DE2026814C3 - Verfahren zum Herstellen gut haftender Polyurethanüberzüge auf metallischen Trägern, insbesondere auf Drähten, Schläuchen und Rohren, durch Strangpressen - Google Patents

Description

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- ^a5 tall-Kunststoffverhindungen bekannt, die über ländurch gekennzeichnet, daß der metallische Träger gere Verweilzeit in kochender Waschlauge keinerlei aus einer schraubenlinienförmigen Stahldrahtum- Haftungsbeeinträchtigung aufweisen. Wie die einmantelung ^nes Kunststoff Schlauches besteht. schlägige Literatur zeigt, beruht dieser Haftverbund

auf einer Wechselwirkung zwischen metallischer

30 Oxidbildung mit thermischem Abbau sogenannter

polymerer Haftgrundsubstanzen, die eine chemische

'— Reaktion eingehen.

Bei der Fertigung von Schlauchleitungen, bei denen die Seele aus Polymeren bzw. Thermoplasten 35 und deren Druckträgsr aus Metalldrähten bestehen,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- müssen für die Oberdecke Werkstoffe gewählt wcrlen gut haftender Polyurethanüberzüge auf metalli- den, die den Einsafccbedingunf-.ün entsprechen und sehen Trägern, insbesondere auf Drähten, Schlau- diesen Stand haken, denen druckbelastbare chen und Rohren durch Strangpressen. Schlauchleitungen im allgemeinen unterworfen sind.

Es ist bekannt, metallische Drähte und Rol/re 4° Die Oberdecken werkstoffe sollen sich durch EIadurch Abdecken oder Umhüllen mit organischen stizität, hohe Abriebfestigkeit, optimale Weiterreißfe-Stoffen wie z. B. mit Lacken oder Firnissen vor stigkeit und Bruchdehnung sowie gute Alterungsbe-Korrosionserscheinungen zu schützen. ständigkeit, insbesondere Lichtrißbeständigkeit ausin Verbesserung dieser Überzugsmaterialien wur- zeichnen. Polyurethane, insbesondere hydrolysebcden hochpolymere Verbindungen an Stelle der gelö- 45 ständige Typen, vereinigen diese Eigenschaften in sten Öl- und Harzbestandteile eingeführt und nach idealer Weise. Diese vergleichsweise optimalen phyden verschiedensten Auftragsverfahren aufgebracht. sikalischen Werte können am besten voll zur Geltung Eine sehr verbreitete Methode ist das Extrusionsver- kommen, wenn es gelingt, auch die Verhaftung zum fahren, bei dem hochpolymere Stoffe, die im tägli- Trägermaterial optimal zu gestalten. Dies ist auch bei chen Gebrauch als Kunststoffe bezeichnet werden, 50 der Weiterverarbeitung derartiger Schläuche, vor alunter Druck und Temperatur in zähflüssigen Zustand lern bei der Aufbringung von Endarmaturen wüngebracht werden und dann die Verformung zu Über- sehenswert. Beim Abschneiden auf bestimmte Länzügen und Profilen zulassen. Dies ist insbesondere gen vor Anbringen der Endarmaturen dürfen die bei der Fertigung von Schläuchen aus Kunststoff mit Druckfestigkeitsträger, d. h. also z. B. die Stahldrähte, Druckträgern üblich. 55 auf Grund ihrer Eigenspannung überdies nicht aus-

Es ist Weiterhin bekannt, daß Polyadditionspro- einanderfächern und dadurch die Anbringung der dukte aus Diisocyanate!! und Polyolen, die als Poly- Endarmaturen erschweren oder gar unmöglich maurethane bezeichnet werden, sehr abriebfest, kältebe- chen.

