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DE3101084A1 - "verfahren zum aufbringen eines propylenpolymers auf eine lackierte metalloberflaeche sowie lackzusammensetzung zur durchfuehrung des verfahrens" - Google Patents

"verfahren zum aufbringen eines propylenpolymers auf eine lackierte metalloberflaeche sowie lackzusammensetzung zur durchfuehrung des verfahrens"

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DE3101084A1
DE3101084A1 DE19813101084 DE3101084A DE3101084A1 DE 3101084 A1 DE3101084 A1 DE 3101084A1 DE 19813101084 DE19813101084 DE 19813101084 DE 3101084 A DE3101084 A DE 3101084A DE 3101084 A1 DE3101084 A1 DE 3101084A1
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Germany
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resin
lacquer
percent
polymer
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DE19813101084
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Inventor
Chester Walter Chicago Ill. Fitko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Group Inc
Original Assignee
Continental Group Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
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    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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Description

PATENTANWÄLTE 31Q1084 DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE
BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN
The Continental Group, Inc. 633 Third Avenue
New York 17, New York / USA
"Verfahren zum Aufbringen eines Propylenpolymers auf eine lackierte Metalloberfläche sowie Lackzusammensetzung zur Durchführung
des Verfahrens"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Propylenpolymers auf eine lackierte Metalloberfläche sowie die Zusammensetzung einer Lackschicht zur Durchführung des Verfahrens.
Das vorgenannte Verfahren hat besondere Bedeutung im Zusammenhang mit der Herstellung und der Ausführung von leicht zu öffnenden Behältern aus Metall, welche eine Entnahmeöffnung aufweisen, die durch ein aufreißbares Verschlußelement verschlossen sind.
Im allgemeinen sind Behälter vorgenannterArt mit einer von dem Deckel gebildeten Aufreißlasche ausgerüstet, die in ihrem Umfang durch Einkerbungen begrenzt ist und welche durch entsprechende Krafteinwirkung aus dem Verschlußdeckel entlang der Kerb- bzw. Schwächungslinie herausgetrennt werden kann. Diese
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Behälter haben den Nachteil, daß der Aufreißverschluß zu scharfen Kanten an der Aufreißlasche führt, welche die Gefahr von Verletzungen mit sich bringt.
Es wurde (US-PS 3 292 828 und US-PS 3 990 615) vorgeschlagen, den metallischen Aufreißverschluß von leicht zu öffnenden Behältern durch ein Kunststoffverschlußteil zu ersetzen, das die Schnittgefahr dadurch eliminiert, daß der entfernte Teil keine scharfen Kanten hat, an welchen sich eine Person schneiden kann. Bei diesen Behältern ist ein Aufreißverschluß aus thermoplastischem Harz, wie Polypropylen, oder aus einer mit dem Harz beschichteten Metallfolie vorgesehen und lösbar mit dem äußeren Rand einer vorgeformten EntnähmeÖffnung am Deckel des Behälters durch Verbindung mit einem geeigneten Kleber gesichert. Behälter und Deckel, die für unter Druck stehende Getränke, wie Bier und alkoholfreie Getränke, verwendet werden, sind mit einer durch Wärme aktivierbaren Klebeschicht, wie mit einem carboxylierten Polypropylenharz, beschichtet, um eine Oberfläche für Klebebandverschlüsse des beschriebenen Typs auf der lackbeschichteten Oberfläche des Behälterdeckels zum Abdichten der vorgeformten EntnähmeÖffnung (US-PS 3 616 047) zu bilden, wobei das Klebeband durch Heißsiegeln entlang dem Öffnungsrand befestigt ist, bis eine Aufreißkraft darauf wirkt.
Im US-Patent 4 031I 132 ist ein leicht zu öffnender Behälter offenbart, bei dem die vorgeformte Öffnung eines lackbeschichteten metallischen Deckels mit einem Bandverschluß abgedichtet
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ist, der eine durch Wärme aktivierbare Propylenpolymer-Klebeschicht aufweist, die mit dem lackbeschichteten Deckel durch Heißsiegeln verbunden wird, wobei die Lackschicht eine klebefördernde Konzentration eines carboxylierten Polypropylen-Harzes enthält.
