DE2500460A1

DE2500460A1 - Schichtplatten

Info

Publication number: DE2500460A1
Application number: DE19752500460
Authority: DE
Inventors: Alvin John Houston
Original assignee: DuPont Canada Inc
Current assignee: DuPont Canada Inc
Priority date: 1974-01-08
Filing date: 1975-01-08
Publication date: 1975-07-17
Also published as: JPS50100818A; FR2256830A1; FR2256830B1; CA966972A; IT1028228B; GB1448661A

Description

Die Erfindung betrifft verbesserte Verbundstrukturen, insbesondere in Form von Paneelen oder Schichtplatten, die mit thermoplastischen Materialien beschichtet sind. Die Erfindung betrifft insbesondere beschichtete Paneele oder Schichtplatten, die rait der Beschichtung in verbesserter Weise verbunden sind, insbesondere dann, wenn die Beschichtungen relativ dick sind.

Verfahrensweisen und Techniken zur Beschichtung oder !,aminierung eines Substrats mit thermoplastischen Materialien unter Bildung von beschichteten Paneelen oder Schichtplatten sind bekannt. Beispielsweise .können das Substrat und das thermoplastische Material in Form von Filmen, Folien oder Blättern in Berührung miteinander gebracht werden und durch Hitze und Druck miteinander laminiert werden. Alternativ hierzu kann das

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Paneelsubstrat rait dem thermoplastischen Material in erwärmter Form, insbesondere in geschmolzener form, beschichtet werden; die Adhäsion des thermoplastischen Materials auf dem Substrat wird im allgemeinen durch Anwendung von Druck auf die beschichtete Platte vor dem Abkühlen des thermoplastischen Materials verbessert. Bevor das Substrat mit dem thermoplastischen Material beschichtet wird, können Klebstoffe verwendet werden. Alternativ hierzu können adhäsionsfordernde Verbindungen auf das Substrat aufgebracht oder in das thermoplastische Material eingebracht werden.

Beschichtete Paneele können in vielseitiger Weise verwendet werden. Beispielsweise können polyolefinbeschichtete Holzpaneele als Zementformbretter ( oder als Schalungsbretter) gemäss CA-PS 931 486 verwendet werden. Ebenso können beschichtete Paneele oder Schichtplatten in der Bauindustrie sowohl im Bau als auch aussen am Bau verwendet werden.

Für einige Verwendungsarten ist es wichtig, dass die Adhäsion der Beschichtung auf dem Substrat einen bestimmten Wert beibehält, der von dem besonderen Verwendungszweck und von der·-' erwarteten Lebensdauer des beschichteten Paneels oder der Schichtplatte abhängt. Um das zu erreichen, kann es notwendig sein, aufwendigere Klebesysteme und/oder andere thermoplastische Materialien zu verwenden, wie beispielsweise leichtkle- v. bendere thermoplastische Materialien, die jedoch gegenüber dem erwünschten thermoplastischen Material hinsichtlich anderer wichtiger Eigenschaften schlechter sind. In einigen Fällen ist es nicht möglich, eine ausreichende Adhäsion einer geeigneten Beschichtung, insbesondere einer Beschichtung mit einer Dicke von mehr als 25Atyu auf einem Substrat durch bisher bekannte Verfahren zu erreichen.

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Es wurde gefunden, dass eine Verbundstruktur, die mit einem thermoplastischen Material auf einem praktisch nicht flexiblen Substrat beschichtet ist, verbessert werden kann, indem das thermoplastische Material mit dem Substrat mechanisch verbunden wird.

Erfindungsgemäss wird eine Verbundstruktur vorgeschlagen, die eine Beschichtung eines thermoplastischen Materials auf einem praktisch, nicht flexiblen Substrat aufweist, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus

(a) einem praktisch nicht flexiblen, festen Substrat besteht, das mit einem normalen, festen, thermoplastischen Material beschichtet ist, wobei das Substrat eine Vielzahl von Öffnungen auf der beschichteten Oberfläche aufweist, wobei der Öffnungsquerschnitt der Öffnungen mindestens 0,032 cm2 beträgt, und die Öffnungen zumindestens über den beschichteten Bereich des Substrates im Abstand der Mittelpunkte der Öffnungen von 0,6^ 10,16 cm angeordnet sind, wobei die Öffnungen in Löcher in dem Substrat führen, deren Querschnitt in mindestens einem Teil ihrer Tiefe um mindestens 10 % zunimmt, während sich die Entfernung von der beschichteten Oberfläche des Substrates vergrössert, und

(b) das normalerweise feste, thermoplastische Material eine Beschichtung einer Dicke von mindestens 127/< auf der Oberfläche des festen Substrates bildet und durch die Öffnungen in die Löcher mindestens so weit eindringt, dass der Querschnitt mindestens IO % grosser als im Bereich der Oberfläche des beschichteten, festen Substrates ist.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Beschichtung mindestens 25^M dick und aus* einem festen PoIyolefinharz wie einem Polyäthylen hoher Dichte oder einem linearen Copolymeren von Äthylen mit einem höheren 1-Olefin, beispielsweise 1-Buten, 1-Penten, 1-Okten oder 1-Decen zusammengesetzt. Bei anderen Ausführungsarten kann die normalerweise feste, thermoplastische Beschichtung Asphalt, Teer, Bitumen oder eine andere Gruppe thermoplastischer Harze wie Polyamid, Polyester, Polymethylenmethacrylat, ein Ionomer oder ein Äthylen-vinylacetatcopolymer sein.

