DE2240955A1

DE2240955A1 - Zusammengesetztes schichtmaterial und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2240955A1
Application number: DE2240955A
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Itoh; Yukichika Kawakami; Masahiro Segawa
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1971-08-17
Filing date: 1972-08-17
Publication date: 1973-03-01
Also published as: GB1360557A; JPS4828079A; FR2149538A1; FR2149538B1

Description

15. August 1972 126072

Priorität: 17. August 1971, Japan, Nr₀ 61965

Anmelderin ;

KUREIlA KAGAKU KOGIO KABUSHIKI KAISHA

8, 1-chome, Nihonbashi Horidome-cho, Chuo-ku,

Tokyo/Japan

Zusammengesetztes Schichtmaterial und "Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft ein zusammengesetztes Schichtmaterial und ein Verfahren zu dessen Herstellung₀

Das Schichtmaterial soll beispielsweise als Außenmantel und/oder Innenauskleidung von Tanks oder anderen Behältern sowie als Überzug von Maschinen oder dergleichen Verwendung finden und die so beschichteten Einrichtungen gegen chemische, thermische und/oder klimatische Einflüsse schützen,,

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Da Vinylidenf\Luoridpolymer bekanntlich eine außerordentlich hohe Beständigkeit gegen chemische Einflüsse besitzt und sich auch durch seine Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und thermische Bedingungen auszeichnet, wird dieses Material heutzutage in großem Umfang als korrosionsbeständiger Oberflächenschutz von Maschinen und Einrichtungen der chemischen Industrie und anderer Industriezweige verwendet»

Im allgemeinen erfolgt das Aufbringen des Vinylidenfluoridpolymers durch Streichen oder Gießen oder durch Beschichten, und es wird häufig als Auskleidung oder überzug und als Isolier- oder Mantelschicht auf unterschiedliche Grundmaterialien, wie z.B. Metall, Holz oder Kunststoff, aufgebracht.

Zum Streichen oder Gießen wird das erhitzte Vinylidenfluoridpolymer in seinem flüssigen Zustand auf das Grundmaterial aufgebracht, um eine bessere Verbindung zu gewährleisten· Für diesen Zweck wird ein im allgemeinen großer Heizofen benötigt, was zur Folge hat, daß ein Aufbringen des Polymers an Ort und Stelle nur unter großen Schwierigkeiten durchgeführt werden kann.

Beim Beschichten einer beispielsweise verwendeten metallischen Grundfläche ergeben sich weitere Schwierigkeiten wegen des beträchtlichen Unterschiedes im thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien, wodurch

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insbesondere beim Auftreten eines merklichen Temperaturunterschiedes die Bildung von Traxnfugen verursacht wird.

Wenn beispielsweise die Innenseite eines Tanks, eines Kanisters oder eines ähnlichen aus Metall bestehenden Behälters mit einem Überzug aus Vinyliderifluoridpolymer ausgekleidet ist, tritt häufig die nachteilige i'Olge ein, daß sich "schwimmende" Fugen (floating gaps) zwischen. Metallfläcjio und Überzug ausbilden.

Auch dann, wenn beispielsweise beabsichtigt wird, eine Schicht aus Vinylidenfluoridpolymer unmittelbar auf eine Überfläche eines starren mechanischen Bauteiles oder dergleichen aufzuleimen und mit dieser zu verleimen, besteht aufgrund der sehr starken chemischen Beständigkeit des Vinylidenfluoridpolymers eine erhebliche Schwierigkeit in der Auswahl eines geeigneten Haftmittels oder Klebstoffes» Bei Verwendung üblicher Klebstoffe ist die Verbindung ,jedenfalls im allgemeinen zu schwach _f um den gestellten Anforderungen zu genügen.

So wurde beispielsweise festgestellt, daß beim Aufkleben einer etwa 1 mm dicken Schicht des Polymers auf eine Hetailfläclie unter Verwendung üblicherweise bekannter Klebstoffe nicht verhindert werden kann, daß sich an der geleimten Fläche häufig Trennfugen ausbilden. Außerdem ist bis heute noch kein zuverlässiges und erfolgreiches Verfahren zum Verleimen dieser Materialien bekannt geworden. ·

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Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsforraen der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erläutert werden. Dabei zeigen :

Fig. 1 eine in Längsrichtung quergeschnittene

schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäß zusammengesetzten Schichtmaterials,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt zur Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Schichtmaterials.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Glasfasergewebe oder -stoff und mit 2 eine Vinylidenfluoridpolymer-Schicht bezeichnet. Die beiden Lagen oder Schichten wurden unter Druck fest miteinander verbunden und zwar derart, daß die Schicht 2, siehe Bezugszeichen J>, an ihrer einen Oberfläche in einer Oberfläche der Schicht 1 eingedrungen ist, während die entgegengesetzte, freiliegende Oberfläche der Schicht 1 nach wie vor ihr ursprüngliches, durchlässiges und maschiges oder netzartiges Faserstoff_Gefüge und dessen Struktur aufweist.

