DE2830344C2 - Verbundkörper aus Metall und natürlichem oder synthetischem Gummi - Google Patents
Verbundkörper aus Metall und natürlichem oder synthetischem GummiInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Verbund aus einer metallischen Unterlage und einer daran festhaftenden
Beschichtung aus Gummi auf der Basis von natürlichem oder synthetischem Kautschuk, wobei die freie Seite der
Beschichtung aus Hartgunwni best. nt.
Verbünde dieser Art gehören zum Stand der Technik
und sind beispielsweise in Form on ausgekleideten y> Stahlbehältern. Eisenrohren und dergleichen allgemein
bekannt. Dabei geht es insbesondere darum, eine feste und dauerhafte Bindung /wischen Metall und Gummibeschichtung zu erreichen.
Aus der deutschen Auslegeschrift 21 66 679 ist eine Prägewalze für Kunststoffolien bekannt, die aus einem
metallische Walzenkern und einem darauf angebrachten, zwei Schichten aufweisenden Gummimantel besteht, wobei die innere Schicht eine hohe und die äußere
Schicht eine vergleichsweise niedrige Härte aufweist. Die Bindung zwischen dem Walzenkern und dem
Gummimantel sowie den beiden Schichten des Mantels, die bei dieser speziellen Prägewalze zur Gestaltung
besonderer Prägemuster relativ geringen Beanspruchungen ausgesetzt ist. wird mit Hilfe eines härtenden
Harzes erreicht.
In der deutschen Patentschrift 8 92 240 ist ferner ein
Verbund beschrieben, der aus einer metallischen Unterlage und einer daran festhaftenden Beschichtung
aus
a) einer Schicht aus Gummi.
b) mehreren Schichten aus Polyethylen-Gummi-Mischungen und
c) einer abschließenden Polyethylen-Schicht
besteht. Die Bindung zwischen Metall und Gummi auf der Basis von natürlichem oder synthetischem Kautschuk wird durch Vulkanisation und die Bindung
zwischen dem Thermoplasten Polyethylen und der Gummischicht durch die im Gehalt an Polyethylen-Füllstoff und Kautschuk ganz speziell abgestuften Zwischenschichten b) erzielt. Bei der Vulkanisation wandert
nämlich ein Teil des Schwefels von der reinen Kautschukschicht a) in die angrenzenden, relativ viel
Kautschuk enthaltenden Zwischenschichten und verursacht die Bildung von Bindungen; dagegen werden die
relativ viel thermoplastischen Füllstoff enthaltenden Zwischenschichten untereinander und mit der reinen
Holyethylenschicht c) durch die bei der Vulkanisationstemperatur auftretende Thermoplastverschweißung
verbunden.
Mit der fortschreitenden Entwicklung auf dem Gebiet der Klebemittel ist es gelungen, relativ gute Klebstoffe
für die Verbindung von Gummi oder Kautschuk mit thermoplastischen Kunststoffen zur Verfugung zu
stellen. Damit erübrigt sich der in der deutschen Patentschrift 8 92 240 aufgezeigte, umständliche Weg.
So werden in der deutschen Auslegeschrift 14 20 168 und in der deutschen Offenlegungsschrift 25 06 912
Verbünde aus Metall, Gummi und Thermoplasten beschrieben, wobei die Bindung zwischen Metall und
Gummi durch Vulkanisation und zwischen Gummi und den Thermoplasten Polyethylen oder Polypropylen
durch spezielle Klebstoffe erzielt wird.
Während also das Problem der Bindung von Thermoplasten mit Gummi weitgehend gelöst ist, läßt
die bisher erreichte Haftfestigkeit von Gummi auf Metall noch zu wünschen übrig.
Aus der genannten deutschen Offenlegungsschrift 25 06 912 ist zwar bekannt, daß die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Metallen, insbesondere Stahl,
und Gummi auf der Basis von natürlichen oder synthetischen Kautschuken und Thermoplasten differieren. Die damit durch Temperaturwechsel bedingten
Spannungen in der Grenzschicht zum Metall können bei Gummi dadurch aufgefangen beziehungsweise vermindert werden, daß die Härte und damit die Bruchdehnung
über den Vulkanisationsgrad günstiger eingestellt wird.
