NO127925B

NO127925B -

Info

Publication number: NO127925B
Application number: NO00168284A
Authority: NO
Inventors: D Peerman; L Vertnik; E Rogier
Original assignee: Gen Mills Inc
Priority date: 1966-05-25
Filing date: 1967-05-24
Publication date: 1973-09-03
Also published as: NL6707217A; US3550806A; BE699003A; DE1694329A1; DE1694329B2; DK126124B; NL7508420A; CH485011A; NL147178B; GB1189846A

Description

Anvendelse av visse polyamider som metall-klebemiddel-

Den foreliggende oppfinnelse angår anvendelse som metall-

klebemiddel, særlig.klebemiddel for hermetikk-bokser, av et polyamid som- er fremstilt av: a) polymerisert fettsyre med et dimerinnhold på mer enn 90%, fortrinnsvis polymerisert talloljefettsyre med et dimer-

innhold på mer enn 95%,

b) O70 ekvivalentprosent:, basert på den polymeriserte fettsyre,

av en dikarboksylsyre med den generelle formel HOOC-CCHg) -

COOH, hvor n er 6-12, fortrinnsvis 6 eller 8, og

c) opp til- 100 ekvivalentprosent, basert på summen av. a) og

b)av heksametylendiamin.

Det skal bemerkes at alle prosentangivelser er på basis av vekt,

hvis ikke annet er nevnt.

Tidligere ble skjoter pa metallkonstruksjoner festet sammen ved hjelp av metalliske loddemidler. Forskjellige plastmaterialer har vært foreslått for liming av skjoter på metallkonstruksjoner, som f.eks. blikkbokser, som erstatning for loddemetaller. Av forskjellige grunner har bruk av slike plastklebemidler ikke vært vellykket. En ulempe har vært den dårlige festeevne til mange . typer metallflater. Det var derfor vanligvis nodvendig å anvende en falset skjot hvor limet stort sett utgjorde et sprekk-fyllstoff. Det var videre nodvendig at limet hadde en meget lav viskositet

i smeltet tilstand, slik at det lett kunne flyte og fullstendig fylle ut sprekken. Dette hadde imidlertid den ulempe at ved steriliseringstemperaturen ville limet igjen smelte og flyte ut av skjoten. Folgelig var slike plastlimtyper uegnet for blikkbokser som skulle steriliseres. Herdbare plaster som ble

foreslått for losing av dette problem,var imidlertid ikke mulig å anvende på grunn av at herdetiden var for lang, spesielt i de hoyt mekaniserte og automatiserte apparaturenheter som anvendes ved fremstilling av metallbeholdere, idet disse enheter styres og betjenes mekanisk med hoy produksjonshastighet.

Det er nå funnet at polymere fettsyrepolyamider fremstilt fra polymere fettsyrer som har et dimerinnhold hoyere enn 90 vektprosent, og fortrinnsvis hoyere enn 95 vektprosent, kan anvendes som lim for metallkonstruksjoner med overlapp-skjoter. Ved overlapp-skjot er kravet til lav viskositet i smeltetrinnet eliminert, idet klebemidlet kan påfores direkte på metallmaterialet ved ekstrudering. FSlgelig kan det anvendes polyamider med hoyt smelte- eller mykningspunkt. Det eneste krav som stilles er at smelte- eller mykningspunktet til polyamidet ligger under smeltepunktet til det metall hvorpå det skal anvendes. Hvis det kreves at den ferdige metallkonstruksjon skal steriliseres, slik som ved beholdere for næringsmidler, ol, hundemat etc, så må smeltepunktet til plastmaterialet være hoyere enn steriliseringstemperaturen, og dette krav oppfylles i henhold tjl foreliggende oppfinnelse. De anvendte polyamider har hby temperaturbestandighet.(lite

styrketap når det nærmer seg smeltepunktet), god klebeevne til bare eller belagte metaller som "svartjern", aluminium eller blikk. Den gode klebeevne til "svartjern" eller blikk er viktig^

da jern fremdeles er billigere enn aluminium og er det material som velges for fremstilling av hermetikkbokser. Klebeevne til aluminium er imidlertid også viktig da aluminium ikke kan loddes på en bekvem måte. Plastmaterialene er seige og ettergivende,

og skjotene vil ikke svikte når boksen blir utsatt for den vanlige behandling under fremstilling, sterilisering, pakking og forsendelse. Videre er klebemidlet resistent overfor de materialer som pakkes' i hermetikkboksene, påvirkes ikke av næringsiridler og er ikke giftig.