ständig und sauerstoffresistent sind und sich bcson- Aus der USA.-Patentschrift 3 076 235 ist es an

ders für Werkstücke, die diesen Einflüssen ausgesetzt 60 sich bekannt, metallische Träger, nämlich Drähte, sind, eignen. Vor allem bei der Fertigung von vor dem Eintritt in den Extruderspritzkopf vorzuer-Schlauchleitungen, bei denen die Seele aus Polyme- hitzen. Dabei besteht der aufzubringende Isolierüberren bzw. Thermoplasten bestehen und deren Druck- zug bei diesem Verfahren des Standes der Technik, träger Metalldrähte sind, werden im Hinblick auf die das sich mit der Einbettung von Kabelkennfäden in späteren Einsatzbedingungen vornehmlich Werk- 65 einem aufgespritzten oder extrudi<;rten Außenmantcl, stoffe eingesetzt, die sich durch hohe Abriebfestig- befaßt, nicht aus Polyurethan, sondern vorzugsweise keit, Weitet reißfesligkeit und Bruchdehnung aus- aus Polyäthylen. Nun herrschen aber gerade beim zeichnen und dabei auch bei Einwirkung von Sauer- Polyurethan besondere Bedingungen, wie im folgen-

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den noch im einzelnen ausgeführt wird, überdies reichen lassen und daß eine gleichmäßigere Vertei-

kommt es bei dem Verfahren nach der USA.-Patent- lung von Füllstoffen und Pigmenten gewährleistet ist.

schrift 3 076 235 nicht darauf an, einen besonders Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird

gut haftenden Kunststoffüberzug auf metallischen heim erfindungsgemäßen Verfahren derart gearbeitet,

Trägern, zu erreichen. 5 daß der metallische Träger einer an sich bekannten

Aus der Literaturstelle »Kunststoff-Taschenbuch« mechanischen und/oder chemischen Vorbehandlung

München, 1957, S. 121, ist es an sich bekannt, daß unterzogen wird, indem dieser aufgerauht, entfettet

Polyurethan zum Spritzen geeignet ist. und mit Säure behandelt wird. Die Aufrauhung kann

Aus der deutschen Auslegeschrift 1177 328 ist ein beispielsweise durch eine Sandstrahlbehandlung, die Verfahren und eine Vorrichtung zum Umhüllen von to chemische Vorbehandlung beispielsweise durch EinDrähten mit plastifizierbaren Massen bekannt, wobei wirkenlassen von Chromsäure durchgeführt werden,
das zu umspritzende Gut vor dem Eintritt in den Nach wieder einer anderen bevorzugten Ausfüh-Spritzkopf vorgewännt wird. rungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren da-

Ein solches Verfahren ist ferner aus der USA.-Pa- durch gekennzeichnet, daß der metallische Träger

tentschrift 2 215 996 bekannt. 15 aus einer schraubenlinienförmigen Stahldrahtum-

Zum Stand der Technik ist ferner die deutsche Pa- mantelung eines Kunststoffschlauches besteht

tentschrift 441 361 zu nennen, die ein Verfahren zum Das Wesen der Erfindung wird nun an Hand von

Lackieren elektrischer Leitungsdrähte beschreibt, bei Ausfiihrungsbeispielen weiterhin erläutert:
dem die Drähte vor dem ersten Aufbringen der

Lackschicht erheblich vorgewärmt werden und der 3° ...

Draht vor dem ersten Aufbringen dieser Lackschicht Beispiel 1
in einer beheizten Vorkammer des Ofens erheblich

erhitzt wird. Es handelt sich hier jedoch um ein söge- Ein verzinktes Stahlrohr von 3 mm innerem nanntcs Emaillieren elektrischer Leitungsdrähte und Durchmesser und einer Wandstärke von 0,8 mm wird nicht um ein Erhitzen bzw. Einbrennen von Haftsub- 25 im Vordampfbad entfettet, in einer sauren Chromstanz, die die Haftung eines Polyurethanüberzuges salzlösung von basischen Karbonaten befreit und mit verbessert. einer dünnen Schicht Polyurethan-Kleber (= Haft-

Schließlich ist noch die USA.-Patentschrift substanz) überzogen, der bei 200 bis 230° C kurzzei-

2 956 305 zu nennen, die die Herstellung einer «erif- tig eingebrannt wurde, bis eine goldgelbe Färbung

feiten Schutzschicht aus Kunststoffisoliermaterial, 30 entstanden war. Das mit einer Temperatur von etwa

das eine Metallseele umhüllt, wobei nach dem Extru- 180° C in den Spritzkopf von etwa gleicher Tempe-

sionsverfahren gearbeitet wird, zu nennen. ratur eintretende Rohr wird mit dem Kunststoff auf