Das im wesentlichen nicht flexible feste Substrat kann aus irgendeinem allgemein zugänglichen Baumaterial wie Metall, Holz, Sperrholz oder Schichtplatten wie Masonite*-Platten oder Zelluloseteilchenplatten bestehen. Zu bevorzugten Materialien für das Substrat zählen zellulosische Materialien wie Sperrholz oder Spanplatten. Während es sich bei dem Substrat normalerweise um im wesentlichen planare Platten handelt, können ebenso vorgeformte und mit Konturen versehene Substrate verwendet werden.

Während bei vielen erfindungsgemässen Ausführungsarten die Löcher vollständig durch das nicht flexible Substrat verlaufen, kann in anderen AusfUhrungsformen das Substrat selbst ein laminiertes Produkt sein, wobei die Lochtiefe geringer als die Gesamtdicke des Substrates ist; in einem solchen Fall verlaufen die Löcher nur durch die erste Schicht des stabilen Laminatsubstrats.

* Handelsmarke der Masonite Corporation

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Während die schmälsten wirksamen Öffnungen in der Ebene der Oberfläche des festen Substrat Querschnitte von mindestens etwa 0,032 cm2 aufweisen, sind für viele Verwendungsarten Öffnungen mit Querschnitten in der Ebene der Oberfläche des festen Substrats im Bereich von etwa 0,065 - 0,32 cm2 bevorzugt. In bestimmten Fällen bei sehr grossen Konstruktionen können sogar noch grössere öffnungen mit Querschnitten bis beispielsweise 1,3 - 5,2 cm2 verwendet werden.

Während die Löcher in dem festen, stabilen Substrat derart ausgebildet sein können, dass ihr Querschnitt kontinuierlich von der Ebene der beschichteten Oberfläche an zunimmt, besitzen bei bevorzugten Ausführungsweisen die Löcher in einem Teil der Eindringungstiefe einen konstanten Querschnitt und nehmen dann von einer bestimmten Tiefe an hinsichtlich ihres Querschnittes zu. Diese Querschnittsvergrösserung kann ein plötzlicher Anstieg von mindestens IO % des Querschnitts sein oder kann mehr schrittweise oder durch kontinuierliche Erweiterung des Querschnittes, beginnend bei der bestimmten Eindringtiefe, erfolgen. Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die Löcher zylindrisch ausgebildet; an der Verbreiterungslinie, das ist die Linie, an der die Vergrösserung des Lochquerschnittes innerhalb des Substrates beginnt, trifft ein grösseres, zylindrisches Loch das erste zylindrische Loch oder, wie bei der bevorzugtesten Ausführungsform, führt die kreisförmige Öffnung in einen ersten, zylindrisch ausgebildeten Teil des Loches, das sich von der beschichteten Oberfläche des festen Substrates bis zur Verbreiterungslinie innerhalb des festen Substrates erstreckt, wobei sich ein konischer Teil des Loches anschliesst, dessen Seiten einen Winkel im Bereich von 20 60 mit der vertikalen Achse des Loches bilden, das sich dann hinsichtlich seines Durchmessers (und seines Querschnitts) erweitert, während es weiter in das Innere des beschichteten

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Substrates verläuft.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnungen näher erläutert.

Figur I ist eine schematische Wiedergabe eines erfindungsge— mäss bevorzugten, beschichteten Paneels oder einer Schichtplatte und

Figur II ist eine vergrösserte, schematische Wiedergabe einer Öffnung und eines Loches in dem beschichteten Paneel oder der Schichtplatte gemäss Figur I.

Gemäss Figur I besteht das beschichtete Paneel oder die Schichtplatte, die durch 1 gekennzeichnet ist, aus einer Beschichtung und einem Substrat 3. Substrat 3 ist ein Laminat und besteht aus zwei Schichten, einer ersten Schicht k und einer zweiten Schicht 5, wobei die erste Schicht 4 die äussere oder beschichtete Schicht ist. Die erste Schicht 4 enthält Öffnungen, die in die Löcher 6 führen, die bei der wiedergegebenen Ausführungs— art sich durch die erste Schicht 4 erstrecken. Die Beschichtung 2 berührt die äussere Oberfläche 7 der ersten Schicht 4 und erstreckt sich durch die Öffnungen in und durch die Löcher 6. In der bevorzugten wiedergegebenen Ausführungsform berührt die Beschichtung 2 im Loch 6 ebenso die Oberfläche 8 der zweiten Schicht 5 des Substrates 3, wobei die Oberfläche 8 die Oberfläche der zweiten Schicht 5 im Loch 6 ist.

In Figur II wird ein vergrösserter Schnitt des Loches 6 wiedergegeben. In der wiedergegebenen Ausführungsform ist der Querschnitt des Loches 6 zwischen der äusseren Oberfläche 7 und der Linie 9 angenähert konstant, wobei die Linie 9 innerhalb des Loches 6 und zwischen der äusseren Oberfläche 7 und

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der zweiten Schicht 5 liegt. Der Querschnitt des Loches 6 wird in jedem Punkt in einer Ebene parallel zu der äusseren Oberfläche 7 gemessen. Zwischen der Linie 9 und der zweiten Schicht 5 nimmt der Querschnitt des Loches 6 relativ zum·: Querschnitt zwischen Linie 9 und äusserer Oberfläche 7 zu. Bei der abgebildeten Ausführungsform nimmt der Querschnitt kontinuierlich und linear zwischen der Linie 9 und der zweiten Schicht 5 zu, das heisst, in dem Masse, wie die Entfernung von der äusseren Oberfläche 7 zunimmt. Loch 6 ist demnach praktisch eine Art Senkschraubenloch, das von der Oberfläche der ersten Schicht 4 ausgeht, die die zur Oberfläche 7 gegenüberlxegende Oberfläche ist. Das Ausmass des Anstiegs des Querschnitts von Loch 6 zwischen der Linie 9 und der zweiten Schicht 5 wird in Figur II durch den Winkel << wiedergegeben, der durch die Kante IO des Loches 6 zwischen der Linie 9 und der zweiten Schicht 5 und durch die Achse des Loches 6 gebildet wird.