I fig. 1 på den vedfoyde tegning er det vist en beholder 10

bestående av et beholderlegeme 11 og et endelokk 12 og sideskjot 1<*>+. Fig. 2 viser i detalj sideskjoten med klebemidlet 18 mellom metall-lagene 16. Fig. 3 tilsvarer fig. 2, men viser en annen utforming av skjoten hvor metall-lagene 16 er forskjovet eller foldet for oppnåelse av en mer kontinuerlig omkretsflate. I

figurene 2 og 3 representerer lagene 16 de to ender av et sylindrisk bokslegeme. I andre metallkonstruksjoner kan lagene 16 være flate plater, stopestykker eller lignende, av samme eller forskjellige metaller som skal forenes ved hjelp av en overlapp-skjot.

Metallkonstruksjoner som har overlapp-skjoter sammenfestet ved

hjelp av de angitte polymere fettsyrer, kan bestå av bart,

emaljert eller på annen måte belagt metall. Foruten stål og aluminium kan man bruke, hvitblikk, kobber, bronse og lignende.

Ved anvendelsei ifolge oppfinnelsen, for nretallbokser med overlapp-

skjot, blir forst en strimmel av klebemiddel (fortrinnsvis ca. 6 mm bred, ca. 0,1 mm tykk og så lang som forbindelsen) påfort den ene kant av. bokslegemet. Det sylindriske bokslegeme blir så formet ved å overlappe 6 mm av kantene, og den andre kanten av boks-

legemet festes til kanten med påfort ktøemiddel. Klebemidlet kan påfores direkte ved ekstrudering på kanten av metall-legemet

eller på et oppvarmet legeme hvorved plasten smelter. Etter overlapping av den andre bokskant over kanten med klebemiddel

blir konstruksjonen forst flammeoppvarmet og deretter hurtig avkjolt til under smeltepunktet for plasten, slik at det dannes en oyeblikkelig sammenfestet overlapp-skjot. Endene kan sammenføyes ved den vanlige dobbeltskjot eller med overlapp-skjot. Med den bredde og tykkelse av klebemiddelstrimmelen som angitt ovenfor vil den totale mengde klebemiddel være ca. 0,1 gram eller mindre for en standard $ kO gram (12 ounce) drikkevareboks. Under vellykket fremstilling vil muligheten for at klebemidlet i

skjoten skal komme i kontakt med boksens innhold være begrenset til en linje, ca. 0,05 mm tykk, som lbper i boksens hoyde. I en standard 3^0 gram boks vil den totale utsatte limflate utgpre ca. 0,06 cm eller mindre. Hvis dette ikke kan tolereres, kan det være onskelig, etter fritt valg, å forsyne boksen innvendig med et, inert belegg, f.eks. et vinylplastbelegg på vanlig måte, etter at beholderen er formet.

Påfbring av plastlimet ved ekstrudering er den foretrukne metode,

men limet kan også påfores ved varmesmelting, filmbelegging, losningsiriddelopplosning eller i form av pulver eller granuler.

Som tidligere nevnt er plastklebemidlet som anvendes ifolge oppfinnelsen for sammenfesting av overlapp-skjoter, et polymert fettsyrepolyamid fremstilt av polymeriserte fettsyrer med et dimerinnhold hoyere enn 90 vektprosent. Disse polyamid-klebemidlene er i og for seg vel kjente, se Britisk Patentskrift nr. 1.000.216, side 6, kolonne A og B.

Oppfinnelsen vil ytterligere illustreres ved hjelp av folgende eksempler. Alle prosenter og deler er på basis av vekt, hvis ikke annet er nevnt.

Eksempel 1.

Det ble fremstilt et polyamid med folgende sammensetning:

Analysen- av de.polymere fettsyrer (polymeriserte talloljefettsyrer) var som folger:

De ovennevnte reaksjonskomponenter ble innfort i en reaktor og oppvarmet til 250°C over et tidsrom av h.timer. Ved dette tids-punkt ble vakuum anvendt i ca. 2 timer ved 250°C og i ca. 1 time ved 270°C. Analyse av det resulterende produkt var som folger:

Eksempel 2.

På samme måte som i eksempel 1 ble det fremstilt et polyamid fra heksametyleridiam og polymere fettsyrer (polymeriserte tall-oljef ettsyrer) med folgende sammensetning:

Analyse av de polymere fettsyrer:

Produktanalyse:

Eksempel 3.

På samme måte som i eksempel 1 ble det fremstilt et pplyamid fra heksametylendiamin, suberinsyre og polymere fettsyrer (polymeriserte talloljefettsyrer) med folgende sammensetning: •

Analvse av de polymere fettsyrer:

Produktanalyse:

Eksempel h .