Daraus ergibt sich ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, der darin besteht, daß die faserige und durchlässige Oberfläche des Glasfaserstoffes 1 erforderlichenfalls ohne weiteres auf ein beliebiges geeignetes drittes

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Material, vorzugsweise auf Metall oder dergleichen, aufgeleimt werden kann_o Dabei ist es möglich, ein herkömmliches Klebemittel, wie z.B. Epoxydharz, Polyesterharz, Gummi oder dergleichen zu verwenden« Die auszuführende Klebearbeit läßt sich dabei in vorteilhaft einfacher Weise an Ort und Stelle durchführen

Wie bereits oben erwähnt, besitzt Vinylidenfluoridpolymer als Grundeigenschaft einen verhältnismäßig großen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, während der erfindungsgemäß in die Glasfasern eingebettete Teil der Polymerschicht zusammen mit den Glasfasern, die ihrerseits einen verhältnismäßig niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, einen auf einen Mittelwert reduzierten thermischen Ausdehnungskoeffizienten haben. Hieraus ergibt sich noch als besonderer Vorteil eine entsprechende V.er- ' minderung der Differenz des Ausdehnungskoeffizienten des erfindungsgemäßen Materials von dem eines Metalls, mit dem es verleimt werden soll_e

Vinylidenfluoridpolymer ist eine Art eines thermoplastischen Harzes und hat im allgemeinen einen größeren Wert

wärmehärtbare für den thermischen Ausdehnungskoeffizienten als/Harze wie z.B.- Polyester, Epoxyd-Kunstharz und dergleichen. Für den Fall, daß ein erfindungsgernäß zusammengesetztes Üchichbmaterial mit Metall verklebt werden soll, empfiehlt sich daher die Verwendung eines wärmehärtbaren Harzklebers. Durch Verwendung eines derartigen Klebers ergibt sich

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nämlich der Vorteil, daß eine Verformung, die wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Vinylidenfluoridpolymer und Metall im wesent-

von der Zv/ischencchicht
liehen/aufgenommen und damit ausgeglichen werden«

Eine Vinylidenfluoridpolymer-Schicht hat bekanntlich sehr günstige Werte für Zug- und Stoßfestigkeit, jedoch auch die Eigenschaft, daß dann, wenn sie aus irgendeinem ürunde zu reißen beginnt, die Rißbildung ziemlich schnell fortschreitet« Bei einem erfindungsgemäß zusammengesetzten Schichtmaterial ist jedoch die Polymerschicht teilweise Xn dem Glasfaserstoff eingebettet. Die Widerstandsfähigkeit des zusammengesetzten Materials gegen Riüsebildung konnte auf diese Weise erheblich verbessert werden. Gelegentlich auftretende Löcher, Lunker, Durchschlagsstellen oder ähnliche Beschädigungen bilden daher bei dem erfindungsgemäßen Material praktisch keine Gefahr einer weiteren Verbreitung, und die Beschädigungen können durch örtlich begrenztes Schweißen an Ort und Stelle leicht ausgebessert werden.

Anhand der Fig. 2 wird nun im Folgenden ein Verfahren für die Herstellung einer erfindungsgemäß zusammengesetzten Schicht im einzelnen beschrieben.

Eine Bahn 5 aus Vinylidenfluoridpolymer wird auf herkömmliche Art aus einer nur teilweise und schematisch dargestellten Strangpreßdüse 4· konventioneller Bauart heraus-

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gepreßt und in noch nicht erstarrtem Zustand einem Paar von Druckwalzen 7 zugeführt. Ji¹Ur eine geeignete- Zuführung der noch nicht erstarrten, weichen Bahn 5 zu dem Druckwalzenpaar sind nicht dargestellte geeignete Führungsmittel zwischen der Düse 4- und dem Druckwalzenpaar vorgesehene

Eine Bahn 6 aus Glasfaserstoff, die gleich breit ist wie die Kunstharzbahn 5»wird von einer nicht dargestellten Naehschubquelle genommen, die vorzugsweise als Vorratswalze ausgebildet ist, und dem Druckwalzenpaar .7, wie dargestellt, derart zugeführt, daß die beiden Bahnen 5j 6 einander überdecken und dann aufeinander liegend zwischen den Druckwalzen 7 hindurchtreten.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Spaltbreite r_Q des zwischen den Druckwalzen gebildeten Spaltes so ausgewählt, daß er der folgenden Bedingung genügt:

^r1 ^{+ r}2 ^ ^rO ^ ^r1 ^{Oder r}2 wobei Ty, die Dicke der Polymer-Bahn 5

- und r~ die Dicke der Glasfaserbahn 6 darstellt.