Die Form des Querschnitts der Öffnung 6 kann in weiten Grenzen variiert werden, wobei wegen der leichten Darstellbarkeit kreisförmige Formen bevorzugt sind. Die Art, in der die Form des Querschnittes des Loches 6 sich verändert, während es sieh von der äusseren Oberfläche 7 fort in das Innere des Substrates fortsetzt, kann ebenfalls in weiten Grenzen mit der Einschränkung variiert werden, dass der Querschnitt der Löcher 6 mindestens teilweise zunimmt, wenn sich die Entfernung von der äusseren Oberfläche 7 vergrössert. Die bevorzugten Lochformen, rechtwinklig zur Ebene des Substrates betrachtet, sind die in den Zeichnungen wiedergegebenen Formen und rechtwinklige Formen. In Blickrichtung der Ebene des Substrates können die Öffnungen symmetrisch, beispielsweise kreisförmig oder in einer Richtung, insbesondere in der Beschichtungsrichtung während der Herstellung, in der sogenannten "Maschinenrichtung", aus-

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gebildet sein. Der Querschnitt der Öffnungen auf der äusseren Oberfläche 7 kann im Vergleich zum unmittelbar anschliessenden Querschnitt der Löcher in der äusseren Oberfläche 7 erhöht werden, um den Fluss des thermoplastischen Materials in das Loch 6 zu erleichtern.

Die innere Schicht 5 kann bei dem Substrat 3 fortgelassen werden, so dass sich die Löcher 6 durch das Substrat 3 erstrecken.

Die Beschichtung des thermoplastischen Materials kann auf verschiedene Arten auf das Substrat aufgebracht werden. Beispielsweise kann ein Film oder eine Folie des thermoplastischen Materials auf das Substrat aufgebracht und einem Druck von beispielsweise 0 - 70,3 atü, vorzugsweise Ö - 14,1 atü ausgesetzt ~ werden, während das thermoplastische Material erhitzt wird, um den Fluss des thermoplastischen Material in die Öffnungen unter dem Einfluss des Druckes zu erleichtern. Natürlich hängen die geeigneten Druckbedingungen von der Temperatur ab, insbesondere von dem Verhältnis zwischen Temperatur und den Eigenschaften des thermoplastischen Materials, die die Fliesseigenschaften des Materials unter den Verfahrensbedingungen betreffen, beispielsweise von der Schmelzviskositat des thermoplastischen Materials und der Zeit, in der das erhitzte, thermoplastische Material dem Druck ausgesetzt wird. Im allgemeinen sind bei höheren Temperaturen niedrigere Drücke notwendig. Während der Mechanismus für die Bindung der Beschichtung auf das Substrat nur teilweise verständlich ist, wird vermutet, dass das Schrumpfen des geschmolzenen, thermoplastischen Materials beim Abkühlen ein wesentlicher Faktor der Festigkeit der Bindung zwischen der Beschichtung und dem Substrat ist. Eine alternative Verfahrensweise zur Aufbringung der Beschichtung auf das Substrat, durch das die Löcher durchtreten, kann das Anlegen eines Vakuums an die der zu beschichtenden Oberfläche gegen-

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überliegende Oberfläche sein.

Druck- und bei Bedarf Wärmebehandlung können mit an sich bekannten und handelsüblichen erwärmten Pressen erfolgen oder indem das Substrat, das mit dem thermoplastischen Material bedeckt ist, beispielsweise in Form eines Films oder einer Folie, unter Druck durch erhitzte Walzen geleitet wird. Bei einigen Substraten, insbesondere Holz und ähnlichen wie zellulosischen Materialien, kann es wünsehenswert sein,, eine Oberflächentrocknung durchzuführen. Da einige thermoplastische Materialien die Neigung besitzen, auf den Oberflächen von Pressen oder Walzen sich festzusetzen, kann es wünschenswert sein, solche Oberflächen mit geeigneten Agenzien, die dieses verhindern, wie beispielsweise mit einer "Teflon^H-Fluorwasserstoffpolymerbeschichtung zu beschichten. Andere Verfahrensweisen zur Aufbringung der Beschichtung thermoplastischen Materials auf die Schichtplatte oder das Paneel sind Extrusionsbeschichtungsverfahren, Lösungsbeschichtung, Dispersionsbeschichtung, Pulverbeschichtung oder Beschichtung im Fluidbett. Die Verfahrensbedingungen müssen derart sein, dass das thermoplastische Material mindestens bis in den Teil der Löcher einfliesst, indem sich der Querschnitt um 10 % erweitert, während sich der Abstand zur Oberfläche erhöht.

Als Beschichtung wird ein thermoplastisches Material verwendet. Hierzu zählen Asphalt, Teer, Bitumen und ähnliche Materialien und thermoplastische Polymere. Das thermoplastische Material muss natürlich geeignet sein, als Beschichtung aufgetragen zu werden und insbesondere in die Öffnungen während der Herstellung der beschichteten Platte oder des beschichteten Paneels in erwünschtem Ausmass einzufliessen. Das thermoplastische Material muss ebenfalls unter den Bedingungen der

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beabsichtigten Endverwendung des beschichteten Paneels oder der beschichteten Platte, insbesondere bei Zimmertemperaturen, fest sein.

