DE2228016A1

DE2228016A1 - Verfahren zum Verbinden eines Äthylenpolymerisates mit einem nichtkeramischen Substrat

Info

Publication number: DE2228016A1
Application number: DE19722228016
Authority: DE
Inventors: Robert Milne Westfield NJ. Eichhorn (V.StA.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1971-06-10
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1972-12-28
Also published as: NL7207870A; FR2140621A1; BE784642A; US3740287A; IT956420B; CA960608A

Description

PATENTANWÄLTE 22ZbUIb

dr. W. Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. Dan ν en berg DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEI N HOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURT AM MAfN \ ^

GR. ESCHENHEIMER STRASSE 39 ■ \"^:

SK/SK C-6323-G

Union Carbide Corporartion 270 Park Avenue

New York, N.Y. 1001? / USA

Verfahren zum Verbinden eines Äthylenpolymerisates mit einem nicht-keramischen Substrat

Die Herstellung von Produkten, bei welchen ein Athylenpolymerisatifilm fest an der Oberfläche des Grundpräparates bzw. -materials haftet, ist von großer wirtschaftlicher Bedeutung. In diesen Produkten ist eine starke Bindung zwischen dem Polymerisat und dem Grundmaterial gewünscht, um letzteres zu schützen oder ein dauerhaftes Produkt mit einmaligen Eigenschaften herzustellen. Obgleich viele Verfahren zur Herstellung beschichteter oder überzogener Gegenstände bekannt sind, waren die Bindungen oft schwach, und es trat eine Trennung auf.

Bei der Herstellung überzogener Gegenstände, in welchen z.B. ein Metall einen aufgebrachten Äthylenpolyrnerisatüberzug hatte oder in welchen ein Polymerisatfilm des Äthylenpolymerisates am Metall haftete, ist es wichtig, daß die Bindung zwischen dem Athylenpolymerisat und dem Metallgrundniaterial stark genug isl, um einer Trennung zu widerstehen. Dasselbe gilt für eine Bindung zwischen ι'tarn Ä'thyleripcilymerisat und einem Grundmaterial aus Holz, einem Miner*!-, Pupiüi*-ader Gtoffsubstrat. Bei der Herstellung einer beschichteten Struktur

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aus zwei oder mehreren Kunststoffilmen ist es weiterhin wichtig, deB sich die Schichten des Schichtkörpers nicht voneinander trennen,

Bekannte Verfahren zum Herstellen einer Bindung ist die Berührung eines Material mit einem anderen und die anschlieBende Anwendung von Wärme und Druck oder die Aufbringung eines Klebstoffes oder Grundübarzogs ("primer")

auf eina oder mehrere Oberflächen, bevor man die Materialien zusammenbringt. Weiterhin ist dio Flammbehandlung und elektrostatische Behandlung, «de z.B. Coronar- und Glühentladung, bekannt. Diese Verfahren eignen sich .bis zu einem gewissen Maße, sind jedoch nicht immer zufriedenstellend, insbesondere mit Äthylenpolymarisaten.

Es wurde nun gefunden, daß man bestimmte Äthylenpolyroerisate mit einem nichtkeramischen Grundmaterial oder Polymerisat in innige Berührung bringen und sie zur Bildung eines überzogenen oder beschichteten Gegenstandes mit verbesserter Haftungs- oder Bindefestigkeit mit einer nicht—ionisierenden, vorherrschenden Continuum-Strahlung hoher Intensität, die von einer Plasmabogen-Strahlungsquelle ausgosandt wird, bestrahlen kann. Überraschender— und unerwarteterweis9 wurde diese verbesserte Haftung nicht mit anderen, al3 Überzugsschicht verwendeten Polymerisaten ader mit anderen, nicht-ionisierenden Lichtstrahlungsquallen festgestellt. Geeignete Grundmaterialien sind z.B. Metalle, wie Eisen, Kupfer, Aluminium, Messing; unbehandeltes oder nicht-bfjhandötes Papier; Holz; synthetische oder natürliche Fasern und Stoffe usw. Das Verfahren kann auch zur Herstellung beschichteter Filme angewendet werden, indem man zwei oder mehrere Polymerisatfiline miteinander beschichtet, wobei das Grundpolymerisat, an welchem das Äthylenpolymerisat haftet, ein Polyamin, ein Polyester, Polystyrol, Vinylhalogonidpolymeriaat, Polysulfon, Alkydharz,. Polyurethan, Polyamid usw. sein kann. Gewöhnlich

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ist keine vorhergehende Oberflächensensitölisierung oder -behandlung notwendig, wenn die Substratoberfläche einigermaßen frei von Schmutz oder Ölen ist.

Es wurde nun gefunden, daB die Belichtung eines Gegenstandes, auf welchen Bin Athylenpolymerisat aufgebracht oder beschicht wurde, mit der nicht-ionisierenden vorherrschenden Continuum-Lichtstrahlung hoher Intensität aus einer Plasmabogen-Strahlungsquelle einen fertigen Gegenstand liefert, in welchem das Athylenpolymerisat zäh und fest haftet. Zur Erzielung dieser verbesserten Haftung muß die Lichtstrahlung die Zwischenfläche der Schichten erreichen. Es war überraschend festzustellen, daß dieses Phänomen mit bestimmten Athy— lenpolymerisaten und nicht mit vielen anderen Klassen von Polymerisaten zu beobachten war; das heifit, viele andere Polymerisate zeigen diese verbesserte Haftung nicht. Weiterhin wurde gefunden, daß dieses Phänomen nicht eintritt, wenn als Grundmaterial Glas, Porzellan oder eine ähnliche, hoch polierte keramische Oberfläche verwendet wird.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der Gegenstand aus dem Grundmaterial und dem darauf aufgebrachten Xthylenpolymerisat mit einer Continuum-Lichtstrahlung hoher Intensität aus der Plasmabogen-Strahlungsquelle belichtet, und diese Belichtungsbehandlung bewirkt die Haftung deäAthylenpolymerisates am Grundmaterial. Der Mechanismus dieses Phänomens ist noch nicht vollständig ergründet, die Theorie für diese Reaktion ist erfindungsgemäß jedoch auch ohne Bedeutung. Es war völlig unerwartet und nicht-offensichtlich festzustellen, daß die Belichtung mit einer vorherrschenden Continuum-Lichtstrahlung hoher Intensität aus einer PlasmabcrjBn-Strahlungsquelle die Haftung des Athylenpolymerisates am Grundmaterial in solcher Wirksamkeit bewirken würde.