Mit dieser Maßnahme allein ist aber eine feste und insbesondere dauerhafte Bindung zwischen Metall und
Gummi nicht zu erreichen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei den bekannten Verbunden mit einer Schicht aus
Gummi auf Metall nach einiger Zeit ein zumindest teilweises Loslösen der Schicht von der Metallunterlage
auftreten kann. Beginnt der Verbund am Stahl mit Hartgummi, so können zusätzlich auch Risse im
Hartgummi entstehen. Loslösen beziehungsweise Rißbildung treten besonders dann auf, wenn der Verbund
sehr wechselhaften Temperaturbedingungen, insbesondere einem großen Temperaturwechsel pro Zeiteinheit,
ausgesetzt ist und aufgrund einer relativ großen Dicke der Beschichtung größere Spannungen (infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten) auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbund der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die
Beschichtung eine Dicke von mindestens 10 mm haben kann, ohne daß bei den genannten extremen Bedingungen nachteilige Auswirkungen wie !.oslösung oder
Rißbildung auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Beschichtung eine Dicke von gleich oder größer 10 mm aufweist und aus mehreren Schichten abwechselnd aus Hartgummi und Weichgummi gebildet im.
Die Anzahl der Schichten richtet sich im wesentlichen nach dem zu erwartenden Temperaturwechsel pro
Zeiteinheit, dem der Verbund ausgesetzt sein kann, und nach der verfahrensmäßig bedingten Gesamtdicke der
Beschichtung. Danach werden bei relativ großer Gesamtdicke mehr Einzelschichten erforderlich sein als
bei einer relativ kleinen Gesamtdicke.
Die erste Schicht -«ui der UnteiUge kann aus
Hartgummi, einer medium- oder selbstvulkanisierenden Mischung auf der Basis von natürlichen oder synthetischen
Elastomeren oder aus Weichgummi bestehen.
Die Beschichtung (auf der Metallunterlage) besteht vorzugsweise aus drei bis acht Schichten, insbesondere
aus drei bir fünf Schichten, aus Hartgummi der
Shore-D-Härte (gemessen nach DIN 53 505) von 65 bis 85, vorzugsweise von etwa 7*5, und Weichgummi der
Shore-A-Härte (gemessen nach DIN 53 505) von 40 bis 70, vorzugsweise von etwa 50. Nach einer besonders
bevorzugten Ausführungsform besteht die Beschichtung aus. insgesamt fünf Schichten, wobei die erste
Schicht (auf der Unterlage) und ebenso die dritte und fünfte Schicht aus Hartgum.ni mit einer Shore-D-Härte
von 65 bis 85, vorzugsweise von etwa 75, und die zweite bis vierte Schicht aus Weichgummi mit einer Shore-A-Härte
von 40 bis 70, vorzugsweise von etwa 50, gebildet isL Die Beschichtung kann gegebenenfalls eine abschließende
Schicht aus einem Thermoplasten aufweisen, weil damit eine sehr hohe Resistenz gegenüber chemischen
Angriffen erreicht wird.
Die Dicke einer Schicht beträgt in der Regel .twa 03
bis 30 mm, vorzugsweise etwa I bis 15 mm. Die Dicke des Verbundes (das ist Metallunterlage plus Beschichtung)
beträgt vorzugsweise etwa 20 bis 30 mm.
Zur Herstellung der Beschichtung kommen alle üblichen Arten von natürlichem oder synthetischem
Kautschuk (aus dem durch Vulkanisation Weich- oder Hartgummi gebildet wird) in Betracht Beispielsweise
seien genannt: Polyisopren, Äthylen-Propylen-Kautschuk,
Butyl-Kautschuk (ein Mischpolymerisat aus 95 bis 98 Gew.-% Isobutylen und 2 bis 5 Gew.-% Butadien
oder Isopren, jeweils bezogen auf das Gewicht des Mischpolymerisates). Chloropren-Kautschuk, chlorsul
foniertes Polyäthylen, Fluorelastomere (beispielsweise Mischpolymerisate aus Trifluoräthylen und Vinylidenfluorid
oder aus Hexafluorpropylen und Vinylidenfluorid). Nitril-Kautschuk (ein Butadien-AcrylnitrilMischpolymerisat
mit etwa 20 bis 50 Gew.-°/o Acrylnitril und etwa 50 bis SP Gew.-% Butadien, jeweils bezogen auf
das Gewicht des Mischpolymerisates), Silicon-Kautschuk (beispielsweise aus Dimelhylsilandiol). Styrol-Buladien-Kautschuk
(ein Butadien-Styrol-Mischpolymerisat mit etwa 50 bis 75 Gew.-% Butadien und etwa 25 bis