Zu bevorzugten thermoplastischen Polymeren zählen Polyamide, beispielsweise Polyhexamethylenadipamid, Polyvinylchlorid und Poly-vd-olefine, beispielsweise Polystyrol und Polypropylen, und insbesondere Homopolymere des Äthylen und Copolymere des Äthylen und Jl -Olefine, beispielsweise But.en-1 oder Vinylacetat. Das thermoplastische Material kann Füllstoffe, Pigmente, Stabilisatoren und/oder verstärkende Zusätze enthalten. Die Art und Dicke der Beschichtung hängt insbesondere von der beabsichtigten Endverwendung des beschichteten Paneels oder der beschichteten Platte ab. Die Dicke sollte so eingestellt werden, dass eine annehmbare, gleichförmige Beschichtung erhalten wird, dass die Beschichtung eine ausreichende Festigkeit und/ oder Steifheit hinsichtlich der Weiterverwendung besitzt, und dass die Beschichtung der normalen Beanspruchung widersteht, der sie während der geplanten Verwendung des Endproduktes widersta-.hen soll.Die Beschichtung sollte auch anderen erwünschten Eigenschaften der beschichteten Platte, wie beispielsweise der Undurchdringbarkeit für Wasser angepasst sein. Bevorzugt sind Beschichtungsdicken von mindestens 25^7* und insbesondere im Bereich von 762 - 25^0/a , abhängig von der geplanten Endverwendung.

Bei Äthylenhomopolymeren und Copolyraeren von Äthylen und Buten-1 erhöht sich mit der Polynierdichte die Abriebwiderstandsfähigkeit der Polymeren. Die erfindungsgemäss als Beschichtung verwendeten Polymeren dieser Art besitzen Dichten von mindestens 0,935 g/cra3 und insbesondere mindestens O,9²i5g/cm3. Die Schmelzindices solcher Polymeren liegen vorzugsweise im Bereich von etwa 0,2 - 30,0, wobei der Schmelzindex geraäss

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der ASTM-Methode D-1238 (Bedingung E) gemessen wird.

Geeignete Polyäthylene können in an sich bekannter Weise hergestellt werden j besonders geeignet ist die Verwendung eines Koordinationskatalysators, wobei diese Verfahrensweise einfach zur Darstellung von Homopolymeren des Äthylen ebenso wie zur Darstellung von Copolymeren von Äthylen und anderen ^ — Monoolefinen wie Buten-1 angepasst werden.

Die Form und der Querschnitt der Öffnungen und die Tiefe der Löcher sollten so ausgewählt werden, dass die erwünschte Bindung der Beschichtung auf dem Substrat erreicht wird. Ist beispielsweise der Querschnitt der Öffnungen zu klein, könnte die Festigkeit, beispielsweise die Scherstärke des thermoplastischen Materials nahe der Öffnung,der die Festigkeit der Bindung zwischen der Beschichtung und dem Substrat begrenzende Faktor sein. Die Festigkeit der Bindung hängt ebenfalls teilweise von der Anzahl und der Häufigkeit der Öffnungen ab. Vorzugsweise betragen die Querschnitte der Öffnungen mindestens 0,032 cm2 und insbesondere liegen sie im Bereich von 0,065 - 0,32 cm2. Die Häufigkeit der Öffnungen ist derart, dass die Mittelpunkte der Öffnungen in einem Abstandsbereich von 1,27 cm - 5,08 cm angeordnet sind, obwohl Abstände im Bereich von 0,67 - 10,16 cm ebenfalls geeignet sein können.

Das für das Substrat verwendete Material und die Dicke des Substrates sollte natürlich so gewählt werden, dass das Substrat eine der Endverwendung entsprechende Festigkeit besitzt. Das Material des Substrates kann ein Einflussfaktor auf die Grosse, Form und Anzahl der Löcher sein; beispielsweise kann es bei Substratmaterialien relativ geringer Festigkeit erwünscht sein, dass die Linie 9 gemäss Zeichnungen relativ weit von den beiden ausseren Oberflächen 7 und der zweiten Schicht 5 ent-

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fernt ist. Die erste Schicht k und/oder zweite Schicht 5 können laminierte Strukturen sein. Das Material des Substrats ist ein relativ nicht flexibles Material, vorzugsweise Holz und abgeleitete Produkte wie beispielsweise Sperrholz, Faserplatten, Hartfaserplatten, gepresste, fibröse Platten und ähnliche; ebenso können Metalle wie beispielsweise rostfreier Stahl und Aluminium und Asbestmaterialien verwendet werden.

Bei den erfindungsgemässen Verbundstrukturen können die. Be-Schichtungen gegenüber dem Substrat gewisse Klebewirkung, im Gegensatz zu mechanischer Befestigung,aufweisen. So können bekannte Verfahren zur Bindung von Beschichtungen auf Substraten, beispielsweise unter Verwendung von Klebemitteln oder die Verklebung begünstigenden Mitteln, zur verbesserten Verfestigung der Bindung zwischen der Beschichtung und dem Substrat führen. Die beschichteten Paneele oder Schichtplatten gemäss Erfindung können verschiedenen Verwendungszwecken zugeführt werden. Beispielsweise können die Paneele, insbesondere" dann, wenn sie mit einem Athylenhomopolymeren oder Copolymeren aus Äthylen und Buten-1 beschichtet sind, als verbesserte Zementformbretter, zum Beispiel Schalbretter, verwendet werden. Bei dieser Verwendungsart besitzen die beschichteten Platten bei häufig wiederholter Verwendung gegenüber entsprechenden Platten der Technik, bei denen die Beschichtung lediglich auf die Oberfläche des Substrats laminiert ist, verbesserte Haltbarkeit. Die Beschichtungen können dazu verwendet werden, das Substrat zu schützen oder Teil einer Barriere, beispielsweise gegenüber Wasser oder Dampf, in der Bauindustrie zu bilden. Die beschichteten Paneele können ebenso für dekorative Zwecke verwendet werden, ebenso wie für viele andere Verwendungszwecke, insbesondere in der Bauindustrie.

Ein Teil der erfindungsgemässen Verbundstruktur kann aus einem einzigen Substratmaterial bestehen. Hierzu alternativ kön-

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nen verschiedene Substratstücke, insbesondere Stücke, die in vorgeordneter Weise geschnitten sind, verwendet werden. Letzteres kann für bestimmte Verwendungszwecke in der Bauindustrie geeignet sein, indem durch geeignete Wahl des Substratmaterials, beispielsweise Holz, das in vorgeordneter Weise geschnitten und mit einem geeigneten thermoplastischen Material, zum Beispiel Polyäthylen, beschichtet ist, die Verbundstruktur als Zenientformmaterial beim Bau von nicht planaren Zementbereiehen verwendet wird. Alternativ hierzu kann beispielsweise eine. Verbundstruktur aus polyäthylenbeschichtetem Holz an der Baustelle in gewünschter Weise zerschnitten werden, so dass man eine Zementformvorrichtung erhält, die schnell dem Bau nicht planarer Zementbereiche angepasst werden kann. Erfindungsgeraässe Verbunds trukturen, die in erwünschter Weise zugeschnitten sind, sind für viele andere Endverwendungen, insbesondere in der Bauindustrie, geeignet.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Reihe von Löchern wurde in rechtwinkligem Muster durch eine rechteckige Probe eines 0,953 cm dicken Sperrholzes ("Fir-Ply", GIS-Welwood of Canada, Ltd.) mit den Abmessungen 12,7 cm mal 10,16 cm gebohrt. Die Mittelpunkte der Löcher befanden sich in einem Abstand von 1,27 cm parallel und senkrecht zu den Kanten der Sperrholzprobe. In anderen Proben betrug der Durchmesser entweder 0,1588 cm, 0,318 cm oder 0,635 cm. Die Löcher wurden vollständig durch das Sperrholz gebohrt; eine zweite Schicht, wie zuvor beschrieben, war nicht mit dieser Probe verbunden. Bei einer besonderen Probe waren

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die Löcher auf einer Oberfläche des Sperrholzes in Winkeln von entweder 20°, 45° oder 6O° versenkt, wobei alle Löcher in der Probe im gleichen Winkel versenkt waren. Alle Löcher, die in einem Winkel von 20 versenkt waren und Löcher mit einem Durchmesser von 0,1588 oder 0,318 cm mit einem Winkel von 45° wurden auf eine Tiefe von 0,318 cm versenkt, während alle anderen. Löcher auf eine Tiefe von 0,1588 versenkt wurden. Die Löcher in den Sperrholzproben gleichen demnach den Löchern in den Figuren.

Ein 3175/4 dickes Blatt eines thermoplastischen Materials mit den Abmessungen von 10,16 cm χ 15,24 cm wurde in Berührung mit einer gebohrten Probe eines Sperrholzsubstrates derart in Berührung gebracht, dass der verbreiterte Bereich der Löcher auf der dem thermoplastischen Material gegenüberliegenden Seite angeordnet war und nicht mit dem thermoplastischen Material in Berührung stand. Die mit 2,54 cm überstehende Länge des thermoplastischen Materials wurde an einem Ende der Sperrholzplatte angeordnet, um die folgenden Untersuchungen der beschichteten Probe zu erleichtern. Die Sperrholzprobe und das Blatt des thermoplastischen Materials, die das Substrat und die Beschichtung des beschichteten Paneels bilden, wurden zwischen Messingplatten, die mit einem Mittel zur Verhinderung des Anklebens, beispielsweise Silikonöl, behandelt waren, angeordnet. Der auf diese Art gebildete Sandwich-Körper wurde zwischen die Platten einer Laborpresse (Dake Model 44-325) eingebracht. Weitere Einzelheiten der Bedingungen, unter denen die Proben hergestellt wurden, werden in den folgenden Tabellen wiedergegeben.

Nach Abkühlen der auf diese Weise gebildeten Platten, wurden diese untersucht, indem sie in horizontaler Ebene in eine Klemme der "Instron"-Versuchsvorrichtung der Instron Corporation

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eingebracht wurde. Die andere Klemmbacke des "Instron" wurde mit dem überhängenden thermoplastischen Material verklemmt. Dann wurden" die Klemmbacken des "Instron" vertikal mit einer Geschwindigkeit von 2,5^ cm je Minute getrennt, um die Schälfestigkeit der Beschichtung zu bestimmen.

Die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen, bei denen die Mittelpunkte der Öffnungen jeweils voneinander einen Abstand von 1,27 cm aufwiesen, werden in Tabelle. 1 wiedergegeben. Aus den Ergebnissen gemäss Tabelle 1 und den folgenden Tabellen geht hervor, dass das Delaminieren der Beschichtung von dem Substrat, im üblichen Sinne einer Delaminierung einer Beschichtung von einem Substrat, selten eintrat. Das Versagen der Verbundstruktur, das ist das beschichtete Substrat, trat im allgemeinen durch Versagen des Substrates, beispielsweise durch Brechen oder durch Versagen, zum Beispiel Streckung der Beschichtung, auf. Die Verbundfestigkeit bei Versagen oder Ausfall wird in den Tabellen wiedergegeben.

Beispiel

Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde unter Verwendung einer 0,318 cm dicken Hartfaserplatte, die unter dem Handelsnamen Masonite erhältlich ist, als Substrat wiederholt. Alle Löcher wurden bis zu einer Tiefe von der halben Dicke der Masonite-Platte versenkt und derart eingebohrt, dass die Mittelpunkte der Löcher in einem Abstand von 1,27 cm angeordnet waren. Die Ergebnisse werden in Tabelle II wiedergegeben.

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Λ ■ .

Beispiel 3

Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde unter Verwendung einer 0,1588 cm dicken weichen Stahlplatte als Substrat wiederholt. Alle Löcher wurden bis auf die halbe Tiefe der Dicke der Stahlplatte versenkt und derart gebohrt, dass deren Mittelpunkte im Abstand von 1,27 cm angeordnet waren. Die Ergebnisse werden in Tabelle III wiedergegeben.

Beispiel k

Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde unter Verwendung der obigen Stahlplatte wiederholt, wobei die Löcher einen Durchmesser von 0,318 cm aufwiesen und in einem Winkel von 45° versenkt wurden, wobei ebenfalls die Mittelpunkte der Löcher in einem Abstand von 1,27 cm angeordnet waren. Als thermoplastisches Material wurde Polyhexamethylenadipamid verwendet. Die Probe wurde bei 260⁰C verpresst. Die Beschichtung konnte von dem Substrat manuell nicht entfernt werden.

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	DC-0078	A	Lo ch- grösse	Ver- senk-	T a	bei	IeI	ρ Zeit ) (Min	Druck )(kg/cm2)	Beschich- tungsdicke	Verbund festigkeit**	DE NEMOURS	& CO)	Bemerkungen	CD
		A	(cm)	winkel		5	1,41-3,52	μ	(kg/cm2)	Dichte	0,96 und		4>· CD CD
		A	0,317	20	Beschichtetes Sperrholz	5	1,41-3,52	534	4,99			Beschichtung zerreisst am Loch
	Ver- Beschich- suchs- tung***	A	0,317	60	Herstellungsbedin gungen	5	0	814	9,56		Beschichtung bricht in Öffnung
	Nr,	A	0,635	20		5	0	1270	9,84		Beschichtung in der Öffnung gestreckt
	1	B	0,635	45	177	5	0	762	7,73		Holζbruch ^
an ο	2	B	0,635	60	177	4	0,7 -1,41	1015	9,28	Holzbruch
co co	3	B	0,1588	20	177	4	0,7 -1,41	635	5,06	Beschichtung in der Öffnung gestreckt oder gebrochen
	4	B	0,1588	45	177	4	0,7 -1,41	254	3,09	It
5 90/ 6	5	für Weite von ]	0,1588	60	177	4	0,7 -1,41	302	2,46	η
O	6		0,317	20	177			302	7,17	Beschichtung ge dehnt
	7		LO,16 cm		177
	8		177		A=Äthylen-Buten-l-Copolymer einer Dichte von 0,924 und Schmelzindex 4,0;
	9		177		B=»Alathon» (E,	3190, ein Äthylen-Vinylacetat-Copolyraer; ^_n
	**		,1.DU PONT	Schmelzindex 25,0
		C=Äthylen-IIomopolymer der	- 17 -

	DC-0078	Beschich tung***	Lo ch- grb'sse	.Versenk winkel	T a I	rtsetzung)	Zeit Druck (min)(kg/cm2)	Beschich- tungsdicke	Verbund festigkeit**	Bemerkungen
			(cm)	(°)	j e 1 1 e I (Fo	Beschichtetes Sperrholz	4 0,7-1,41		(kg/cm2)
	Ver- suchs-	B	0,317	60	Herstellungsbedin-	4 0	635	7,31	Beschichtung gedehnt
	Nr.	B	0,635	. 20	Temp (⁸C)	4 0	889	7,73	It
	10	B	0,635	45	177	4 0	381	5,77	Il
	11	B	0,635	60	177	10 0,7-1,41	534	3,30	Il
	12	A	0,317	0	177	10 0,7-1,41	2032	9,84	Beschichtung gedehnt und ^ gebrochen Afc
on	13	B	0,317	0	177	10 1,41-2,82	2160	4,92	Il
D 982«	14	C	0,317	0	177	5 1,41-2,82	2920	9,84	Beschichtung aus Öffnung gebogen
UJ S	15	C	0,317	20	177	5 1,41-2,82	762	15,5+	Holzbruch
O σ> cn	16	C	0,317	45	177	5 1,41-2,82	889	15,5+	It
ο	17	C	0,317	60	177	635	15,5+	H. ~"
	18			177
	19			177

** für Veite von 10,16 cm

*** A=Äthylen-Buten-l-Copolymer einer Dichte von 0,924 und Schmelzin.dex 4,0;

B="Alathon» (E.I.DU PONT DE NEMOUItS & C0) 3190, ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymer;

C=Äthylen-Homopolymer der Dichte 0,96 und Schmelzindex 25,0

- 18 -

K) cn ο CD

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Ver-	Beschich	Loch-_. .	Versenk
suchs-	tung***	grosser	winkel
Nr.

(cm)

T a b 'e 1 1 e II Beschichtetes Masonit

Herstellungsbedingungen

Temp Zeit Druck (⁰C) (min) (kg/cm2) Beschichtungsdicke

Verbund- Bemerkungen festigkeit**

(kg/cm2)

B	0,1588	20	177	4	0,7-1,	41	1015
B	0,1588	45	177	4	0,7-1,	41	1400
B	0,1588	60	177	4	0,7-1,	41	• 814
B	0,317	20	177	4	0		-
B	0,317	45	177	4	0		1524
B	0,317	60	177	4	0		1144
B	0,635	20	177		0		2160
B	0,635	45	177	4	0		1474
B	0,635	60	177	4	0		1449
D	0,1588	20	177	5	4^,41-8	,82	. 762
D	0,1588	60	177	5	^»,4ΐ3β	82	762

1,62

3,02 1,76

2,11 2,46

1,69 1,48 1,48 5,27 4,57

Beschichtung gedehnt; Bruch i.d.Öffnung

Masonit verbogen

*** B genass faDelle I ** für eine Weite von 10,16 cm

- 19 - ro cn

Q O

CD O

DC-0078

Tabelle II (Fortsetzung)

	cn	Versuchs- Nr.	Be schich	Loch- .grösse	Versenk winkel	20	Beschichtetes Masonit	Zeit	Druck	Beschieh- tungsdicke	Verbund festigkeit**	Bemerkungen
	co		tung***			45	Herstellungsbedin gungen	(min)	(kg/cm2)
	00 ro			(cm)	(°)	60	Temp	5	0,7-1,41	h	(kg/cni2)
•	co	31	D	0,317	20	(⁰O	5	0,7-1,41	1320	5,84
	O	32	D	0,317	45	177	5	0,7-1,41	1780	5,98
	cn O	33	D	0,317	60	177	4	0,7-1,41	1144	5,55
		34	A .	0,1588	20	177	4	0,7-1,41	762	j 3,02	Masonit verbogen
35	A	0,1588	45	177	4	0,7-1,41	508	3,59
36	A	0,1588	60	177	4	0,7-1,41	610	3,09	Il
37	A	0,317	177	4	0,7-1,41	839	3,02	W
38	A	0,317	177	4	0,7-1,41	762	3,23	ti
39	A	0,317	177		762 _u	2,81	It
			• 177

*** A und B gemäss Tabelle I

D = Äthylen-Homopolymer der Dichte 0,960 und Schmelzindex 0,4
** für eine Weite von 10,16 cm

- 20 -

CJl CD CD 4>.

	DC-0078	Beschieh" tung***	Lo ch- grb'sse	Versenk winkel	T a b .e	lie	III	Zeit	Druck	2)	Beschich- tungsdicke	Verbund festigkeit**	Bemerkungen
					Beschichtetes	Metall	(min)	(kg/cm	41
	Ve r- suchs-		(cm)	(°)	- llerstellungsbedin- gungen	4	0,7-1,	41	h	(k£/cm2)
	Nr,	B	0,1588	20	Temp	4	0,7-1,	41	;2C>32	2,46	Beschichtung gedehntjBruch i,d,Öffnung
		B	0,1588	45	(⁰C)	4	0,7-1,		1780	2,04	tt
	40	B	0,1588	60	177	4	0		2286	1,76	Il
	41	B	0,317	20	177	4	0		2540	2,32	tt
	42	B	0,317	45	177	4	0		1780	5,70	It
W O	43	B	0,317	60	177	4	0		2083	6,89	Il Jh*
CP	44	B	0,635	20	177	4	0		2840	4,43	tt
co	45	B	0,635	45	177	4	0	41	2160	-	Metall verbogen
CD	46	B	0,635	60	177	5	0,7-1,		2800	-	η
Q cn	47	D	0,1588	45	177			2540 '	2,53	* Beschichtungs- bruch i,d»i?ifnung
W	48			177
O	49			177

*** B gemäss Tabelle I

** für eine Veite von 10,16 cm

- 21 -

DC-0078

Tabelle III (Fortsetzung) Beschichtetes Metall

Versuch-" Beschich-

Nr. tung***

Loch- Versenk«,
grösse winkel

Herstellungsbedingun^en

Temp (⁰C)

Zeit (min)

Druck Beschich- Verbund- Bemerkungen tungsdicke festigkeit** ' '

(kg/cra2)

D
D

A
A
A

A
A
A
A

0,1588

0,317
0,317
0,1588

0,1588
0,1588
0,317

0,317
0,317
/0,635
0,633
0,317

0,317

60

45
60
20

60

45

60

177

177 177 177

177 177 177 177 177

177

5 5 4

4 4 4

4 4 4 4

0,7-1,41

0,7-1,41 0,7-1,41 0,7-1,41

0,7-1,41 0,7-1,41 0

0 0 0 0 0,7-1,41

0,7-1,41 2540

1780
2032
1905

1525
2286
2286

2286

1270
1780

2775
2878

1,55

15,1+ 17,6+

0,91

0,91 1,69 5,13

7,59

8,44

14,1+

2,46

3,02

Beschiohtungsbruch "i. d. Of inurTgf

Metall verbogen

Il Il

Beschichtung i.d. Öffnung gedehnt

Beschichtung aus· d.Öffnung gezogen

Metall verbogen

Beschichtung aus d.Öffnung gezogen it K>

*** A und B gemäss Tabelle I; D gemäss Tabelle II ** für eine Weite von 10,16 cm

CD O

Claims

Patentansprüche

Verbundstruktur mit einer Beschichtung aus einem normalerweise festen, thermoplastischen Material einer Dicke von mindestens 127/4 auf einem im wesentlichen· nicht flexiblen, festen Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) das Substrat mit einer Vielzahl von Öffnungen auf der beschichteten Oberfläche versehen ist, die einen Querschnitt von mindestens 0,032 cm2 besitzen und über mindestens der beschichteten Oberfläche des Substrates und mit einem Abstand der Lochmittelpunkte von 0,64 bis 10,16 cm verteilt sind, wobei die Öffnungen in Löcher in dem Substrat führen, deren Querschnitt zumindest in einem Teil ihrer Tiefe um mindestens 10 % zunimmt, während sich der Abstand zur Oberfläche des Substrates erhöht, und dass

(b)die normalerweise feste, thermoplastische Beschichtung die Oberfläche des Substrates durch die Öffnungen in die Löcher mindestens so weit durchdringt, bis der Querschnitt mindestens 10 % grosser als der Querschnitt der Öffnung auf der beschichteten Oberfläche des festen Substrates ist.

509829/065Q

to

Dc-0078 2SÜ0460

2. Verbundstruktur gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsdiclce des,normalerweise festen thermoplastischen Materials mindestens 25^/* beträgt.

3. Verbundstruktur gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Löcher gleich der Dicke des
Paneels oder der beschichteten Platte ist.

k. Verbundstruktur gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Löcher geringer als die Dicke
des Paneels oder der Platte ist, und dass das Paneel
oder die Platte selbst Laminate von zwei oder mehreren festen Schichten sind.

5. Verbundstruktur gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Substrat eben ist.

6. Verbundstruktur gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus Zellulosematerial oder Metallen besteht.

7. Verbundstruktur gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das normalerweise feste, thermoplastische Material Asphalt, Bitumen oder Teer ist.

8. Verbundstruktur gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das normalerweise feste, thermoplastische Material ein synthetisches, thermoplastisches Polymer ist.

9. Verbundstruktur gemäss Anspruch 8, dadurch- gekennzeichnet, dass das synthetische, thermoplastische Polymer
ein Polyolefin ist.

509829/0650

Dc-0078 * 2SÜ0460

10. Verbundstruktur gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin ein Homopoiymer des Äthylen oder Copolymere von Äthylen mit höheren 1-Olefinen ist.

11. Verbundstruktur gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung aus normalerweise festem, thermoplastischen Material im Bereich von 762 Dis 25^0/λ beträgt.

12. Verbundstruktur gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Querschnitt der Öffnung auf der beschichteten Oberfläche des festen Substrates im Bereich von 0,065 bis 0,323 cm2 liegt.

13. Verbundstruktur mit einer Beschichtung aus einem normalerweise festem, thermoplastischen Material einer Dicke von mindestens 25^/* auf einem im wesentlichen nicht flexiblen festen Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) das Substrat mit einer Vielzahl von kreisförmigen Öffnungen an seiner beschichteten Oberfläche mit Querschnitten im Bereich von 0,065 bis 0,323 cm2 versehen ist₉ die über mindestens die beschichtete Oberfläche des Substrates und im Abstand der Loch— mittelpunkte von 1,27 cm bis 5»08 cm angeordnet sind, wobei die Öffnungen in erste, zylindrische Bereiche der Löcher führen, die sich von der beschichteten Oberfläche des beschichteten Substrats zu einer Abzweiglinie innerhalb des festen Substrates erstrecken, wobei in diesem Bereich die Löcher kegelförmig ausgebildet sind, und die Seiten dieser Lochteile einen Winkel im Bereich von 20 -

- 25 -

50 9 829/0650

mit der vertikalen Achse der Löcher bilden, während sich der Querschnitt der Löcher in mindestens einem Teil ihrer Tiefe um mindestens 10 % vergrössert, während der Abstand von dieser Abzweiglinie zunimmt, und dass

(b) die normalerweise feste, thermoplastische Beschichtung auf der Oberfläche des Substrates durch die Öffnungen und in die Lochbereiche unter der Abzweiglinie eindringt, bei der sich die zylindrischen und kegelförmigen Teile der Löcher treffen, und zwar mindestens so weit, dass der Querschnitt mindestens 10 % grosser als der Querschnitt der Öffnung an der beschichteten Oberfläche des festen Substrates ist.

lh. Verbundstruktur gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Substrat ein zellulosisches Material ist.

15. Verbundstruktur gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material ein Polyolefin ist.

16. Verbundstruktur gemäss Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin ein Homopolymer von Äthylen einer Dichte grosser als 0,935 g/cm3 und einem Schraelzindex im Bereich von 0,2 bis 30,0 ist.

17. Verbundstruktur gemäss Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin ein Copolymer von Äthylen mit einem höheren 1—Olefin ist.

- 26

509829/0650

18. Verbundstruktur gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere 1-Olefin 1-Buten ist, und dass das Copolymere des Äthylen eine Dichte über 0,935 g/cm3" und einen Schmelzindex im Bereich von 0,2 bis 30,0 besitzt.

19. Verbundstruktur gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Substrat ein Metall und das thermoplastische Material ein synthetisches, thermoplastisches Polymer ist.

20. Verbundstruktur gemäss Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polymer ein Polycarbonamid ist.

21. Verbundstruktur gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Löcher der Dicke der Platte oder des Paneels entspricht.

22. Verbundstruktur gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Löcher geringer als die Dicke der Platten oder des Paneels ist, und dass das Paneel oder die Platte selbst Laminate von zwei oder mehreren festen Bahnen oder Schichten sind.

23· Verbundstruktur gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eben ist.

- 27 -

50 982 9/065 0

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