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Es sind bereits zahlreiche geeignete Grundmaterialien aufgeführt worden; es können jedoch auch viele andere bekannte Metalle, natürliche Produkte oder Polymerisate verwendet werden. Das besondere, zu verwendende Grundmaterial scheint nicht besonders entscheidend mit der Ausnahme von Glas, Prozellan und ähnlichen keramischen oder inerten Oberflächen. Als Grundmaterial kann jedoch jedes geeignete oder gewünschte nicht-keramische Material verwendet werden. '"

Die auf das Grundmaterial überzogenen oder aufgebrachten Äthylenpolymerisate können alle bekannten Äthylenhomopolymerisate, die Mischpolymerisate von Äthylen mit Acrylylverbindungen, die Mischpolymerisate von Äthylen mit Vinylacylaten oder die Mischpolymerisate von Äthylen mit anderen, ungesättigten Kohlenwasserstoffen sein; daher soll die hier verwendete Bezeichnung "Äthylenpolymerisate" diese Polymerisate und Mischpolymerisate umfassen. Die Äthylenhomopolymerisate umfassen die niedrig und hoch dichten Polyäthylene, die so bekannt sind, daß sie keine weitere Beschreibung erfordern. Die Mischpolymerisate mit Acrylylverbindungen enthalten bis zu etwa 35 Gew,- °/o der Acrylylverbindung im Polymerisat, vorzugsweise bis zu etwa 25 Gew.-$> derselben. Es können auch geringe Mengen anderer Monomerer darin mischpolymerisiert sein. Beispiele sind die Mischpolymerisate von Äthylen mit Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Methacrylamid, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Athylacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, Butyläthacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, Cyclopentylacrylat usw. Die Mischpolymerisate mit Vinylacylaten enthalten bis zu etwa 35 Gew.-p/o, vorzugsweise bis zu etwa 25 Gew.-p/i, des Esters im Polymerisat. Gegebenenfalls können geringe Mengen anderer Monomeren ebenfalls darin mischpolymerisiert sein.

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Beispiele sind u.a. die Mischpolymerisate von Äthylen mit Vinylacetat, Vinylbutyrat, Vinylpropionat usw. Die Mischpolymerisate mit anderen ungesättigten Kohlenwasserstoffolefinen enthalten bis zu etwa 25 Gew.-^d des anderen Olefins im Polymerisat. Beispiel sind u.a. die Mischpolymerisate von Äthylen mit Propylen, Buten-1, Hexen-1, Bicyclo-/2.2.1/-hept-2-en, Bicyclo- J2.2.)J-hBpt-2,S-ul&r\, 5-Äthylidenbicyclo-/2.2.z] -hept-2-en, Butadien, Hexadien-1,4 usw. Gegebenenfalls können geringe Mengen anderer Monomeren ebenfalls darin mischpolymerisiert sein. Zur Herstellung des Mischpolymerisates kann man ein einziges Komonomeres oder eine Mischung von Komonomeren verwenden, wodurch man Terpolymerisate, Tetrapolymerisate und stärkerkomplexe mischpolymere Präparat erhält, wie dies in der Technik bekannt ist. Weiterhin können im Polymerisat geringe Mengen anderer Monomeren, wie z.B. Vinylhalogenide, Vinylketone, Vinylidenhalogenide usw. mitpolymerisiert sein, vorausgesetzt, daß ihre Mengen im Polymerisat nicht ausreichen, um die oben aus wertvoll definierten Grundeigenschaften der Äthylenpolymerisate

zu verändern und die keine merkliche nachteilige Wirkung auf die Haftung haben.

Das Äthylenpolymerisat kann durch geeignete Maßnahmen, die einen innigen Kontakt gewährleisten, auf das Grundpräparat aufgebracht werden, wie z.B. durch Sprühüberziehen, Strangpreßüberziehen, Aufbringung aus der heißen Schmelze, gemeinsame Strangpressung, Lösungsmittelüberziehen, als vorgeformter Film, der auf die Oberfläche des Grundpräparates gepreßt wird usw. Die Weise, wie die beiden oder mehr Schichten zusammengebracht werden, ist ürfinriuncjsyernüß nicht entscheidend. Wichtig ist erPindurigsgemüß die Fest-~ stellung, daß ein mit dem hier definierten Äthylenpolymerisit üborzogenEir Gerjc?nr>tund nach t)ehandluri[j gemäß darn ürPindunrjKfjomüßen Vorfahren eine

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bessere Haftungsbindurg zwischen dem Äthylenpolymerisat und dem Grundmaterial hat, als diese durch die bekannten Verfahren bisher erhalten werden konnte. Dies gilt für Überzüge und für SchiGhtmaterialien.

Filmschichtgebi.JQ können zwei oder mehrere Polymerisatfilme enthalten, von | denen mindestens einer ein hier definierten Äthylenpolymerisatfilm ist. Schichtgebilde kann man auch mit mindestens einer Schicht des Athylenpoly— merisates herstellen, wobei die andara oder anderen Schicht(en) aus natürlichem oder synthetischem, gewebtem oder nichtgewebtem Stoff "scrim" oder Fasern bestehen, die in zufälliger oder geordneter Konfiguration angeordnet sind; diese Schichtgebilde können mit vorherrschender Continuum-Lichtstrahlung hoher Intensität aus der Plasmabogen-Strahlungsquelle belichtet werden. Die erfindungsgemäßen Schichtgebilde können hergestellt werden, indem man die vorgeformten Schichten miteinander in Berührung bringt und zur Erzielung eines innigen Kontaktes Wärme und/oder Druck anwendet. Man kann sie auch herstellen durch Strangpressen einer Schicht auf eine andere Schicht oder durch gleichzeitiges Strangpressen der Schichten, wobei die stranggepreßten Schichten vor oder nach ihrer Abkühlung und Verfestigung miteinander in Berührung gebracht werden. Zur Herstellung der Schichtstruktur kann jedes übliche Verfahren angewendet werden, an welche sich die Behandlung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren anschließt.

Die Dicke jeder Schicht in der Filmschichtstruktur kann von etwa 0,0125rani oder weniger bis etwa 0,25 mm variieren. Die Gesamtdicke wird durch die für die Schichtstruktur beabsichtigte Verwendung und die im Endprodukt gewünschten Eigenschaften bestimmt.

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Wie erwähnt, kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Gegenstünden angewendet werden, die einen auf einen Nicht-Kunststoffgrundmaterial fast haftenden Athylenpolymerisatüberzug-oder —film aufweisen. So können die Äthylenpolyraerisatüberzuge auf Metallplatten, -folien, -stäbe, -rohre oder andere geformte Gegenstände sowie auf Draht, Papier, überzogenes Papier, Karton, Holz, Fasern und Stoffe usw. aufgebracht werden. Die Verfahren zur Aufbringung solcher Überzüge sind bekannt und brauchen hier nicht weiter erläutert zu werden. Die Überzüge auf diesen Substraten variieren in ihrer Dicke von etwa 0,006 mn bis etwa 2,5 mm.

