DE1265008B

DE1265008B - Process for the production of coatings from organic binders on polyolefin objects

Info

Publication number: DE1265008B
Application number: DEJ25701A
Authority: DE
Inventors: Anthony Bradley; Harry Hyman Topper; Gerald Yeats
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1963-04-22
Filing date: 1964-04-22
Publication date: 1968-03-28
Also published as: NL6404088A; GB994094A; BE646543A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

B44dB44d

Deutsche Kl.: 75 c - 5/01 German class: 75 c - 5/01

Nummer: 1265 008Number: 1265 008

Aktenzeichen: J 25701VI b/75 cFile number: J 25701VI b / 75 c

Anmeldetag: 22. April 1964Filing date: April 22, 1964

Auslegetag: 28. März 1968Opening day: March 28, 1968

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen aus organischen Bindemitteln auf aus Polyolefinen bestehenden oder solche enthaltenden Gegenständen.The present invention relates to a process for the production of coatings from organic Binders on articles made of or containing polyolefins.

Es ist bekannt, die Oberfläche von massiven Gegenständen oder Filmen aus Olefinpolymerisaten, wie z. B. aus Homopolymeren und Mischpolymeren von Propylen und Äthylen, mit einer dünnen Schicht eines Lackes oder einer Farbe zu überziehen. Dieses Überziehen erfolgt im allgemeinen für Dekorationszwecke oder dazu, die Ausführung einer Bedruckung oder die Niederschlagung eines Metallbelags im Vakuum, wie z. B. eines Aluminiumbelags, auf der Oberfläche zu ermöglichen. Polyolefine in gepreßter oder extrudierter Form verbinden sich jedoch nicht fest mit den Überzugsmaterialien, die gewöhnlich als Bindemittel bezeichnet werden, da ihre Oberflächen keine gute Affinität gegenüber anderen Harzen aufweisen. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wurde vorgeschlagen, vor Aufbringung des Überzugs die Oberfläche dieser Polyolefine mit einer starken Säure, wie z. B. Chromsäure, anzuätzen, aber solche Säurebehandlungen sind aus verfahrenstechnischen Gründen abzulehnen. In letzterer Zeit hat man vorgeschlagen, die Polyolefinoberfläche für die Beschichtung dadurch zu präparieren, daß man sie mit heißen Kohlenwasserstoff- oder chlorierten Kohlenwasserstofflösungsmitteln oder deren Dämpfen zur Anätzung oder Quellung der Oberfläche behandelt, worauf man durch Tauchen, Spritzen oder andere herkömmliche Lackier- oder Farbaufbringverfahren unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels einen Harzbelag aufbringen kann. Es ist auch bekannt, das Anätzen und Beschichten zu kombinieren, indem man als Lösungsmittel für das Beschichtungsharz bzw. Bindemittel ein Lösungsmittel verwendet, welches die Polyolefinoberfläche aufquillt, wie z. B. Trichloräthylen. Auf diese Weise wird durch das Eintauchen des Polyolefingegenstandes in die heiße Bindemittellösung sowohl das Ätzen als auch die Beschichtung durchgeführt.It is known that the surface of solid objects or films made from olefin polymers, such as B. from homopolymers and copolymers of propylene and ethylene, with a thin layer a varnish or a paint to cover. This covering is generally done for decorative purposes or for the execution of printing or the deposition of a metal deposit in a vacuum, such as. B. an aluminum covering on which Enable surface. However, polyolefins in pressed or extruded form do not combine firmly to the coating materials, which are commonly referred to as binders, as their surfaces do not have good affinity for other resins. To overcome these difficulties it has been suggested that the surface of these polyolefins be coated with a strong Acid such as B. chromic acid, but such acid treatments are from procedural Refuse reasons. Recently it has been proposed to use the polyolefin surface for coating prepare by treating them with hot hydrocarbon or chlorinated hydrocarbon solvents or their vapors are treated to etch or swell the surface, which is followed by dipping, spraying or other conventional methods Painting or paint application process using a suitable solvent can apply a resin coating. It is also known to combine etching and coating, by using a solvent as the solvent for the coating resin or binder, which swells the polyolefin surface, e.g. B. trichlorethylene. In this way, the Immersing the polyolefin article in the hot binder solution does both the etch and the coating carried out.

Das letztgenannte Verfahren ergibt Überzüge, welche eine gute Haftfestigkeit besitzen, aber PoIyolefinoberflächen können entsprechend dem Herstellungsverfahren verschieden sein, und so kann man bei verschiedenen Oberflächen bessere Ergebnisse erhalten, wenn man mit einem heißen Lösungsmittel in flüssiger Form oder Dampfform eine Vorätzung durchführt, der eine gesonderte Beschichtung folgt. Es wurde nun festgestellt, daß zur Erzielung bester Ergebnisse die Beschichtung so rasch wie möglich auf die Ätzung folgen soll und daß sehr zähe Über-Verfahren zur Herstellung von Überzügen
aus organischen Bindemitteln
auf PolyolefingegenständenThe latter method gives coatings that have good adhesive strength, but polyolefin surfaces can vary according to the manufacturing process, and so better results can be obtained on different surfaces by pre-etching with a hot solvent in liquid or vapor form, which is a separate one Coating follows. It has now been found that, for best results, the coating should follow the etching as quickly as possible and that very tough over-processes for producing coatings
from organic binders
on polyolefin articles

Anmelder:Applicant:

Imperial Chemical Industries Ltd., LondonImperial Chemical Industries Ltd., London

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
8000 München 5, Müllerstr. 31Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
and Dipl.-Ing. S. Staeger, patent attorneys,
8000 Munich 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Anthony Bradley,Anthony Bradley,

Harry Hyman Topper,Harry Hyman Topper,

Gerald Yeats,Gerald Yeats,

Runcorn, Cheshire (Großbritannien)Runcorn, Cheshire (UK)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 22. April 1963 (15 837),
vom 13. März 1964Claimed priority:
Great Britain of April 22, 1963 (15 837),
dated March 13, 1964

züge auf Polyolefinoberflächen erhalten werden können, wenn man das Lösungsmittelätzen und die Beschichtung in einen einzigen kontinuierlichen Vorgang zusammenfaßt, so daß jeglicher Zeitverlust zwischen dem Ätzen und der Beschichtung vermieden wird.trains can be obtained on polyolefin surfaces, when you put the solvent etch and the coating in a single continuous operation summarizes so that any loss of time between etching and coating is avoided will.

So wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Überzügen aus organischen Bindemitteln auf Gegenständen aus Olefinpolymerisaten und -mischpolymerisaten vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Gegenstände abwärts durch eine geheizte Zone mit konzentriertem Trichloräthylen- oder Perchloräthylendampf hindurch in eine Lösung der Bindemittel in den gleichen Lösungsmitteln führt, die auf oder in der Nähe ihres Siedepunktes gehalten wird, worauf man die Gegenstände aus der Lösung durch die geheizte Dampfzone in die Atmosphäre zurückführt. Thus, according to the present invention, a method for producing coatings from organic Suggested binders on objects made from olefin polymers and olefin copolymers, which is characterized in that the objects down through a heated zone with concentrated trichlorethylene or perchlorethylene vapor through into a solution of the binder performs in the same solvents that are kept at or near their boiling point, whereupon the objects are returned to the atmosphere from the solution through the heated steam zone.

Es wurde festgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren in äußerst zweckmäßiger Weise in einer Anlage ausgeführt werden kann, in welcher in einemIt has been found that the inventive method in an extremely useful manner in a Plant can be run in which in a

809 520/571809 520/571

3 43 4

unteren Teil eine Lösung des Bindemittels auf oder weicht. Mit Hilfe von heißem Wasser 5, mit dem der in der Nähe ihres Siedepunktes gehalten wird und Mantel bis zur Höhe X-X gefüllt ist und welches ein der aus der Lösung entweichende Dampf in eine un- elektrischer Heizer 6 auf der nötigen Temperatur mittelbar über der Lösung befindliche Zone, die hält, wird die Flüssigkeit 3 auf oder in der Nähe ihres erhitzt wird, eintritt, um auf diese Weise eine hohe 5 Siedepunktes und der Dampf 4 in konzentriertem Zu-Dampfkonzentration in dieser Zone aufrechtzuerhal- stand gehalten. 7 ist eine wassergekühlte Kondensierten. Die Obergrenze der erhitzten Dampfzone kann fläche, welche oberhalb der Linie X-X zur Kondendurch die Anbringung einer Dampfkondensiervor- sierung des über die konzentrierte Dampfzone 4 hinrichtung an einer Stelle oberhalb der geheizten aus steigenden Trichloräthylendampfes und zur Ver-Dampfzone kontrolliert werden, wobei auch gleich- io hinderung des Entweichens von Dampf aus der Anzeitig ein Entweichen des Dampfes verhindert wird. lage angebracht ist. Als Zusatzsicherung gegen daslower part a solution of the binding agent on or softens. With the help of hot water 5, with which the is kept close to its boiling point and the jacket is filled up to the level XX and which is the steam escaping from the solution in a non-electric heater 6 at the required temperature indirectly above the solution Zone which holds, the liquid 3 is heated to or near its entry, in order to maintain a high boiling point in this way and to maintain the vapor 4 in a concentrated to-vapor concentration in this zone. 7 is a water-cooled condensed. The upper limit of the heated steam zone can be controlled above the line XX for condensation by attaching a steam condensing device to the concentrated steam zone 4 at a point above the heated from rising trichlorethylene steam and to the vapor zone, whereby also io Prevention of the escape of steam from the time an escape of the steam is prevented. location is appropriate. As an additional safeguard against the

Ein geeignetes Verfahren, um die Lösung des Entweichen von Dampf aus der Anlage kann die Bindemittels auf der benötigten Temperatur zu halten Röhre 8 mit einem Absaugventilator verbunden wer- und um die Dampfzone zu heizen, besteht darin, den den, der Luft in den mit 9 bezeichneten Spalt der Behälter mit Heizmänteln für die beiden Zonen zu 15 Anlage abzieht. Diese Luft kann zusammen mit dem versehen oder, noch einfacher, einen einzigen Heiz- darin enthaltenen Trichloräthylendampf durch die mantel anzubringen, der die Wände beider Zonen Röhre 8 und den (nicht gezeigten) Ventilator ins umfaßt und vorzugsweise auch den Boden des Be- Freie oder in eine Auffanganlage abgeführt werden, hälters bedeckt. Wenn als Lösungsmittel für die Be- Bei Verwendung einer Anlage, wie sie in F i g. 1A suitable method of solving the escape of steam from the system can be the To keep the binding agent at the required temperature. Tube 8 connected to a suction fan. and in order to heat the steam zone, consists in the, the air in the gap indicated by 9 the Tanks with heating jackets for the two zones to 15 plant draws off. This air can go along with the provided or, even more simply, a single heating trichlorethylene vapor contained therein through the to attach a jacket that inserts the walls of both zones, tube 8 and the fan (not shown) includes and preferably also the bottom of the loading area or are discharged into a collection facility, holder covered. When using a system as shown in FIG. 1

lagmasse Trichloräthylen verwendet wird, so kann 20 erläutert ist, wird das Verfahren der Erfindung dader Mantel mit heißem Wasser beschickt werden, durch ausgeführt, daß man Polyolefingegenstände ab- und die nötige Wassertemperatur kann in geeigneter wärts in den Behälter 1 führt, und zwar durch die Weise mit Hilfe eines in den Wassermantel eintau- konzentrierte Dampfzone 4 hindurch in die heiße Bechenden elektrischen Heizers aufrechterhalten wer- Schichtungsflüssigkeit 3, und sie dann aus der Anden. Wenn als Lösungsmittel Perchloräthylen ver- 25 lage durch die Dampfzone wieder in die Atmosphäre wendet wird, so kann der Mantel in geeigneter Weise nach oben bewegt. Auf ihrem Abwärtsweg verweilen durch die Zuführung von Dampf oder von heißem, die Gegenstände während einer zur Durchführung der unter hohem Druck stehendem Wasser geheizt wer- gewünschten Oberflächenätzung ausreichenden Zeit den. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, andere in der Dampfzone 4 (im allgemeinen nicht mehr als steuerbare Heizvorrichtungen zu verwenden. 30 15 Sekunden). Die Aufwärtsführung der GegenständeIf trichlorethylene is used, it can be explained that the method of the invention is used Jacket are charged with hot water, carried out by removing polyolefin objects and the necessary water temperature can suitably lead downwards into the container 1, through the With the help of a steam zone 4 concentrated in the water jacket, you can enter the hot mug electric heater is maintained by stratification fluid 3, and then taken out of the Andes. If perchlorethylene was used as the solvent, it was released back into the atmosphere through the vapor zone is turned, the jacket can be moved upward in a suitable manner. Linger on their downward path by supplying steam or hot to the objects during one to carry out the If water is heated under high pressure, the desired surface etch will be etched for a sufficient period of time the. However, there is also the possibility of others in steam zone 4 (generally no more than to use controllable heating devices. 30 15 seconds). The upward movement of the objects

Damit sich die Lösungen des Bindemittels für die durch die Dampfzone auf ihrem Weg aus der Anlage Aufbringung auf Polyolefinoberflächen durch das heraus dient in zweckmäßiger Weise zur Glättung des erfindungsgemäße Verfahren eignen, müssen die als in der heißen Flüssigkeit aufgenommenen Überzugs. Bindemittel verwendeten Harze in Trichloräthylen Sie dient auch in zweckmäßiger Weise dazu, ein Ab- oder Perchloräthylen löslich sein. Hierfür kommen 35 laufen bei Gegenständen mit Vertiefungen oder blinin erster Linie chlorierte Polymere und Alkyd-Harn- den Höhlen, welche gern einen Überschuß der Überstoff-Harze in Frage. Chlorierte polymere Mate- zugslösung festhalten, zu ermöglichen. Es kann z. B. rialien, wie z.B. chlorierter Kautschuk, chloriertes auch so vorgegangen werden, daß man die Gegen-Polyisopren und die löslichen Varianten von chlo- stände auf ihrem Weg aus der Anlage, während sie riertem Polypropylen, chloriertem Polyäthylen und 40 die Dampfzone passieren, um eine horizontale Achse chloriertem Polyvinylchlorid, sind besonders ge- herumführt. Wegen der Gegenwart des Dampfes eignet. Andere Harze, welche in den verwendeten kann ein Austrocknen des Überzugs in dieser Zone chlorierten Kohlenwasserstofflösungsmitteln löslich nicht eintreten, und es läßt sich ein sorgfältiges Absind, wie z. B. Acrylharze, können mit diesen chlo- laufen erreichen, wodurch sich eine gleichmäßige rierten Polymeren gemischt werden. Diese Binde- 45 Dicke des Überzugs ergibt. Wenn die Gegenstände mittel enthalten gewöhnlich Weichmacher oder lange genug in der Flüssigkeit verblieben sind, so daß Streckmittel, wie z.B. chlorierte Paraffinöle und sie im wesentlichen die Temperatur der heißen Wachse und chlorierte Diphenyle. Solche Gemische Lösung angenommen haben, tritt keine oder nur eine können als klare Lacke verwendet werden, oder sie geringe Dampfkondensation während des Aufwärtskönnen Trübungsmittel, Pigmente, Farbstoffe und 50 führens durch die Dampfzone 4 ein, so daß keine Metallpulver in gelöster oder dispergierter Form ent- wesentliche Menge des Überzugs während des Aufhalten, wodurch gefärbte Überzüge erhalten werden. wärtsführens durch den Dampf entfernt wird und nurSo that the solutions of the binder for the through the steam zone on their way out of the plant Application to polyolefin surfaces through the out serves in an expedient manner to smooth the Processes according to the invention are suitable, the coating must be absorbed in the hot liquid. Resins used in trichlorethylene binders It also serves in an expedient manner to or perchlorethylene be soluble. For this purpose, 35 runs for objects with depressions or blinin primarily chlorinated polymers and alkyd urines, which like an excess of superfluous resins in question. Hold on to chlorinated polymeric mate- rial solution, to enable. It can e.g. B. rials, such as chlorinated rubber, chlorinated also be proceeded in such a way that one of the counter-polyisoprene and the soluble variants of lock stands on their way out of the plant while they are rated polypropylene, chlorinated polyethylene and 40 pass the steam zone around a horizontal axis chlorinated polyvinyl chloride, are specially shown around. Because of the presence of the steam suitable. Other resins that are used in the can cause drying out of the coating in this zone soluble chlorinated hydrocarbon solvents do not enter, and it can be a careful removal, such as B. Acrylic resins, can run with this, which results in a uniform rated polymers are mixed. This bond thickness gives the coating. When the items agents usually contain plasticizers or have remained in the liquid long enough so that Extenders such as chlorinated paraffin oils and they essentially increase the temperature of the hot Waxes and chlorinated diphenyls. Such mixtures have adopted a solution, none or only one occurs can be used as clear lacquers, or they can have low vapor condensation during upward movement Opacifiers, pigments, dyes and 50 lead through the steam zone 4, so that none Metal powder in dissolved or dispersed form, a substantial amount of the coating during the stay, whereby colored coatings are obtained. is removed by the steam and only

Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen zweckmäßigen der vorteilhafte Glättungseffekt auf der Oberfläche Aufbau einer für die Durchführung des erfindungs- eintritt. Trotzdem soll zur Verhinderung beifälliger gemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung, und 55 Entfernung eines Teiles des Überzugs die Durchlauf-Fig. 1 of the drawing shows an expedient the advantageous smoothing effect on the surface Build a for the implementation of the invention. Even so, seeks to prevent approving device suitable according to the method, and 55 removing part of the coating the continuous

F i g. 2 zeigt, wie die Vorrichtung und das Verfah- zeit der Gegenstände durch die Dampfzone 4 beim ren leicht so eingerichtet werden können, daß die Herausführen aus der Anlage nicht unnötig aus-Dauer der Vorätzung und der Beschichtung im Ver- gedehnt werden. Beispielsweise soll normalerweise hältnis zueinander verändert werden können, wenn eine Verweilzeit von 60 Sekunden in der Dampfzone eine Vorrichtung des gleichen Typs verwendet wird; 60 nicht überschritten werden. Eine Zeit von 30 Sekundie Bezugszeichen entsprechen dabei denen von den oder weniger reicht im allgemeinen zum Ab-F i g. 1. laufenlassen und Glätten des Überzugs aus.F i g. 2 shows how the device and the movement of the objects through the steam zone 4 at Ren can easily be set up so that the lead out of the system is not unnecessarily out-of-time the pre-etching and the coating in the stretched. For example, you normally want ratio to each other can be changed if there is a dwell time of 60 seconds in the steam zone a device of the same type is used; 60 must not be exceeded. A time of 30 seconds Reference symbols correspond to those of the or less generally goes to Ab-F i g. 1. Drain and smooth the coating.

Fig. 1 zeigt einen Behälter 1, welcher mit einem Fig^zeigtdiegleicheAnlageanordnungwieFig.l, Mantel 2 ausgerüstet ist und in seinem unteren Teil wobei aber die Abmessungen des Behälters so geeine heiße Flüssigkeit 3 enthält, die aus einem in Tri- 65 ändert sind, daß neben der vertikalen Bewegung der chloräthylen gelösten Bindemittel besteht. 4 bezeich- Werkstücke auch eine horizontale Bewegung möglich net eine Zone von konzentriertem Trichloräthylen- ist. Es ist zu sehen, daß in einer solchen Anlage die dampf, welcher aus der heißen Flüssigkeit 3 ent- zu beschichtenden Gegenstände auf verschiedenenFig. 1 shows a container 1, which is equipped with a Fig ^ shows the same system arrangement as Fig. 1, jacket 2 and in its lower part, however, the dimensions of the container contains a hot liquid 3, which is changed from one to tri-65 that in addition to the vertical movement of the binder dissolved in chlorethylene. 4 designates workpieces a horizontal movement is also possible net a zone of concentrated trichlorethylene is. It can be seen that in such a system the steam which is to be removed from the hot liquid 3 on various objects

Claims

Because of, ζ. B. on guide devices or in perforated baskets, continuously or intermittently through the system, whereby different relative times for the pre-etching in the vapor zone 4 and for the dwell in the liquid 3 can be achieved. If z. If, for example, the objects take the path indicated by A, they experience a comparatively short preliminary etching and a long immersion in the liquid, whereas if they take the path indicated by B, the reverse is the case. When using such a device, the relative times of pre-etching and immersion in the solution of the binding agent can be changed at any chosen immersion and extraction speed of the workpieces by changing the depth of the heated steam zone and the solution of the binding agent. For best results it has been found that the solution of the binder should be kept at a temperature slightly below its boiling point so that a sufficient amount of solvent vapor escapes into the heated vapor zone, but the solution does not boil in the physical sense, i.e. H. that no vapor bubbles are formed in the liquid. For example, if a solution of a binder in trichlorethylene in an apparatus of the type shown in FIG. 1 and 2 is used, the temperature of the water jacket surrounding the liquid and vapor zone is very suitably 75 to 85 ° C, which results in a temperature of 70 to 75 ° C in the liquid. Patent claims:

1. Process for producing coatings of organic binders on objects of olefin polymers and olefin copolymers, characterized in that the objects are heated downwards through a Zone with concentrated trichlorethylene or perchlorethylene vapor through into a solution the binder performs in the same solvents that are at or near their boiling point is held, whereupon the objects from the solution through the heated steam zone into the Atmosphere.

2. The method according to claim 1, characterized in that the vertical movement of the Objects in the solvent vapor zone with a horizontal component of movement is combined.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Objects is given a horizontal component of motion during immersion in the binder solution.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Objects on their way into the atmosphere as they pass through the steam zone to a horizontal axis can be rotated.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,728,686.

1 sheet of drawings

809 520/571 3.68 @ Bundesdruckerei Berlin809 520/571 3.68 @ Bundesdruckerei Berlin