På samme måte som i eksempel 1 ble det fremstilt et polyamid fra heksametylendiamin, sebacinsyre og polymere fettsyrer som angitt i eksempel 3 ve& folgende sammensetning:

Produktanalyse:

Eksempel 5.

På samme måte som i eksempel 1 og ved anvendelse av det polymere fettsyrer fra eksempel 1 ble det fremstilt et. polyamid med folgende sammensetning:

Produktanalyse:

Eksempel I.

Skjærfastheten (tensil shear strength) (kp/cm ved 2^ C) ble bestemt på boksmaterial i henhold til ASTM D 1002-6^. Resultatene var som folger:

Eksempel II.

Det ble foretatt en vurdering av polyamidene med hensyn til skjærfasthet og holdfasthet (button tensil) på kaldvalset stål og aluminiumlegering "202^-13". Holdfasthetsprovene ble formet ved forskjellige temperaturer. Den hoyeste temperatur var 260°C for stål og 288°C for aluminium. For sammenlignings skyld ble det også gjort forsok med "Surlyn A" og "Zytel 69". Skjærfasthets-provene ble fremstilt ved den omtrentlige ekstruderings-temperatur for polyamidet for aluminiumprovenes vedkommende og for stålprovene 30°C hoyere. Provene ble etset i henhold til "Procedure A" (bikromat-etsing) for aluminiumlegeringene og i henhold til "Procedure kh" (saltsyre-etsing) for karbonstålet, slik som beskrevet i juni 1961 "Proposals of the ASTM-D1 h,

sub XI committee on Adhesives Testing". Tabell II nedenfor gir en.oversikt over resultatene av disse undersøkelser.

Eksempel III.

Under anvendelse av en plast av de samme reaksjonskomponenter som i eksempel 1 ble virkningen av overlapp-dimensjonene studert.

På 1 ,63 mm "202'+-T3"-aluminium var resultatene som folger:

For sammenligning av prover som var overlappet 3,2 mm var det nodvendig å bruke tynt ikke-belagt hvitblikk for hermetikk-boksfremstilling. Med dette underlag ga 3,2 mm provene en skjærfasthetsverdi på189 kp/cm p , sammenlignet med 169 kp/cm<p>oppnådd ved 6,3 mm overlapp-prover. Hvitblikkprover som var overlappet 12,7 mm, 19,0 mm og 25,^ mm ble også undersokt. Alle disse sviktet lettere i metallet enn i klebebindingen.

Eksempel IV.-

Virkningen av polymerviskositeten på skjærfastheten til det

samme polyamid som i eksempel III ble undersokt. De relative viskositeter ble observert ved Brabender-avlesning ved 200°C. Bindetemperaturen var 230°C, bindetykkelsen 0,125 mm og kryss-hodehastigheten var 55O8 -mm/min. Provene var 0,^3 mm tykt aluminium "5086". Overlappdimensjonen var 6,3 mm.

Resultatene var som folger:

Dette antyder at middelviskositetsområdet er mest fordelaktig.

Eksempel V.

Avskallingsstyrkene (peel strength) for forskjellige polymerer ble bestemt, idet det for sammenlignings skyld ble tatt med to kommersielt tilgjengelige nylonplaster. Resultatene var som folger:

A - Polymer av hydrert og destillert polymerisert talloljefettsyrer, suberinsyre og heksametylendiamin (27/23/50).

B - Polymer av hydrert og destillert polymerisert tallo]je-fettsyrer, sebacinsyre og heksametylendiamin (28,5/21,5/50).

C - Polymer av hydrert og destillert polymerisert talloljefettsyrer, sebacinsyre og heksametylendiamin (35/15/50).

I de ovennevnte polymerer er molekvivalentene angitt for kopolymerer hvor det anvendes en sampolymeriseringsyre, i form av et forhold visende molforholdet for hver type polymer, idet det forste tall er mengden av polymer av polymeriserte talloljefettsyrer.

I de ovennevnte polymerer A, B og C er ekvivalentforholdet mellom de tre komponenter angitt i prosent. Tallene refererer til komponentene i den rekkefolge de er nevnt.

Claims

Anvendelse som metall-klebemiddel, særlig klebemiddel for hermetikk-bokser, av et polyamid som er fremstilt av:

a) polymerisert fettsyre med et dimerinnhold på mer enn 90%, fortrinnsvis polymerisert talloljefettsyre med et dimerinnhold på mer enn 95%> b) 0-70 ekvivalentprosent, basert på den polymeriserte fettsyre, av .-en dikarboksylsyre med den generelle, formel H00C-(CH"2)n-C00H, hvor n er 6-1 2, fortrinnsvis 6 eller 8, ogj c) opp til 100 ekvivalentprosent, basert på summen av a) og b), av heksametylendiamin.