Es liegt nun vorliegender Erfindung die Aufgabe Polyurethanbasis ummantelt und gibt einen festen zugrunde, einen Haftverbund zwischen dem Poly- Haftverband, der selbst bei Dauereinwirkung von urethanüberzug und dem metallischen Träger zu 35 Warmwasser mit 70° C keinerlei Haftverminderung schaffen, der auch bei hoher mechanischer und/oder erkennen läßt,
chemisher Beanspruchung, beispielsweise einer solchen durch überhitzten Wasserdampf, keine Zerfall- Beispiel 2
oder Ermüdungserscheinungen zeigt

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der ein- 4° Ein monofiler Stahldraht wurde phosphatiert und

gangs genannten Gattung zum Herstellen gut haften- anschließend mit einem dünnen Auftrag von Haft-

der Polyurethanüberzüge auf metallischen Trägern substanz auf ölsäuremodifiziert'-rPhenolharzbasis von

erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf den metal- etwa 10 bis 15 [im Dicke imprägniert und bei 280 bis

lischen Träger eine Haftsubstanz für den Poly- 320° C kurzzeitig eingebrannt, so daß dessen Ausse-

urcthanüberzug aufgebracht und hierauf der so behan- 45 hen dunkelbraun wurde. Der noch schwach klebrige,

delte metallische Träger in an sich bekannter Weise etwa 200ⁿ C heiße Draht durchläuft sodann den

vor dem Eintritt in einen Spritzkopf auf eine solche Spritzkopf und wird mit einer Polyurethan-Type um-

erhöhtc Temperatur gebracht wird, die in der Grö- mantelt. Selbst Langzeitkochteste in Waschlauge ver-

ßenorrinung der Arbeitstemperatur des Spritzkopfes mochten diese Haftung nicht aufzuheben,

liegt. 5c

Vorliegender Erfindung liegt nämlich die übeira- Beispiel 3
sehende Erkenntnis zugrunde, daß der Tatbestand

der Wechselwirkung metallischer Oxidbildung mit Blechplatten einer Stärke von 1,0 mm wuHcri

thermischem Abbau für die Ummantelung von me- phosphatiert und anschließend wie im Beispiel 2 .-

tallischen Trägermaterialien im Extrusionsverfnhren 55 schrieben vorbehandelt, d. h. imprägniert und Jie

mit Polyurethanen nutzbar zu machen ist, wodurch Haftsubstanz eingebrannt. Danach wurde ein twa

die vorgenannten Probleme gelöst sverden. Es wurde 1 mm starker Film aus Polyurethan zwischen neide

nämlich festgestellt, daß besonders durch große Platten gelegt und diese durch eine kurzzei'.ge Er-

Temperaturdiffcrenzen zwischen Metallträger und wärmung von auf etwa 200⁰C und Anwencl· ng eines

austretendem zähen Kunststoffschlauch schlechte 60 geringen Druckes auf beide Platten fest m einander

Haftergebnisse auftreten. Bei angewärmten nictalli- verbunden. Nachfolgende Versuche ergabeii Scherfc-

schcn Trägem hingegen konnte ähnlich wie beim stigkcitswerte, die bei 450 g/mm² bis 645 g/mm² He-

Wirbelsinterh eir.e für viele Einsatzgebiete ausrei- gen.
chendc Haftung erzielt werden, wobei die Extrusion

gegenüber dem Wirbelsin'ervcrfahren die Vorteile 6^ Beispiel 4
hat, daß sowohl dvi.tne Schichten bis 30 um ah auch

Dickschichten in Millimetern hergestellt werden kön- Rci einem Kunststoffschlauch, bei dem die druck-

nen, daß sich schnellere Arlv.itsgeschwindigkeiien er- mici-nden scliraubenlinienförmigen Stahldrähte vor

ihrer Applikation mit einem Polyurethankleber imprägniert und eingebrannt wurden, ergaben sich nach dem Aufspritzen der Polyurethanoberdecke extrem hohe Haftfestigkeitswerte zwischen dem Kunststoff und der Stahldrahtarmierung. Auch hier wurde der Schlauch unmittelbar vor dem Einlaufen in den Querschnittskopf der Extrusionsvorrichtung einem nochmaligen Wärmeschock in Höhe von 180 C ausgesetzt.

