Aluminium
aufgebracht. Nach Druckentlastung wird der Schichtkörper im Ofen 25 Minuten auf
2000 C erhitzt.
-
Film und Metall haften gut aneinander.
-
Beispiel 7 Ein Polyvinylfluoridfilm, der 500/0 Tetramethylharnstoff
enthält, wird spiralförmig um einen Aluminiumstab gewunden. Ein zweites Stück des
gleichen Films wird auf dieselbe Art um den ersten Film gelegt. Nach diesem Verfahren
wird eine Reihe von doppelt umwickelten Aluminiumstäben hergestellt.
-
Ein Probestück wird in einer zylindrischen Preßform 3 Minuten einem
Druck von 350 kWcm2 bei einer Temperatur von 170 bis 1800 C ausgesetzt. Ein weiteres
Probestück wird 6 Minuten bei 180 bis 2000 C und 350 kg/cm2 gepreßt. Beide Proben
werden unter Druck abgekühlt. Anschließend wird 20 Minuten bei 2000 C getrocknet.
An den aneinanderstoßenden Kanten des Filnis ist kein Saum zu beobachten. Die Umwicklung
ist eng anliegend auf den Stab aufgeschrumpft. Der Film haftet ausgezeichnet auf
dem Stab. Nach dieser Arbeitsweise können Rohre und Schläuche mit einem feuchtigkeitsbeständigen
Überzug versehen werden.