Beim Hindurchtreten der aufeinander gelegten Schichten 5, 6 zwischen den Druckwalzen 7 entsteht als Verfahrensprodukt eine zusammengesetzte Schicht 8, bei der ein Teil der Dicke der ersten, aus Vinylidenfluoridpolymer bestehenden Schicht 5 in das faserige Gefüge der zweiten, aus

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Glasfaserstoff bestehenden Schicht 6 eingebettet ist. In der Darstellung besteht die untere Oberfläche der zusammengesetzten Schicht 8 aus Vinylidenfluoridpolymer, während die obere Oberfläche der zusammengesetzten Schicht aus Glasfaserstoff besteht.

Falls es erwünscht oder erforderlich ist, kann eine der Druckwalzen 7» und zwar vorzugsweise die untere, durch eine nicht dargestellte ortsfeste Führungsplatte ersetzt werden.

Ebenfalls nicht dargestellt ist, daß eine der Druckwalzen 7 durch einen konventionellen Walzenantriebsmechanismus getrieben ist, während die andere Walze .freidrehend angeordnet werden kann· Es ist auch möglich, daß beide Walzen synchron angetrieben werden.

Die aus Vinylidenfluoridpolymer bestehende Schicht kann möglicherweise weniger als 3O# Füllstoffe, Pigment, Nucleus-bildendes Agens oder einen oder mehrere ähnliche Zusätze enthalten.

Anstelle von Vinylidenfluoridpolymer kann mit im wesentlichen gleichen Ergebnissen auch ein Kopolymer vob ahnlicher Beschaffenheit verwendet werden, wie z.B. ein Kopolymer, das als Hauptkomponente mehr als 90 Gewichtsprozente Vinylidenfluoridmonomer enthält.

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Da Vinylidenfluoridpolymer oder -kopolymer einen hohen Polymerisationsgrad aufweist und somit in flüssigem Zustand eine hohe Viskosität, ist es naturgemäß ziemlich schwierig in Schicht produkte auszupressen,. Wenn ,jedoch das Polymer oder Kopolymer einen verhältnismäßig niedrigen Polymerisationsgrad hätte, hätten die daraus geformten Erzeugnisse eine viel zu geringe und damit nicht akzeptable mechanische Festigkeit ο In Anbetracht dieser Tatsachen sollte das verwendete Polymer oder Kopolymer vorzugsweise eine Eigenviskosität το iph von 0,60 - 1,50 aufweisen, wie sie mit einer Dimelhylformamid-Lösung des Polymers oder Kopolymers von^/IOOcnr bei 30⁰C gemessen wurde«.

Der oben verwendete Ausdruck "noch nicht erstarrt" kann auch durch den Ausdruck "halb flüssig" ersetzt werden, ohne daß sich am Ergebnis etwas änderte

- ANSPRÜCHE -

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Claims

ANSPRÜCHE

( 1ο/ Zusammengesetztes Schichtmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Schicht (2) aus Vinylidenfluoridpolymer oder 4Copolymer mit mehr als 90 Gewichtsprozenten des fluoride und aus einer Schicht (1) aus Glasfaserstoff besteht, und daß beide Schichten in Querschnittsrichtung gesehen ineinander eingebettet sind.
2. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Schichtmaterials nach Anspruch 1, dadurdh gekennzeichnet, daß eine erste, im wesentlichen Vinylidenfluoridpolymer oder -Kopolymer enthaltende Bahn (5) aus einer Düse (4) herausgepreßt wird, daß eine zweite Bahn (6) aus Glasfaserstoff lugeführt wird, und die beiden Bahnen kontinuierlich aufeinander geschichtet werden, und daß diese aufeinander ge— schichteten Bahnen (3$ 6) einem mechanischen Druck (7) unterworfen werden, um die zusammenzusetzenden Schichtkomponenten in eine gegenseitige und teilweise ineinander eingebettete Verbindung miteinander zu bringen· '

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