Die erfindungsgemäB verwendeten ÄthylenpolymerisatB können gegebenenfalls Pigmente enthalten, die die verwendete Lichtenergie nicht merklich stören. Bo wurde festgestellt, daß Titandioxid, Zinkoxid oder Kieselsäure in geringen Mengen, gewöhnlich bis zu etwa 15 Gew.-^t, verwendet werden können. Die verwendete Pigmentmenge ist gewöhnlich umgekehrt proportional zur Filmdicke. Ruß oder dunkel gefärbte Pigmente (die Licht absorbieren oder reflektieren) können jedoch nicht in merklichen Mengen ohne nachteiligen Einfluß auf die Reaktion verwendet werden da sie verhindern, daß ausreichend Strahlung die Zwischenflache erreicht; geringe Mengen oder Spuren sind jedoch verwendbar.

Bei der Dehandlung des überzogenen Gegenstandes kann man gegebenenfalls eine Vernetzung des Polymerisates bewirken, um die Haftung" des Äthylenpolymerisates am Grundpräparat durch Zugabe eines' Photosenisilibsators zum.Polymerisat zu erreichen, bevor der überzogene Gegenstand der nicht-ionisierenden, vorherrschenden Continuum-Lichtstrahlung hoher Intensität aus einer Plasmabogen-Strahlungsquolle ausgesetzt wird. Der Photosensibilitsator dient bloß

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der Vernetzung des Polymerisates und verbessert die Haftung nicht allgemein weiter. Sollte eine Vernetzung gewünscht sein, dann kann der Photosensibilisator in das Polymerisat in einer Konzentration von etwa 0,25-5 Gew.-^t, vorzugsweise etwa 0,5-2 Gbw.-p/o, bezogen auf das Gewicht des Polymerisates, eingemischt werden. Diese Photosensibilisatoren sind bekannt und umfassen z.B. Acetophenon, Propiophenon, Benzophenon, Xanthon, Fluorenon, Benzaldehyd, Anthrachinon, 2- oder 4-Pentylacetophenon, 2- oder 4-Methoxyacetophenon, 3- oder 4-Chlorbenzophenon, A^'-Dimethoxybenzophenon, 4-ChIOr-A¹-benzylbenzophenon, 3-Chlorxanthon, 3-Methoxyxanthon usw.

Zur Erzielung der verbesserten Haftung wird der mit dem Polymerisat überzogene Gegenstand oder die Schichtstruktur mit künstlich hervorgerufener, nicht—ionisierender, vorherrschender Continuumstrahlung hoher Intensität aus einer Plasmabogen-Strahlungsquelle belichtet, damit das Licht auf die Zwischenfläche auftreffen kann. Die Feststellung, daß diese oben definierte Strahlung die Haftung der Äthylenpolymerisate auf anderen Substraten bei solch kurzen Belichtungszeiten verbessern würde, war völlig unerwartet und nicht offensichtlich.

Die überzogene oder beschichtete Struktur kann mit der hier definierten Strahlung bei einer Temperatur van etwa Zimmertemperatur bis zum kristallinen Schmelzpunkt des besonderen, verwendeten Athylenpolyrr.srisates belichtet werden. Es wurde gefunden, daß ein Erhitzen der Struktur auf eine Temperatur unterhalb des kristallinen Schmelzpunktea des belichteten Äthylenpolymerisates nach einer Belichtung der Struktur mit der hier definierten Strahlung oft eine weitere Verbesserung der Haftung ergibt. Dies gilt insbesondere in Fall von Polyäthylenüberzügen auf Eisen oder Kupfer. Ein Erhitzen der Struktur ohne Belichtung-mit der hier definierten Strahlung liefert jedoch gewöhnlich keine verbesserte Haftung,

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Die zur Aufbringung des Äthylenpolymerisates auf die Grundstruktur verwendete nichfc-ionisierende, vorherrschende Continuum-Lichtstrahlung hoher Intensität wird künstlich hervorgerufen. Neuerdings sind Vorrichtungen entwickelt worden, die zur Abgabe von nicht-ionisierender, vorherrschender Continuum-Lichtstrahlung hoher Intensität fähig sind, die UV-, sichtbare und IR-Strahlung enthält. Diese Vorrichtung ist eine Plasmabogen-Lichtstrahlunganlage. Weiterhin wurde gefunden, daß man mittels entsprechender Lichtfilter einen Teil dieser abgegebenen Continuum-Lichtstrahlung selektiv ausfiltern kann, wodurch nur derjenige Wellenlängenanteil frei wird, der das zu behandelnde Material erreichen soll.

Die hier verwendete Bezeichnung "nicht-ionisierende, vorherrschende Continuum-Lichstrahlung hoher Intensität" bedeutet die aus einer Plasmabogen-Strahlungsquelle mit einer Intensität von mindestens 350 Watt/cm Steradiant abgegebene Continuumstrahlung, wobei nur ein geringer Energieanteil in Spitzen mit Bandbreiten unter 100 A Einheiten liegt, eine positive Menge unter etwa 30 % des ausgestrahlten Lichtes eine Wellenlänge unter 4000 R Einheiten hat und mindestens etwa 70 ^r/a der ausgestrahlten Lichtenergie eine Wellenlänge über 4000 A Einheiten besitzt. Dies ist von der typischen, durch bekannte Quecksilberlampen gebildeten UV-Lichtlinienspektrurn geringer Intensität zu unterscheiden. Die grüßten verfügbaren Quücksilberlarnpen habon gewöhnlich einen elektrischen Verbrauch von etwa 20 Kilowatt (dis Ouellünintensit'ät ist im allgemeinen nicht grüßer als etwa 20 Kilowatt pru sci.ft. bc.'biröhlter Flüche.

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— JU —

Diese Strahlung stammt aus einer Plasmabogen-Strahlungsquelle, die die nicht— ionisierende, vorherrschende Continuum-Lichtstrahlung hoher Intensität mit einer Quellenintensität von mindestens etwa 350 Watt/ cm Steradiant(abge-

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kürzt als Watt/cm er ) liefert; bai dieser genannten Strahlung haben etwa 70 ¹Jd des ausgeö. ahlten Lichtes meine Wellenlänge über 4000 A, und weniger als etwa 30 % eine Wellenlänge unter 4000 A; gewöhnlich haben etwa BO % des ausgestrahlten Lichtes eines Wellenlänge über 4000 A und etwa 20 % eine Wellenlänge unter 4000 A; die Quellenintensität kann von etwa 350 Watt/cm sr

(= etwa 1000 Kw pro sq.ft. bestrahlter Fläche)

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bis etwa 5000 Watt/cm sr variieren. Eine geeignete Quelle für die definier— tB Strahlung ist eine Wirbelplasmatogen-Lichtstrahlungsvorrichtung, Diese Vorrichtung zur Bildung der genannten Strahlung ist bekannt und in fielen verschiedenen Formen besahrieben, vgl. z.B. die in der US-Pa tents;.;!-r if t 3 364 387 beschriebene Wirbelflußplasmabogen-Strahlungsquelle. Die zur Bildung der definierten Strahlung notwendige Vorrichtung ist nicht Ziel der vorliegenden Erfindung. Obgleich jede künstliche Quelle zur Bildung der angegf·— benen Lichtstrahlung verwendet werden kann, ist die bereits erwähnte WirLelflußplasmabogen-Strahlungsvorrichtung besonders zweckmäßig, weshalb sie im vorliegenden Fall zur Erzielung der in den erfindungsgemäP-er· Verfahren geeigneten, definierten Lichtstrahlung verwendet wird. Die Vorrichtungen sind oft unter anderen Bezeichnungen btKannt, der Fachmann weiß jedoch, r?aß sie nicht-ianisierende, vorherrschende Continuum-Lichtstrahlung ho'r.r Intensität abgeben. Dio Strahlungsquelle in einor 50 KW-Wirbelflußplasmafcar -^r- Vtra^ljncsvorrichtung ist ein nur etwa 10 cm langer, in einem («utjitzbehäl'er -or. * " λ.ι 3,75 cm Durchmesser eingeschloüLip.ner E-Ogen. Diese Lampgt: künn I -1 *■, :':rnt und erneut montiert werden und hat eine annehmbar lango Lü^er.ü.Ui;. ·■ ■ ..r-.rnin

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BAD ORIGINAL

wäre eine Wirbelf luß-Plasctrabogen-Bestrahlungsvorrichtung ("swirl-flow plasma arc radiation apparatus) mit einer 250 Kw Leistung nur etwa 2 bis 3 Mal so groß wie die 50 Kw Qualle. Weitere Vorteile umfassen das Unnötigwerden für einen kostspieligen Strahlenschutz, der bei Verwendung von Eelektronenstrahlen oder radioaktiven Materialien erforderlich ist, sowie das Nichtauftreten einer Verschmutzung durch Quecksilber, das in den weggeworfenen . Quecksilber-UV-Lampen anwesend ist. Die für künstliche Lichtquellen notwendigen VorsichtsniciBnanmen umfassen einen Augenschutz vor dem intensiven sichtbaren Licht sowie den Schutz der Person vor dem vorhandenen UV-Licht, um eine zufällige Sonnenbrandwirkung auf den Körper zu verhindern.

Es wird betont, daß im Spektrum von nicht—ionisierender, vorherrschender Continuum-Lichtstrahlung hoher Intensität ein _t Continuum von Strahlung über den gesamten Spektralbereich vorliegt. Diese Art von Continuumstrahlung im UV--Bereich war bisher aus handelsüblichen Quecksilberbögen oder —lampen, die gewöhnlich zur Bildung von UV-Licht zu Verfügung standen, nicht erhältlich. Die Verwendung von Quccksilberlampen zur Bildung von UV-Licht liefert ein Licht, daß ein Linienspektrum im UV-Bereich zeigt; es ist kein Continuumspektrum im UV-Bereich. In einem Linienspektrum ist der Hauptanteil des verwendbaren UV-Lichtes der Anteil, bei welchen die Linie oder das Band im Spektrum eine Spitze bildet. Damit eine solche Energie verwendbar ist, muß das mit der UV-Strahlung zu befandelnde Material oder Präparat zu einer Absorption im besonderen kellenlängenbereich, bei welchem die Spitze auftritt, fähig sein. Wenn das Material oder Präparat nicht die Fähigkeit hat, in diesem besonderen Wcllenlänyeniioreich, bei welchem die Spitze auftritt, zu absorbieren, dann erfolgt wenig oder keine Absorption oder Reaktion. Falls daher das zu behandelnde Material oder Präparat bei einem besonderen Welleniängenbereich in einem der Täler der Spektralkurve absorbiert, dann tritt wenig oder keine

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Reaktion ein, da es wenig oder keine UV-Energie gibt, um das Systen entsprechend anzuregen. Mit nicht-ionisierender, vorherrschender Continuumstrahlung hoher Energie liegt über den gesamten UV-Wellenlängenbereich des Spektrums eine Continuumstrahlung von UV-Energie hoher Intensität vor, und es wird gewöhnlich bei allen geeigneten UV-Wellenlängen ausreichend UV-rEnergie gebildet, um die auf UV-Bestrahlung ansprechenden Reaktionen durchzuführen, ohne das Probleme bei der Wahl einer Verbindung auftreten, die nur Wellenlänge der Spitzenbänder absorbiert. Mit der jetzt gefundenen, nicht-ionisierenden, vorherrschenden Continuumstrahlung hoher Intensität gibt es nicht das Problem, daß es unmöglich ist, die in den Talgebieten absorbierenden Materialien oder

es
Präparate umzusetzen, da/diese Täler in der vorherrschenden Continuumstrahlung hoher Intensität nicht gibt, da die ausgestrahlte Lichtenergie hoher Intensität eine Continuumstrahlung ist und sie nicht in Spitzenbändern ausgesandt wird.

Die nicht-ionisierende, vorherrschende Continuumlichtstrahlung hoher Intensität muß von durch aus üblichen Nieder-, Mittel- und Hochdruck-Quecksilberbogen-UV-Lampen gebildeten UV-Stranlung niedriger Intensität unterschieden werden. Diese Quecksilberbogfenlampen liefern eine Lichtemission, die hauptsächlich eine Linien- oder Spitzenemission und nicht Continuumlicht ist,Aabsi 'ein Hauptteil drs Lichtns in Bändern enger als 100 A Einheiten xflrliegt uxi reist weniger als 70 °Ό des ausgestahlten Lichtes eine Wellenlänge oberhalb 4CÜ0 A Einheiten hat.

Bekanntlich wird die oben definierte Cantinuunistrahlung aus einer Wirbelflu:3-~ Plasmabogen-Strahlungsquelle aus einem Bogen nbtjogeben, der sich zwischen einen Paar axial aufgestellter und in einem CJuartzzylinder eingeschlossener Elektroden bildet. In einer Ausführungsform wird ein Paar konzentrischer

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Quartzzylinder verwendet, zwischen welchen Kühlwasser oder -gas fließt. Ein Edelgas, wie Argon, Krypton, Neon oder Xenon, das tangential durch Einlasse an einem Ende des inneren Zylinders in den inneren Zylinder eingeführt v/ird, bildet einen Wirbelfluß oder Vortex, der den Bogen auf einen kleinen Durchmesser einschränkt. Ein über die Elektroden angelegtes elektrisches Potential verursacht einen Stromfluß hoher Dichte durch das Gas, um ein aus Elektronen, positiv geladenen Ionen und neutralen Atomen Zusammengesetzes Plasma zu bilden. Das in den obigen Gasen gebildete Plasma liefert nicht—ionisierende, vorherrschende Continuumstrahlung hoher Intentisät mit diffusen Maxima im Bereich von etwa 3500-6000 A. Die Stahlungsquslle kann auch mit Reflektoren oder optischen Brechungssystemen verwendet werden, um die vom Bogen ausgehende Strahlung auf einen besonderen Punkt, Richtung oder eine geometrische Fläche zu richten.

Der überzogene oder beschichtete Gegenstand kann sich in einem Abstand bis zu einigen m von der Lichtquelle befinden. Der Abstand ist nicht entscheidend, für eine optimale Ausnutzung der gebildeten Energie wird jedoch ein kürzerer Abstand bevorzugt. Der besondere Abstand variiert in Abhängigkeit von der Energie der besonderen Lichtquelle, dem zu behandelnden Oberflöchengebiet, und der Form und Stellung von gegebenenfalls verwendeten Reflektionsmitteln.

Diu Belichtung mit der hier definierten Strahlung kann von etwa 0,05-15Ü Sekunden oder mehr, vorzugsweise von etwa 0,1-30 Sekunden, variieren. Sie kann bei jeder Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur der verwendeten Polymerisate erfolgen. Es ist zweckmäßig, jedoch nicht notwendig, die Belichtung durchzuführen, wahrend sich das Äthylenpolymerisat auf dem Grundmaterial in fließbarem oder geschmolzenem Zustand befindet. Belichtungszeit und —temperatur variieren mit den besonderen, verwendeten Polymerisaten, der Natur des Subiitratus, der Lichtintensität, der Dicke der Polymerisatpräparate und dem

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Abstand der Lichtquelle von der Oberfläche. Dem Fachmann sind diese Faktoren bekannt, und er kann sie entsprechend einstellen, um ein geeignetes Endprodukt zu erhalten.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne siezu beschränken. In den Beispielen wurde der Schmelzindex gemäß dem ASTM-Ver~ fahren D 1238-62 T und die Dichte gemäß dem ASTM-Verfahren D-1505-63T gemessen.

Beispiel 1_

Ein 0,025 mm dicker Polyäthylenfilm wurde durch Strangpressen bei -etwa 315°C. auf einen 0,05 mm dicken Substratfilm aus handelsüblichem Polyethylenterephthalat · ohne vorherige Oberflächenbehandlung aufgebracht. Das Polyäthylen enthielt keine Zusätze; es hatte einen Schmelzindex von 4 dg/min und eine Dichte von 0,924 g/ccm. Proben dieser überzogenen Materialien wurden 6 und 10 Monate gealtert und dann bei einem Abstand von 1,2 m für unterschiedliehe Dauer bei etwa 23 C. mit nicht-ionisierender vorherrschender Continuumlichtstrahlung hoher Intensität aus einer BO kw Plasmabogen-Strahlungsquelle belichtet. Vor der Belichtung mit der genannten Strahlung befanden sich die Sohichten in innigem physikalischem Kontakt; es gab jedoch zwischen ihnen keine Haftung, und sie konnten mit ganz geringer Ziehkraft getrennt werden. Nach Belichtungszeiten von nur 0,1 Sekunden war die zwischen dem Überzug und dem Substrat entwickelte Haftung so zäh bzw. fest, daß sie durch Ziehen mechanische nicht getrennt werden konnten.

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Beispiel 2

Polyäthylenüberzüge einer Dicke von 0,013 und 0,025 mm wurden durch Strangpressen bei etwa 315 C. auf Substrate aus Kraftpapier, Aluminiumfolie und mit Ton überzogenen Karton aufgebracht. Das Polyäthylen hatte einen Schmelzindex von 4 dg/min und eine Dickte von 0,924 g/ccm; es enthielt eine geringe Menge' 1,1,3-Tris-(5-tert.-butyl—4-hydroxy-2-methylphenyl)-butan als Antioxidationsmittel, jedoch keinen Photosensibilisator. Dann wurden die überzogenen Präparate aus einem Abstand von 1,2 m mit der hier angegebenen Strahlung aus einer 80 kw Argan-Plasmabogen-Strahlungsquelle belichtet und die behandelten Präparate ausgewertet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

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Substrat Dicke das Polyäthylen-' ^c/i Antioxi- Belicht.- Bindefestigkeit Abziehkraft, ausgedrückt

Überzuges; mm diticnsmittel zeit; see Kontrolle belichtet als % Faserriss

3CV-= Riss Kraftpapier 0,Q2£ 0,15 7 keine gut 0 100

" 0,013 0,05 7 schlecht ausgezeichn. 12 100

" 0,025 0,0 14 keine gut 0 100

mit Ton überz. Karton 0,025 0,05 17 126 g/cem untrennbar — —

NJ Aluminiumfolie 0,025 ' 0,0 14 197 g/ccm T*

J£ " 0,025 0,05 7 197 g/cern T* — —

2 " 0,025 0,15 7 157 g/cem T* — —

ο T* bedeutet, so Substrat und Überzug rissen, so daß kein Wert gemessen "oder bestimmt werden konnte. co Dies ist ein Zeichen für eine starke Haftbindung.

ι l^> CO

Beispiel

ÄthylenmischpolymerisatB wurden bei 19 m/min auf verschiedene Substrate in einer Dicke von 0,05 mm durch Strangpressen aufgebracht. Unter den angewendeten Bedingungen gab es einen innigen Kontakt, jedoch keine Haftung zwischen den Schichten. Anschließend wurden Teile der Gebilde mit der hier definierten Strahlung aus einer BO' kw Argonplasmabogen-Strahlungsquelle belichtet, um die notwendige Belichtungszeit zur Erzielung einer starken Haftung zwischen den Schichten zu bestimmen. Die Belichtung erfolgte aus einem Abstand von 1,2 m. Bei den folgenden Belichtungszeiten wurde eine starke Haftung erzielt: Überzugspolymerisat

Strangoreß- Substrat temp.: C.

Belicht.-zeit; see

ÄthylenMnylecetat mit 20 % Vinylacetat; Schmelzindex » 30

Polyethylenterephthalat

Aluminiumfolie

Baumwollstoff

Rayonstoff

Papier

Überzug aus der heißen Schmelze mit 40 % des obigen Athylen/Vinylacetatmischpolymerisates; 5 % Polyterpenharz und 55 °/> Petroleumwnchsen

Polyethylenterephthalat 1,5

Aluminium 1,5

Papier 1

Äthylcn/Äthylacrylat-Mischpolyrneri5at mit 1E3 % Äthylacrylat; "Schmelzindex =» 6

143

Polyethylenterephthalat 0,3

Baumwollstoff 1

Äthylßn/Acrylsäure-Mischpuly- "· meris-dt mit 3,5 ^c/u Acrylsäure; Schrrulzindex «= 6

Polyäthylentereph-

thalat 0,75

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Beispiel 4

0,5 mm dicke Palyäthylenüberzüge wurden durch heißen Pressen in einer Druckform auf kalt gewalzte Stahlplatten beschichtet. Nach dem Pressen waren die überzüge mit den Platten in innigem physikalischem Kontakt, die gemessene Abziehkraft betrug jedoch 0 g/cm. Das verwendete Polyäthylen hatte einen Schneizindex von 0,2 dg/min und eine Dichte von 0,961 g/ccm. Es wurde ein weiterer Satz von überzogenen Platten hergestellt, in welchen das Polyäthylen jedoch 1 Gew.-P/> Benzophenon als Photosensibilisator enthielt. Auch diese Platten zeigten keine Haftung. Der zweite Sdz überzogener Platten wurde 60 Sekunden aus einem Abstand von 1,2 m von der Lichtquelle mit der hier definierten Strahlung

aus einer 80 kw Argonplasmabogen-Strahlungsquelle belichtet. Nach der Bei ichin beiden Fällen
tung entwickelte sich/eine starke Haftung zwischen dem Polyäthylenüberzug und dem Stahl, wobei bei dem benzophenonhaltigen Polyäthylen auch eine Vernetzung erfolgt war.

Probe Abziehkraft; g/cm % Gel

Kontrolle nach Kontrolle nach Belich-Belichtung tung

Polyäthylen allein 0 1800 0 1

Polyäthylen & Photo-

sensibü-isator 0 1655 0 69

Dieses Beispiel zeigt, daß die Anwesenheit eines Photosensibilicators zur Verbesserung der Haftung nichts beiträgt. Tn Anwesenheit oder Abwesenheit des Photosensibilisutors zeigte ke'ine überzogene Platte vor der Belichtung eine Haftung des Polymerisates am Stahl, während nach der Belichtung bei beiden überzogenen Platten die Haftung stark war. Die Ergebnisse zeigen weiter, daß die Hauptwirkung der Anwesenheit des Photosensibilisators darin besteht, clus Polymerisat zu vernetzsn, wie durch den hohen Gelgehalt des entsprechenden . Polymerisates nach der Belichtung angezeigt wird.

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Beispiel 5

Überzüge von nur 0,013, 0,025 und 0,038 mm Dicke aus weißem pigmentiertem Polyäthylen wurden durch Strangpressen auf Kraftpapier aufgebracht. Das Polymerisat hatte einen Schmelzindex von 3 dg/min und eine Dichte von 0,917 g/ccm. Es enthielt 12 Gew.-^ Titandioxid und hatte eine nominelle Mischdickte von 1 g/ccm. Diese überzogenen Papiere wurden 11 Monate gelagert und zeigten keine meßbare Haftung des Polymerisates am Papier. Nach dieser Lagerungszeit wurden sie 3 Sekunden aus einer 80 kw Argonplasmabbgen-Strahlungsquelle mit der hier definierten Strahlung belichtet. Dadurch zeigte sich eine wesentlich verbesserte Haftung, und die Schichten konnten nun nur mit Schwierigkeit und unter Reißen von Fasern getrennt werden. Auch Belichtungen von nur 0,6 Sekunden zeigten bei demselben überzogenen Papier ebenfalls eine merklich verbesserte Haftung des Polymerisates am Kraftpapier.

Bei dem in den Beispielen der vorliegenden Anmeldung angegebenen Haftungstest zur qualitativen Auswertung wurde ein 2,5 cm breiter Streifen in das überzogene Gebilde geschnitten, von dem ein Ende vor der Belichtung abgetrennt worden war. Dann wurde der Überzug von Hand vom Substrat abgezogen. Dieses Verfahren ist insbesondere für Papier, bei dem die Papierfasern reißen und nach der Trennung am Überzug haften, kennzeichnender als die instrumenten bestimmte Abziehkraft.

Beispiel 6

Ein dünner Überzug eines Mischpolymerisates aus Äthylen mit einem Acrylsauregehalt von 7 Gew.-Jjt wurde durch Strangpressen auf Aluminiumfolie aufgebracht und etwa 12 Monate gelagert. Nach der Lagerung wurde die Polymerisatseite der überzogenen Folie mit der hier definierten Strahlung aus einer 60 kw Argon·^ Wirbelfluß-Plasmabogenstrahlungsquelle belichtet. Nech der Lagerung, jedoch vor der Belichtung, war die Haftung zwischen Substrat und überzug schlecht.

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Nach 2 Sekunden langer Eelichtung aus einem Abstand von etwa 1,2 m von der Lichtquelle zeigta sich eine sehr deutlich verbesserte Haftung der Schichten.

B β i s pi öl 7

0,025 mm und 0,050 mm dicke Polyäthylenüberzügo wurden durch Strangpressen bei etwa 32?°C. auf 0,05 mm Dickes Polyethylenterephthalat und 0,030 mm dicke Aluminiumfolie aufgebracht. Das Polyäthylen enthielt 0,1 Gew.-% 4,4' — Thiobis—(6-tert,-butyl—n-krssal) als Stabilisator und hatte eine Dichte von 0,924 ,g/ccm und einen Schir.elzindex von 4 dg/min. Ähnlich b«schx-htete Produkte wurden unter Verwendung desselben Polyäthylens hergestellt, das zusätzlich noch 0,5 Gew.-'}d Benzophenon enthit?lt.

Die Schichtstrukturen wurden aus einem Abstand von etwa 1,2 m etwa 20 Sekunden mit der hier definierten Strahlung aus einar Argon—Wirbelfluß-Plasmabogen— Lichtquelle belichtet und zeigten eine starke Haftung, ε,ο daß die beiden Schichten nicht ohne Reißen voneinander getrennt werden konnten. Die starke Haftung ließ sich sogar nach mehr als 60-stundigoni Eintauchen in Wasser bei Zimmertemperatur feststellen, während sich die? Gedichten üer unbelichteten Strukturen leicht vaneiriander trennten. Die Anwesenheit von Benzophenon Ergab keinen meßbaren Unterschied-in der Verbesserung der Haftung; die unbelichteten Schichtstrukturen zeigten eine Haftung von etwa 90 g/cm, während die belichteten Strukturen ohne Reißen nicht zu trennen waren.

Weitr,i.hin wurdß gefunden, daß die Heißversiegelungsfßstigkeit der Schichtmaterialien aus Polyäthylen und Aluminiumfolie nach Belichtung mit Licht von hoher Intensität verbessert wurde. So betrug z.B. die Heißversiegslungsffestigkeit der unbelichteten Schichtstruktur reit 0,050 mm dickem Polyäthylen 612 g/cm, während bei der belichteten Struktur dieser Wert bei f:B2 g/coi lag;

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dies ist eine Verbesserung der Hoißversiegelungsfsstigkeit von 44 %. Das Schichtmaterial mit einem 0,025 mm dicken Überzug zeigta eine 47-^ige Verbesserung der Heißversiegelungsfestigkeit. Diese Verbesserungen wurden in Anwesenheit und Abwesenheit von Benzophenon festgestellt.

Beispiel Ü_

Ein Cellophanfilm mit einem 0,013 mm dicken Film aus Polyvinylidenchlorid auf der Oberfläche erhielt durch StrangpreOüberziehen auf der Polyvinylidenchloridoberflache einen 0,025 mm dicken Film aus Polyäthylen mit einer Dichte von 0,924 g/ccm und einem Schmelzindsx von 4 dg/min. Das Polyäthylen enthielt

0,05 Gew.-^b 1,1,3-Tris-(5-tert.-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-butan. Diese Struktur zeigte keinerlei Haftung des Polyäthylens auf dem Schichtmaterial. Ein Teil des Gebildes aui3 drei Komponenten wurde bei einem Abstand von 1,2 m etwa 10 Sekunden mit der hier definierten Strahlung aus einer 50 kv/ Arrjon-WirbelfIuB-Plasmabogen-Quelle belichtet. Beim Messen der Abziehkraft riß das Substrat bEi 216 g/cm; dia.-s zoigt, da Π die Haftungsbindung über der Festigkeit dfcs Substratcellophanfilrnes lan·

Beispiel 9

Es wurde Dine Reihe von Versuchen durchgeführt, in welchen ein 0,025 mm dicker Film aus Polyäthylen mit einer Dichte von 0,924 g/ccm und einem Schmelzindex von 4 dg/min durch Verkleben ("tack seal") bei 85-95 C. unter einem Druck von ßtwa <2,1 kcj/cm " auf Substrate aus verschiedenen, handelsüblichen Filmrnaterialie;n aufgebracht; dünn wurde diu Pblyüthylenaherfläche der Gebilde mit der hit;r definierten Strahlung aus sinar UU kw Arcjon-Wirbelfluii-Plasmabogein-L ichtquKlle belichtet. Die (iolichtung erfolgte, iridt?m man das Filmschicht— matorinl kontinuinrLieh bui Hincr soluhun Geschwindigkeit unLßr der Licht— e hindurc^!le^it(:^tf2_l duil sich din in der folgenden Tabelle angegebenen

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Belichtungszeiten ergaben. In allen Fällen bildete sich eine starke Haftung zwischen Polyäthylen und Substrat.

Substrat	Belichtungs	Bindung bzw. Haftung
	zeit; TBC
Aluminiumfolie	1,5	ausgezeichnet
Polyesterfolie	1,2	zäh
Polysulfonfilm	4	untrennbar
Papier	4	ausgezeichnet
Polystyrolfilm	4	untrennbar
Cellophanfilm	1,2	untrennbar
Polyamidfilm	4	ausgezeichnet

Für Vergleichszwecke wurden nicht belicltete Teile der Schichtstrukturen ausgewertet. In allen Fällen zeigten die Kontrollproben wenig oder keine Haftung zwischen den beiden Filmen. Ein Versuch, Glas mit diesem Polyäthylen zu über^- ziehen, war ohne Erfolg. Nach 5 Sekunden langer Belichtung zeigfco sicn keine Haftung. Auch Versuche zur Herstellung stark haftender Schichtstrukturen aus Polyamidfilm an Aluminiumfolie, Polyamidfilni an Polyäthylenterephthalatfilm und Polystyrol an Polyäthylenfcerephthalatfilm waren nicht erfolgreich. Selbst nach anfänglicher Wärmeversicigeluncj zeigten die beiden letztgenannten Kombinationen kein Anzeichen einsr Bindung.

Beispiel U)

Durch Aufbringung von Filmen aus Polyäthylen mit Ü,5 Gew.-J^ Benzophenon wurden übex-zogene Stahlplatten hergestellt. Das Polyäthylen hatte eine [lichte von 0,96 g/ccfii und einem SchmEJlzindex von 0,2 dg/min. Die verwendete Filmdicke betrug 0,38 mm. Uie Überzüge wurden hergestellt durch Druckverfnrmung fies Polymerisates in Berührung mit. den kalt gewalzten Sttihlplatten für 4 Minuten bei 150 C. und etwa 7 kg/cm sowie an.'ichließeruJ boi etwa !4U kg/cm . ü.iu Überzogenen Platten hatten eine Grölte von 1b χ Uj cm.

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Biß wurden aus einem Abstand von etwa 50 cm unterschiedliche Zeit mit der hier definierten Strahlung aus einer Argon-WirbelfluB-Plasmabogen-Lichtquelle belichtet. Dann wurde dia Heftung des Polyäthylens bestimmt, indem man einen 2,5 cm breiten Streifen der Länge nach durch den gesamten Überzug bis hinunter zum Metal] schnitt, das vor der Belichtung der Stahlplatte abgetrennte Ende des Überzugs hochhob, ein Loch hineinstanzte, um den Überzug am Haken einer Federwaage befestigen zu können, und dann den Streifen bei einer Geschwindig keit von 2,5 cm/min in einer zur Oberfläche des Metalles senkrechten Ebene abzog. Die Abziehkraft ist in g/cm angegeben. Bei Einer Belichtung von etwa 30 Sekunden wurde eine merklich verbesserte Haftung festgestellt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Belichtungszeit; see · Abziehkraft; g/cm gel; ψ

0 180 3

5 100 8

15 180 , 15

■ 30 720 32

GO 2510 43

Eine verbesserte Haftung zeigte sich auch, wenn ein 0,375 mm dicker Polyäthy— lenfilm (Schmelzindex 2 dg/min, Dichte 0,910 g/ccm) mit 0,5 Gew.-^ Benzophenon in derselben Weise auf 0,25 mm Messingplatten durch Druckverforrnung aufgebracht und dann 30 Sekunden aus einem Abstand von etv/a 60 cm mit dem Licht aus dem Plasrnabogen belichtet wurde. Es wurde eine 50-viige Erhöhung der Abziehkraft gegenüber der Kontrolle gemessen.

Bei Verwandung von Polypropylen oder Polysulfon anstelle von Folyäthylen wurde keine meiKLiche Haftung zwischen diesen Polymerisaten und der Metalloberfläche festgestellt.

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Auch ein einfaches Erhitzen der unbelichteten überzogenen Platten auf die gleiche Temperatur für dieselbe Zeit durch Verwendung einer Heizlampe, eines Ofens oder einer heißen Platte ergab keine merkliche Verbesserung der Haftung.

Beispiel IJ^

Kupferdraht von etwa 1,65 mm Durchmesser, der mit einer 0,75 mm dicken Schicht aus Polyäthylen mit 0,5 Gew.-p/o Benzophenon als Photosensiblisator (Schmslzindex des Polyäthylens =0,1 dg/min; Dichte = 0,917 g/ccm) isoliert war, wurde 50 Sekunden aus einem Abstand von 15 cm mit der hier definierten Strahlung aus einer 35 kw Argon-Wirbelfluß-Plasmabogen-Lichtquelle belichtet. Während der Belichtung wurde ein Temperaturanstieg festgestellt, dann wurde der behandelte Leiter an der Luft abgekühlt (Leiter A) . Für Vergleichszv.scke wurde ein Teil des unbehandelten Leiters zurückgehalten (Kontrolle A].

In ähnlicher Weise wurde ein anderer Kupferleiter behandelt, der mit einem Polyäthylen mit einem Schmelzindex von etwa 0,22 dg/min und einer Dichte von 0,S45 .g/ccm isoliert war; das Polyäthylen enthielt 0,5 Gew.-f/j Benzophenon (Leiter B). Ein Teil dieses unbehandelten Leiters wurde wiederum für VErgle? chszwecke zurückgehalten (Kontrollo B).

Dann wurden "stripping"- Kraft und GelgEhcilt bestimmt; erstere ist die Kraft in kg, die zum Abziehen der Isolierung vom Draht in einer Länge von 15 cm notwendig ist. Dazu wurde ein Scott-Tester verwendet. Bei diesem Test wurde ein etwa 17,5-20 cm langes Stück Leiter verwendet. Die Isolierung vvurde von einem Ende entfernt und ließ ein 15 cm langes Stück nicht-isolierten Leiters zurück. Der Loiter wurde in den Halter gegeben, wobei cinr freiliegende, abgestrippte Teil durch eine Öffnung mit etwas größerem Druch-.ec:2i;i· als ,jnr Kupferstrang hindurchging und diu Isolierung über der Üffnunj lirrron blieb. Das hinninrngenrie Ende des abgestrippten Kupfordrahtüs wurde von ;::·;■;

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Greifern des Scott—Testers ergriffen und der Draht wurde bei einer Geschwindigkeit von 50 cm/min aus der Isolierung gezogen, wobei die zum Abstrippen notwendige Kraft in kg gemessen wurde. Sie wurde in kg/cm umgerechnet. Der Gelgehalt - ein Maß der molekularen Vernetzung - wurde durch Extraktion mit siedendem Decalin auf ein konstantes Gewicht bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Abstripnkraft Gelgehalt; °/o kg/cm

Leiber A 7,42 66

Kontrolle A 2,1 1

Leiter B 6,93 77

Kontrolle B 5,39 1

In den Kontrollen A und B zeigte sich keinerlei haftende Bindung des Polyäthylens am Kupfer; das Polymerisat glitt leicht ab und hatte ein glattes Aussehen. Bei den Leitern A und B haftete das Polyäthylen dagegen zäh und fest am Kupfer; es war schwer zu entfernen und hatte nach der Entfernung ein wolliges, perlartiges Aussehen. Es war nicht glatt. Die durch dieses Verfahren erzielte Haftung war vollständig unerwartet* und nicht offensichtlich.

Eine ähnliche starke Haftbindung erzielte man, wenn man einen Film aus Polyäthylen mit eiriür Dichte von 0,910 cj/ccm, einem Schmelzindex von 2 dg/min und 0,5 Gew.-f/j Berizophnnon mit einer Dicke von etwa 0,5 mm heiß bei einer Temperatur urn den Schmelzpunkt des Polymerisates zur Bildung einer Schichtstruktur auf eine Kupferfolie preßte und die Polymerisatseite der Struktur dann für etwa 30 Sekunden mit der hier definierten Strahlung aus einer 35 kw Arnon-Wirbulfluß-Plasmabagc-in-Quelle belichtete. Bei einem unter denselben bedingungen hunjustelltün üchichtgebilde, das jedoch nicht mit der Strahlung aus dem Plusrnubogen bol.iclit.ut war, wurde keine Haftung festgestellt.

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Weder Polypropylen noch Polysulfon lieferten Produkte, in welchen diese Polymerisate eine merkliche Haftung am Kupfer zeigten. Weiter wurde gefunden, daß sich die starke Haftung zwischen Polyäthylen und Kupfer oder irgendeinem anderen Metall, die durch Belichtung der Polyäthylen/Metall-Gebildes mit der Lichtstrahlung aus dem Plasmabogen erreicht wurde, durch Verwendung von IR-Heizlampen oder andere Heizmittel nicht erzielen ließ. Dies zeigt, daß die verbesserte Haftung nicht nur das Ergebnis von Wärme allein ist.

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Claims

Patentansprüche

Γΐ.Η Verfahren zum Verbinden eines Polymerisates von Äthylen aus der Gruppe von Polyäthylen, Äthylen/Acrylyl-Mischpolymerisaten, r\thylen/Vinylacetat-Mischpolymerisaten und Mischpolymerisaten aus /ethylen mit einem ungesättigten Kohlenwasserstoff an ein nicht-keramisches Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberfläche des Äthylenpolymerisates mit der Oberfläche des Substrates bei ausreichendem Druck für einen innigen Kontakt zwischen beiden Materialien in Berührung bringt und die Polymerisatoberfläche des Gebildes mit nicht-ionisierender, vorherrschender Contiuum-Lichtstrahlung hoher Intensität aus einer Plasmabogen-Lichtquelle für eine zur verbesserten Haftbindung zwischen beiden Materialien ausreichende Zeit bestrahlt.

2,— Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung bei einer Temperatur bis zum kristallinen Schmelzpunkt des Äthylenpolymerisates durchgeführt wird.

3.- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylenpolymarisat an Eisen, Kupfer, Aluminium, einen Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, an ein unterschiedliches Äthylenpolymerisat, ein Polyamid, ein Gellulosesubstrat, Polystyrol oder Polyvinylidenchlorid gebunden wird.

4,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gebundene und bestrahlte Gegenstand auf eine Temperatur unterhalb des kristallinen Schmclzpunktex des /xthylenpolymerisates nacherhitzt wird.

5,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Athylenpolymerisat einen Photosensibilisator nnthält.

ί Der Fatentanv/alt:

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