50 Gew.-% Styrol, jeweils bezogen auf das Gewicht des Mischpolymerisates).
Als Thermoplaste und Duroplaste, die am Aufbau der Beschichtung beteiligt sein können, seien beispielsweise
genannt: Polyäthylen. Polypropylen. Polyvinylchlorid. Polytetrafluoräthylen, Polyinylidenfluorid sowie derarte
Copolymerisate, bzw. Duroplaste wie Polyester. Polyurethane Phenolharze. Epoxyharze und Furanhar-
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundes erfolgt nach bekannten Arbeitsweisen. Dabei wird die
metallische Unterlage, vorzugsweise Stahl, zunächst
metallisch blank gestrahlt Auf die blanke Metallfläche werden dann nacheinander die einzelnen Schichten
zweckmäßigerweise unter Verwendung eines geeigneten Bindemittels, aufgebracht, wobei in der Regel
entsprechend dicke Platten, Folien oder Bahnen
Ό eingesetzt werden. Dabei kann auch so vorgegangen
werden, daß beispielsweise nur die erste und zweite Schicht nacheinander aufgebracht werden, während d;e
weiteren Schichten in Form einer bereits vorgefertigten Verbund-Platte angebracht werden.
'5 Sofern nicht bereits von Gummi als Beschichtungsmaterial
ausgegangen wird, sondern von natürlichem oder synthetischem Kautschuk, wird auf den Beschichtungsvorgang
im allgemeinen die Vulkanisation der Beschichtung bzw. des Verbundes folgen.
Der erfindungsgemäße Verbund weist den bedeutenden Vorteil auf, daß er sogar extremen Temperaturänderungen,
auch kurzzeitig aufeinander Volgend, ausgesetzt sein kann (z. B. einem kurzzeitigen uiid vielfachen
Temperaturwechsel von +300C auf —30°C), ohne daß
die Beschichtung Schaden erleidet
Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand d~r Zeichnung.
F i g. 1 zeigt eine mit einer Beschichtung versehene, in der Trenntechnik übliche Filtertrommel,
F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Mantel der Filtertrommel gemäß Fig. I.
Die in Fig. 1 dargestellte Filtertrommel (Lochmantel-Filtertrommel)
9, besteht aus dem Stahlmantel 7 mit den Löchern 10 für den Durchlauf der Flüssigkeit, die
über die Bohrung 8 der Filtertrommeiwelle abgesaugt wird.
An dem in F i g. 2 dargestellten Querschnitt durch den außen beschichteten Stahlmantel 7 der Filtertrommel 9
ist der Aufbau einer Beschichtung sichtbar.
^o Die untereinander fest verbundenen Schichten 1 dis 5
sind auf der Stahlunterlage 6 festhaftend angebracht. Die Schicht 1 besteht aus Hartgummi mit einer
Shore-D-Härte von 75 in einer Dicke von 3 mm. die Schichten 2 und 4 bestehen aus Weichgummi mit einer
4> Shore-A-Härte von 50 in einer Dicke von 3 mm. und die
Schichten 3 und 5 bestehen aus drm gleichen Hartgummi wie die Schicht 1, ihre funktionsbedingt
unterschiedlichen Dicken betragen 3 mm für die Schicht 3 und 15 mm für die Schicht 5.
'->" Der Festverbund der Schichten auf der Stahlunterlage
6 und untereinander wird mittels entsprechender Kleber und gegenenfaüs durch Vulkanisation erreicht.
Hierzu 1 Blatt Zeicnnungen
Claims (5)
1. Verbund aus einer metallischen Unterlage und einer daran festhaftenden Beschichtung aus Gummi
auf der Basis von natürlichem oder synthetischem Kautschuk, wobei die freie Seite der Beschichtung
aus Hartgummi besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke von
gleich oder größer 10 mm aufweist und aus mehreren Schichten abwechselnd aus Hartgummi ι ο
und Weichgummi gebildet ist.
2. Verbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus insgesamt 3 bis
8 Schichten besteht.
3. Verbund nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore-D-Härte der Hartgummischicht etwa 75 und die Shore-A-Härte der
Weichgummischicht etwa 50 beträgt
4. Verbund nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht auf der
Unterlage aas Hartgummi besteht
5. Verbund nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten jeweils eine
Dicke von etwa 1 bis 15 mm aufweisen.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |