DE1559566A1

DE1559566A1 - Verbundplatte

Info

Publication number: DE1559566A1
Application number: DE19651559566
Authority: DE
Inventors: Klement Dr Dipl-Chem Guenter; Zoebelein Dr Dipl-Chem Hans; Hans Wissmeier
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1965-12-29
Filing date: 1965-12-29
Publication date: 1969-08-21
Also published as: AT274312B; FI42244B; BE691939A; CH452851A; FR1506952A; NO117144B; SE303364B; NL6618279A; DK121196B; GB1173586A

Description

D 3178 und D 3178 a
"Verbundplatte"

Die Erfindung betrifft eine Verbundplatte aus Metall« und Holzschichten·

Verbundplatten aus Metallblechen und Sperrholzplatten sind bekannt. Die Verbindung zwischen den genannten Stoffen kann durch Heißverlelmung mit Hilfe von Phenolharzen hergestellt werden. Außerdem ist es möglich, Sperrholzplatten und Metallbleche mit Hilfe von Kontaktklebern, beispielsweise auf Basis von natürlichem oder künstlichem Kautschuk,· miteinander zu verbinden. Schließlich ist es bekannt geworden, die Verklebung zwischen den Materialien mittels Klebern auf Basis ungesättigter Polyester oder Epoxidharze zu bewirken. Die nach den genannten Verfahren erhältliehen Verbundplatten weisen jedoch verschiedene Nachteile auf, deren Ursache bei der Verwendung von Phenolharzen und ungesättigen Polyestern und häufig auch Epoxidharzen In einer relativ spröden Klebefuge zu suchen ist. Mit den Kontaktklebern erhält man andererseits nicht die oft gewünschte starke Haftung zwischen Holz und Metall, wie beispielsweise Aluminium. Ferner treten bei der Herstellung solcher Platten dadurch Schwierigkeiten auf, daß Kontaktkleber und .auch Klebstoffe auf Basis ungesättigter Polyester und Epoxidharze

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während einer bestimmten offenen Zeit verarbeitet werden ' müssen»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundplatte aus mindestens einer Metallschicht und mindestens einer Schicht aus Holzwerkstoff zu finden, die die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich zwischen Metall und Holz eine vulkanisierte Kautschukschicht befindet.

Die Zusammensetzung der vulkanisierten Kautschukschicht richtet eich nach dem jeweiligen Verwendungszweck der Verbundplatte. Als Elastomere kommen infrage Naturkautschuk sowie eine Reiha synthetischer kautschukelastischer Produkte wie etwa Polychloropren, Polyisobutylen mit geringen einpolymerisierten Mengen eines konjugierten Diens, Mischpolymerisate aus Butadien und Styrol bzw. Acrylnitril·, kautschukelastische Mischpolymerisate des Äthylens mit Vinylacetat oder Propylen oder auch Polyurethane. Die Kautschukschicht soll eine Stärke von etwa 0,1 bis 10 mm, vorzugsweise 0,2 bis 2 mm, aufweisen.

Es können als Holzschichten die verschiedensten Arten von Holzwerkstoff, beispielsweise Tischlerplatten oder Sperrholzplätten, eingesetzt werden. Weiterhin ist es möglich, Spanplatten zu ver-

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wenden. Die Holzschicht soll cine Dicke von etwa 2 bis 80 mm, vorzugsweise 10 bis 50 mm, aufweisen.

Pur die erfindungsgemäße Verbundplatte können die verschiedensten Metallschichten eingesetzt werden, wie etwa Eisen, Edelstahl, Kupfer, Messing, Zink und andere mehr. Bevorzugt sind aber Aluminiumbleche. Die Metallschichten können emailliert oder gegebenenfalls verzinkt oder verchromt sein. Es können Lackschichten aufgebracht oder Muster eingeprägt worden sein. Werden Eisenbleche verwendet, können sie einseitig oder beidseitig phosphatiert sein. Aluminiumbleche können einseitig oder beidseitig eloxiert oder chromatlert sein. Die Metallschicht soll eine Stärke von etwa O₉I bis 20 mm, insbesondere 0,2 bis 2 mm, aufweisen. ■

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundplatte ist die Kautschukschicht beidseitig mit einem Bindemittel bedeckt, das einen festen Verbund zwischen der Gummischicht und der Metallschicht und der Holzlage bewirkt. Beispielsweise können hier verwendet werden Bindemittel auf Basis von chloriertem Kautschuk, Polymere des Chlorbutadiens und Dlchlorbutadiens, halogenierte Polymerisate des Dichlorbutadiens, halogenierte Polymerisate des Vinylchlorids oder halogenierte Mischpolymerisate des Vinylchlorids und Vinylester niederer Carbonsäuren. Es ist auch möglich, andere handelsübliche Haftmittel zu verwenden, beispielsweise Albumin enthaltende Kautschuklatices oder mehrwertige Isocyanate.

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Hatantaoteiiung

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Die Schicht aus Gummi-Metall-Bindemittel ist relativ dünn. Sie

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besteht aus etwa 20 bis 100 g/m , insbesondere 30 bis 80 g/m , Pestsubstanz. Zum Auftragen der Schichten werden Lösungen der Bindemittel in organischen Lösungsmitteln oder Dispersionen in Wasser verwendet. Man trägt die Lösungen bzw. Dispersionen in bekannter V/eise durch Pinseln, Spritzen oder Walzen auf die Seiten der Holz- bzw. Metallschicht auf, welche der Kautschukschicht zugewandt sind. Nach Verdunsten des Lösungsmittels bzw. des Wassers können die weiteren Lagen zu einem Paket zusammengefügt werden.

Die erfindungsgemäßen Verbundplatten können die verschiedensten Kombinationen von Schichten enthalten, Im .einfachsten Fall nur eine Metallage und eine Holzlage· Vielter kann beispielsweise eine Holzlage mit zwei Metallschiehten versehen sein oder eine Metallschicht mit zwei Holzlagen. Es können aber auch beliebig viele Schichten miteinander verbunden sein, wobei jedoch zwischen Metall und Holz immer eine Kautschukschicht vorhanden sein muß«

Der Aufbau der Verbundplatte beginnt beispielsweise damit, daß die Holzschicht mit der der Kautschukschicht zuzuwendenden Seite' mit dem Gurami-Metall-Binderaittel versehen wird. Dabei können etwa vorgeleimte Sperrholzplatten eingesetzt werden oder auch solche, welche aus teilweise beharzten, aber noch nicht verbundenen Purnieren bestehen. Die der Kautschukschicht zugewandte

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Henke! & Cie GmbH

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Holzlage kann roh sein oder sine dünne !farbschicht aufweisem Im letzteren Falle wird weniger GuOTt-Metall-Binäemittel verbraucht. Man kann auch dadurch Gummi»Metall-Bindemittel einsparen, daß nan auf die rshe Holzseite zunächst ein etwa 15 bis ²IO g/m schweres, stark beharztes (etwa 150 bis 250 % des Papiergewichts) Papier auflegt und dieses mit der der Kautschukschicht zugewendeten Seite mit Gummi-Metall-Bindemittel versieht. Als Harze kommen bekannte₉ nicht auskondensierte Formaldehydharze des Phenols j Kresols, !!©!amins oder Harnstoffs infrage»

Anschließend wird auf die wie vorstehend beschrieben präparierte Ilolzlage das Kautschukfell und die Metallschieht aufgebracht« Dabei Ist zweckmäßig auch die dem Kautschuk zugekehrte Seite der Metallschicht mit einem Guiami-Metall-Bindemittel versehen.

Die Verbindung zwischen den einzelnen Lagen wird durch Heißpressen während etwa 5 bis 30 Minuten bei dem Druck von 10 -bis 30 kg/cm und einer Temperatur von 120 bis 180 C vorgenommen. Bei den angewandten Temperaturen soll eine Vulkanisation des Kautschuks stattfinden. Da vorzugsweise anstelle von vorgefertigtera Sperrholz verschiedene Lagen aus teilweise beharzten Holzfurnieren verwendet werden^ findet gleichzeitig die Verleimung zwischen einzelnen Holzschlehten statt»

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Henkel & Ute

Patentabteil

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Die erfindungsgemäßen Verbundplatten weisen eine sehr hohe Festigkeit der Verbindung zwischen Metall und Holz auf. In den meisten Fällen tritt bei dem Zerreißversuch Bruch in der Kautschukschicht ein, d.h. die Festigkeit der Verbundplatte wird von der Festigkeit der Gummimischung bestimmt. Es lassen sich Schälfestigkeiten von 50 kg/Zoll und mehr feststellen.

Der dünne Gummifilm bildet eine elastische Zwischenschicht zwischen der Metall- und der Holzschicht und nimmt Spannungen der Verbundplatte leicht auf. Ferner wirkt die Kautschukschicht als Ausgleich für Unebenheiten zwischen den beiden Werkstoffen. Die erfindungsgemäße Verbundplatte ist praktisch verwerfungsfrei und weist eine hohe Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, und Alterung auf.

Die erfindungsgemäBe Verbundplatte läßt sich vorteilhaft verwenden als Vorsatzplatte für den Innen- und Außenbau im Fertighausbau, als Innenverkleidung von Kühlanlagen, Kühlwagen, Kühlschiffen sowie im allgemeinen Waggon- und Karosseriebau.

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Beispiel ir

5 Buchenholzfurniere, von denen 2 beidseitig mit noch härtbarem Phenolharz beschichtet und vorgetrocknet waren, wurden so aufeinander seiest* ^daß jeweils ein Deckfurnier roh blieb. Je ein walzblankes Aluminiumblech von 0,²J und 0,2 mm Stärke wurde mit Trichlorethylen abgewaschen und anschließend mit einem Gummi-Metall-Bindemittel eingestrichen, so daß ein Auftrag von ²IO g/m Pestsubstanz erzielt wurde. Auch die Seite des HoIzpaketes war mit Gummi-Metall-Bindemittel eingestrichen, welche dem Kautschukfell zugekehrt"wurde (Auftrag 80 g/m Pestsubstanz).

Das verwendete Bindemittel war in bekannter Weise hergestellt worden (DBP 1 1^JJ3 017). Es bestand aus 10 Gewichtsteilen 4-Dinitroso-diphenylamin, 30 Gewichtsteilen nachbromiertem Poly-2,3-dichlorbutadien (etwa 2? Molproiant Br)₄ 70 Gewichtstellen chloriertem Naturkautschuk (125 cP) und 3Q0Ge*ilchfc-sfceilen Toluol.

Zwischen die mit dem Gummi-Metall-Bindemittel beschichteten Flächen wurde ein unvulkanisiertes Gummifell von etwa 0,5 mm Dicke eingelegt. Die unvulkanisierte Masse bestand aus etwa 100 g Polychloropren, 2 G Phenyl-ß-naphthylamin, k g Magnesiumoxid, 1 g Kohlenitfasserstoffharz,. 5 g Erdölxveichmacher, 5 g Zinkoxid, 70 g Ruß, wenig verstärkend, 0,5 g Di-o-tolyl-guanidin, 0,3 g 2-Mercaptoimidazolin, 0,5 g Tetramethylthiurammonosulfid, 1,0 g Schwefel.

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Anschließend wurde der Schichtkörper in einer Vulkanisierpresse während 15 Minuten bei 150 C und einem Druck von 20 kg/cm verpreßt.

Es wurde ein stabiler Verbundkörper erhalten, der gute mechanische Festigkeit aufwies.

Die vorstehend beschriebene Herstellung des Schichtkörpers wurde wiederholt. Jedoch wurde anstelle des beschriebenen Gummi-Metall-Bindemittels ein Handelsprodukt mit dem Handelsnamen "Chemosil 220 " verwendet. Aus den so erhaltenen-Platten wurden nach einer Lagerzeit von 2k Stunden Streifen von 1 Zoll Breite geschnitten und die Schälfestigkeit im Winkel von 90° über eine Prüfstreifenlänge von 10 cm gemessen. Die Schälfestigkeit betrug ¹U, 1 kg/Zoll bzw. 43,8 kg/Zoll. Es trat zu 100 % Bruch im Elastomeren ein. Die Prüfung wurde durchgeführt nach ASTM-D-¹129-55-T, Methode B.

Beispiel 2:

Unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen wurde ein Paket von 5 Buchenholzfurnieren und einem einseitig lackierten Aluminiumblech von 0,6 mm Stärke eine Verbundplatte hergestellt. Das verwendete Gummi-rietall-Binderaittel bestand aus 85 Gewichtsteilen chloriertem Naturkautschuk (die 20#ige Lösung in Toluol hatte eine Viskosität von 125 cP bei 20° C), 15 Gewiehtsteilen

) registriertes Warenzeichen

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eines Umsetzungsproduktes von Novolak mit Epichlorhydrin (Viskosität 60.000 cP bei 20° C, Epoxidäquivalent 179), 1,5 Gewichtsteilen m-Phenylondiamln, 30 Gewichtsteilen feinverteilteni Ruß.

Aus der erhaltenen Schichtstoffplatte wurden Streifen von 1 Zoll Breite geschnitten und getestet. Die Schälfestigkeit des Verbundes Aluminium/Holz betrug 53,2 kg/Zoll, auf 95 % der gesamten Bindefläche trat Bruch im Kautschuk ein. Es wurden folgende Beständigkeit Staats nach DIN 68 705 durchgeführt und anschließend die verbliebene Schälfestigkeit an Streifen von 1 Zoll Breite gemessen:

1. A 100-T-est zur Prüfung der Kochfestigkeit, Ergebnis: der Verbünd ist völlig unbeschädigt.

Schälfestigkeit: 40,7 kg/Zoll, völliger Bruch im

Gummi

2. AVi 100-Test zur Prüfung der Wetterfestigkeit des Verbundes, Ergebnis: der Verbund ist völlig unbeschädigt.

Schälfestigkeit: 39,3 kg/Zoll, völliger Bruch im

Gummi

Beispiel 3:

Von 7 Buchenfurnieren wurden ^l\ Lagen mit Phenolharz beschichtet und vorgetrocknet. Die Purniere wurden zu einem Sperrholzpaket zusammengesetzt, so daß neben den Leimlagen, auch beide Deckfurniere vorbeharzt waren. Auf die mit Phenolharz beschichteten Deckfurniere wurde ein handelsübliches Gummi-Metall-Bindemittel

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Patentabteilung . I D ^ ü ί) b b

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aufgetragen (Chemosil 220 ), Auftrag 50 g/m Pestsubstanz. *Zwei Aluminiumbleche von 0,2 mm Stärke wurden mit Trichlorethylen abgewaschen und mit einer Grundierung von etwa ¹IO g/m Pestsubstanz des gleichen Haftmittels versehen. Dann wurden 2 unvulkanisierte Pelle aus Polychloroprenkautschuk von etwa 0,5 mm Stärke auf beide Seiten des Sperrholzpakets gelegt und darauf das beschichtete Aluminiumblech. Das Paket wurde während 15 -Iinuten bei 150° C und einem Druck von 20 kg/cm vulkanisiert und verleimt.

Es wurde eine Verbundplatte erhalten, aus der Streifen von 1 Zoll Breite und 10 cm Länge geschnitten wurden. Die Schälfestigkeit im Winkel von 90° betrug hO kg/Zoll, wobei 100 % Bruch im Kautschuk eintrat.

Die Prüfung auf Heißwasserfestigkeit (IV/ 67 nach DIlI 68 705) wurde unbeschadet überstanden. Die verbliebene Schälfestigkeit betrug 36 kg/Zoll, wobei zu .80 % Bruch im Gummi zu beobachten war.

Beispiel 4;

7 Buchenfurniere, davon 3 Leimlagen, wurden zu einem Paket vereinigt und darauf ein mit Phenolharz getränktes llatronkraftpapier

(35 g/m , 200 % beharzt) gelegt. Dieses wurde einseitig mit einem

handelsüblichen Gummi-Metall-Bindemittel (Chemosil 22O⁺) beschichtet. Nach Trocknen des Bindemittels wurde ein 0,5 mm

) registriertes Warenzeichen

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starkes unvulkanisiertes Gummifell (vergl. Beispiel 1) aufgelegt und darauf eine 0,6 mn starke, mit dem gleichen Bindemittel (40 g/m ) beschichtete Aluminiumplatte aufgelegt. Das erhaltene Paket vmrde während 15 Minuten bei 150° C und einem

ρ
Druck von 20 kg/cm verleimt und vulkanisiert.

Aus dem Verbund wurden 1 Zoll breite Teststreifen geschnitten. Die Schälfestigkeit betrug 48-.,2 kg/Zoll, vxobei zu 100 % Bruch im Kautschuk zu beobachten war.

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Claims

η ei ι Kw til οι wie «CJlTIDIl Patentabteilung I 0 0 3 0 0 0 D 3178/317Sa - 12 - Patentansprüche

1) Verbundplatte, bestehend aus mindestens einer Metallschicht und mindestens einer Schicht aus Holzwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Metall und Holz eine vulkanisierte Kautschukschicht befindet.

2) Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Kautschukschicht beidseitig mit einem Gurami-Metall-Bindemittel bedeckt ist.

3) Verbundplatte nach Anspruch l.und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vulkanisierte Kautschukschicht etwa 0,1 bis 10 mm, Insbesondere etwa 0,2 bis 2 mm,dick ist.

4) Verbundplatte nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzschicht etwa 2 bis 80 mm, vorzugsweise 10 bis 50 mm, dick ist.

5) Verbundplatte nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht etwa 0,1 bis 20 mm, insbesondere 0,2 bis 2 mm, dick ist.

6) Verbundplatte nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht als Aluminium besteht.

7) Verbundplatte nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Schicht aus Gummi-Metall-Bindemittel etwa 20 bis 100 g/m , insbesondere etwa 30 bis 80 g/m , schwer ist.

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Henkel & Cie GmbH irrnr-~«

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8) Verfahren zur Herstellung der Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Paket aus den einzelnen Schichten während etwa 5 bis 30 Minuten und

einem Druck von etwa 10 bis 30 ke/cm bei einer Temperatur von etwa 120° bis l80° C verpreßt.

9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzschicht aus mehreren, teilweise mit noch härtbaren Kunstharzen beharzten Holzfurnieren besteht.

Henkel & Cie. GmbH i.V. . ppa.

(Dr. Nagel) (Dr. Haas)

808834/021*

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