Das Wesen der Erfindung wird weiterhin an Hund der Fig. 1 und 2 erläutert, die ebenfalls beispielhafte Ausführungsformen zeigen.

Fig. 1 beschreibt die Herstellung gut haftender Polyiircthanüberzüge auf einen metallischen Träger, der aus einer schraubenlinicnföimigcn Stahldrahtummantelungeines Kunststoffschlauchs besteht·, in

Fig. 2 ist die Struktur der einzelnen Schichten des überzogenen schlauchartigen Formkörpers dargestellt.

In Fig. I ist mit dem Bezugszeichen 1 dei Schlauchstrang, mit dem Bezugszeichen 2 die Flammenstraße, mit 3 der Extruder, mit 4 der Querspritzkopf und mit 5 die Abzugsvorrichtung gekennzeichnet.

in F i g. 2 trägt die Kunststoffscele, also der ζ. Β aus Polyamid bestehende eigentliche Kunststoff

xo schlauch, der zu ummanteln ist, das Bezugszeichen 1 Mit dem Bezugszeichen 2 ist eine linksgiingige schraubenlinicnformige Stahklrahtummantelung der Kunst stoffseele 1. mit 3 eine Haftsubstanzschicht, mit ' eine rechtsgängige schraubenlinienförmige Stahldraht ummantelung, mit 5 wiederum eine Haftsubstan/. schicht und mit 6 der Kunststoffaußenmantel be zeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 stoff keine Alterungscrscheinungen aufweisen. PoIy-Patentansprüche: urethane, und zwar insbesondere hydrolysebeständige Typen, weisen diese Eigenschaften auf.

1. Verfahren zum Herstellen gut haftender Po- Das Ummanteln von Stahldrähten mit Polyure-

lyurethanüberzüge auf metallischen Trägern, ins- 5 thanen ist zwar noch nicht allgemein üblich, wird jebesondere auf Drähten, Schläuchen und Rohren, doch bei bestimmten technischen Teilen durchgedurch Strangpressen, dadurch gekenn- führt.

zeichnet, daß auf den metallischen Träger Ein besonderer Nachteil dieses bekannten Umeine Haftsubstanz für den Polyurethanüberzug mantelungsverfahrens besteht nun darin, daß die aufgebracht und hierauf der so behandelte metal- io Haftung der hochpolymeren Überzüge auf den melische Träger in an sich bekannter Weise vor dem tallischen Grundkörpern oft mangelhaft, im Dauer-Eintritt in einen Spritzkopf auf eine solche er- betrieb jedoch zumindest unzureichend ist höhte Temperatur gebracht wird, die in der Giö- Es liegt zwar der Gedanke nahe, durch Vorbe-

ßenordnung der Arbeitstemperatur des Spritz- handlungen, wie Entfetten, Aufrauhen oder Säuern kopfes Hegt. 15 oder auch durch Aufbringen von adhiäsiv wirkenden

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Klebstoffen, diesen Nachteil zu vermindern; späte· kennzeichnet, daß die Haftsubstanz aus einem stens bei der kontinuierlichen Einwirkung von dif-Polyurethan«Jeber besteht, fundierendem Wasserdampf lösen sich jedoch diese

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, bekannten Klebeverbindungen wieder und verhindadurch gekennzeichnet, daß der metallische Trä- ³⁰ dern nicht mehr den Fortgang der Korrosion und der ger einer an sich bekannten mechanischen und/ Blasenbildung.

oder chemischen Vorbehandlung unterzogen Lediglich vom sogenannten Fluidbed-Verfahren wird, indem dieser aufgerauht, entfettet und mit sind unter bestimmten Voraussetzungen beim BeSäure behandelt wird. schichten mit weichmacherfreien Polyamidtypen Me-