Obwohl das in der US-PS 4 034 132 offenbarte Verfahren zum Aufkleben des Bandverschlusses auf das Dosenende höchst wirksam ist, wurde durch weitere Untersuchungen folgendes ermittelt. Wenn beim Aufbringen der Lackschicht auf den Deckel die aufgebrachteSchicht während der im Beschichtungsverfahren vorgenommenen Aushärtung längere Zeit erhitzt bzw. überbrannt wird, erfolgt eine Veränderung der Festigkeit der Heißsiegelverbindung oder des Haftvermögens. Wenn z.B. eine Lackschicht auf der Basis eines ungehärteten Epoxydharzes auf das Metall aufgebracht wird, wird das Metall zum Aushärten der Schicht für 10 Minuten durch einen Ofen bei 213°C gefördert. Falls die Verweilzeit im Ofen aus irgendeinem Grunde wesentlich über die 10-Minuten-Periode ausgedehnt wird, verändert sich später das Klebe- oder Haftvermögen des Bandverschlusses über weite Bereiche und wird häufig vermindert oder auf Werte herabgesetzt, die für den kommerziellen Gebrauch nicht annehmbar sind. Ein kommerziell annehmbarer, in einem Normalmeßverfahren ermittelter Wert liegt in einem Bereich von 6,5 bis 15,8 — . Wenn der Haftwert eines Bandverschlusses, der zum Abdichten bzw. Versiegeln von Behältern verwendet wird, in denen sich kohlensäurehaltige Getränke befinden, einen Haftwert von 6,5 — unterschreitet, verursacht
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der von der kohlensäurehaltigen Flüssigkeit innerhalb des Behälters erzeugte Druck eine Leckstelle an der Entnahmeöffnung im versiegelten Bereich. Wenn der Haftwert oberhalb von 15,8 |· liegt, ist die vom Verbraucher geforderte Kraft zum Entfernen des Bandverschlusses zu hoch für die Annahme durch den Verbraucher.
Für Behälter mit dem oben diskutierten, durch Siegeln aufgebrachten Bandverschluß ist es zur schnellen Einführung bei den Verbrauchern erforderlich, daß der Bandverschluß die Entnahmeöffnung im Behälterdeckel passend und genau versiegelt und beim öffnen des Verschlusses dieser sofort vom Dosendeckel entfernbar ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der einleitend beschriebenen Art,insbesondere für die Herstellung von Behälterverschlüssen vorgenannter Ausführung, so auszubilden, daß eine verbesserte Haftfähigkeit zwischen dem Propylenpolymer und der aufgebrachten Lackschicht erreicht wird, welche in ihrer späteren Wirksamkeit auch bei unterschiedlichen Wärmeeinwirkungen während des Aufbringens nicht verändert wird.
Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich das Verfahren durch die folgenden Schritte:
Beschichten einer Metalloberfläche mit einem Lack,
der aus einem Epoxydharz und aus einem Aminoplastharz besteht, in denen ein Anteil von Carboxy!polypropylen-
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harz zur Förderung der Klebkraft und ein Butylenpolymer zur Wärmestabilisierung enthalten ist;
Brennen der Lackschicht zum Aushärten der Beschichtung;
Heißaufsiegelung eines Propylenpolymerbelags auf die gehärtete lackbeschichtete Metalloberfläche und
Abkühlen der heißgesiegelten Beschichtung auf Umgebungstemperatur .
Durch das neue Verfahren werden Veränderungen der Haftfestigkeiten bei polypropylenpolymerbeschichteten Bandverschlüssen, die auf lackbeschichtete Metalldeckel heißaufgesiegelt wurden, wesentlich vermindert und auf Bereiche begrenzt, die für die kommerzielle Einführung gefordert werden.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Lackzusammensetzung besteht im allgemeinen aus einem Epoxydharz, das ein wärmeaktivierbares aminoplastvernetztes Harz enthält, dem geringe Anteile eines klebefördernden carboxylierten Polypropylenharzes und eines wärmestabilisierenden Butylenpolymers beigemischt wurden.
Die zur Herstellung der Lackbeschichtung verwendeten Epoxydharze sind die polymeren Reaktionsprodukte polyfunktionaler Holohydrine mit polyhydrischen Phenolen folgender Strukturformel:
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CHp-CH-CHp-
CH,
OH
UH.
CH
C-CH
wobei X die Zahl der kondensierten Moleküle darstellt. Typische ροIyfunktionale Halohydrine sind Epichlorhydrin, Glyzerin, Dichlorhydrin und dgl. Typische polyhydrische Phenole sind Resorzin und ein 2,2-Bis (4-Hydroxyphenyl)alkan. Das letztere entsteht aus der Kondensation von Phenolen mit Aldehyden und Ketonen einschl. Formaldehyden, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Aceton, Methyläthylketon und dgl., die Verbindungen wie 2,2-Bis (4-Hydroxyphenyl)propan und ähnliche erzeugen. Diese Epoxydharze enthalten gewöhnlich Epoxyd-Endgruppen, aber können Epoxyd-Endgruppen und Hydroxyl-Endgruppen enthalten.
Das Molekulargewicht der Epoxydharze kann durch die relativen Verhältnisse der Ausgangsstoffe ebenso wie durch den Reaktionsverlauf kontrolliert werden.
In der vorliegenden Erfindung werden die Epoxydharze mit relativ hohem Molekulargewicht zur Vorbereitung der Lackschichten verwendet. Im allgemeinen werden Epoxydharze mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht im Bereich von 1.400 bis 5.000 verwendet. Bevorzugte Harze sind die Kondensationsprodukte von Epichlorhydrin und Bisphenol A (Dihydroxy-Diphenyl-Dimethy!methan).
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Die in der vorliegenden Erfindung vorgestellten Aminoplastkondensate sind Harnstoffaldehyd- und Triazinaldehyd-Harze und alkoholmodifizierte Derivate davon, d.h. alkylierte Aminoharze, bei denen das Alkylradikal aus 2 bis 8 Kohlenstoffatomen besteht. Solche Aminoplastharze sind Reaktionsprodukte von Aldehyden, z.B. Formaldehyd, Acetaldehyd und dgl. mit Harnstoff, substituierten Harnstoffen, Thioharnstoffen, Äthylenharnstoff, Memalin, Benzoquanamine, Acetoquanamine und dgl. Die entstehenden methylolsubstituierten Produkte werden mit Alkoholen veräthert, z.B. Isopropanol, Butanol und 2-Äthylhexanol, um Stabilität und organische Löslichkeit zu erhalten. Solche organisch löslichen Aminoplastharze werden für die Verwendung bei dieser Erfindung in Erwägung gezogen, und butylierte Harnstoff-Formaldehydharze sind für die Verwendung bei Lackschichten dieser vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Die als Hilfsstoffe zur Wärmestabilisierung geeigneten Butylpolymere der vorliegenden Erfindung sind kommerziell erhältliche Produkte und werden durch die Polymerisation von Butylen hergestellt. Die für die Anwendung der vorliegenden Erfindung zweckmäßigen Butylenpolymere sind Polybutylene und Polyisobutylene, die einen relativ weiten Bereich der Molekulargewichte von etwa 300 bis 2.500, vorzugsweise den Bereich von etwa 300 bis etwa 1.000; aufweisen. Es wurde festgestellt, daß Butylenpolymere von entweder sehr kleinem Molekulargewicht, z.B. wesentlich unter 300, oder sehr hohem Molekulargewicht, z.B.
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wesentlich über 2.500, weniger geeignet sind für die Verwendung gemäß vorliegender Erfindung; denn diese Polybutylene haben begrenzte Löslichkeit in den Lackansätzen, denen sie beigemengt sind.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete carboxylierte Polypropylenharz wird durch Einimpfen einer ungesättigten Dicarbonsäure oder eines Anhydrids in eine Polypropylen-"Basis" unter Verwendung hochenergetischer Strahlung oder eines Peroxykatalysators hergestellt, wie er in der GB-PS 1 020 7^0 beschrieben ist. Ungesättigte Dicarbonsäuren oder -anhydride, die zur Herstellung der carboxylmodifizierten Polypropylenharze verwendet werden, enthalten Malein, Tetrahydrophthalsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Nadic, Methylnadic und deren Anhydride, vorzugsweise Maleinanhydrid.
Der Gehalt an ungesättigter Dicarbonsäure oder -anhydrid, das in die Polypropylen-"Basis" eingeimpft werden kann, umfaßt etwa 0,05 bis etwa 10 Gew.?, bezogen auf das Gesamtgewicht des geimpften Polymers, und vorzugsweise umfaßt der Gehalt an eingeimpfter Dicarbonsäure oder -anhydrid etwa 0,1 bis etwa 5%.
Wenn das carboxylmodifizierte Polypropylenharz als adhäsionsforderndes Hilfsmittel für Lackschichten verwendet wird, kann das Harz von beliebiger Teilchengröße sein, wobei es im allgemeinen Teilchengrößen von 0,05 bis 50 um, vorzugsweise eine
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- 13 Teilchengröße von 35 bis 1IO μπι aufweist.
Der Gehalt an festen Substanzen in der Zusammensetzung der Lackschicht der vorliegenden Erfindung umfaßt etwa 70 bis etwa 90 Gew.? Epoxydharz, vorzugsweise etwa 75 bis etwa 85 Gew.i Epoxydharz, und etwa 5 bis etwa 20 Gev.% Aminoplastharz, vorzugsweise etwa 10 bis 15 Gew.? Aminoplastharz, und etwa 0,05 bis 5 Gew.? carboylmodifiziertes Polypropylenharz, vorzugsweise etwa 1,0 bis etwa 3 Gew.% carboxylmodifiziertes Polypropylenharz, und etwa 0,5 bis 10 GeMi.% Butylenpolymer und vorzugsweise etwa 1,5 bis 7,5 Gew.? Butylenpolymer. Innerhalb des bezeichneten Konzentrationsbereiches für das Butylenpolymer-Hilfsmittel ist der Gehalt von Butylenpolymer, das dem Lack beigemengt ist, umgekehrt proportional zu seinem Molekulargewicht, d.h. eine geringere Konzentration von höherem Molekulargewicht Butylenpolymer wird der Lackschichtzusammensetzung im Vergleich zu einem geringeren Molekulargewicht Butylenpolymer beigemengt sein.
Zur Herstellung der Lackschichtzusanunensetzung der vorliegenden Erfindung werden die Epoxydharz- und die Aminoplastharzkomponenten in einem Lösungsgemisch gelöst wie eine Mischung aus Ketonen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, bis diese Komponenten vollständig gelöst sind.
Geeignete Ketone, die als Lösungsmittel für Lackschichtansätze
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auf Epoxydharz-Aminoplastharz-Basis dienen können, umfassen Methyläthylketon, Methylisobutylketon, Isophoron, Cyclohexanon, Diacetonalkohol und Diisobutylketon. Aromatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, die als Lösungsmittel für Lackschichtansätze auf Epoxydharz-Aminoplastharz-Basis geeignet sind, umfassen Benzol, Toluol, Xylol und kommerziell erhältliche aromatische Naphthamisehungen, wie Solvesso 100 oder 150. Ein Beispiel eines zweckmäßigen Ätheralkohols ist Butylencellosolve, und ein Beispiel eines zweckmäßigen Ätheralkoholesters ist Cellosolveacetat.
Alterungsschutzmittel und thermische Stabilisatoren können ebenfalls im Epoxydharz-Aminoplastharzansatz zur Verhinderung der Oxydation von carboxylmodifiziertem Polypropylenharz während des Einbrennens und des Härtens der Lackschicht nach dem Aufbringen auf die Metalloberflächen enthalten sein. Alterungsschutzverbindungen, die sich bei Anwendung der vorliegenden Verbindung als zweckmäßig erwiesen haben, umfassen "behinderte" Phenolverbindungen, wie Irganox 1010, Tetrakis (Methyl 3-(3'» 5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat), die im Lackschichtansatz bei Konzentrationeam Bereich von ungefähr 0,1 bis 1,0 Gew.? auf der Basis des Feststoffgehaltes des Lackes enthalten sind. Schmiermittel, wie Polyäthylendispersionen, können ebenfalls in dem Lack enthalten sein. Diese werden zum Umformen der lackbeschichteten Metallplatten bei derFertigung der Behälterdeckel gefordert.
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Nach dem Verfahren der US-PS H 012 270 ist das carboxylierte Polypropylenharz vorzugsweise zuerst in einem wärmer als 1000C heißen organischen Lösungsmittel gelöst, das aus aliphatischen Alkoholen, Säuren und Kohlenwasserstoffen gewählt wurde und zumindest 10 Kohlenstoffatome enthält.
Das carboxylierte Polypropylenharz wird dem organischen Alkohol, der Säure oder dem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel bei Konzentrationen von etwa 1 bis etwa 30 Gew.?, vorzugsweise etwa 2 bis etwa 10 Gew.?, hinzugefügt. Nach Hinzufügung des Harzes zum Lösungsmittel wird das Gemisch auf Temperaturen oberhalb 1000C erhitzt, bis sich das Harz vollständig in dem Lösungsmittel auflöst. Die carboxylierte Polypropylenharzlösung wird dann zur Herstellung der Lackschichtzusammensetzung dem Epoxyd-Aminoplastharzansatz zugefügt.
Vorzugsweise befindet sich das carboxylierte Polypropylen bei Temperaturen oberhalb von 1000C, wenn es dem Lackschichtansatz zugefügt wird.
Organische Alkohole, die zur Herstellung der Lösung des carboxy lierten Polypropylenharzes zur Einmischung in den Epoxyd-Aminoplastharzansatz zur Herstellung des Lackschichtansatzes der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind lange Ketten, gesättigte und ungesättigte, aliphatische Monohydroxyalkohole
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mit der allgemeinen Formel R-OH, wobei R eine gerade oder verzweigte verkettete gesättigte oder olefinische ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist. Anschauliche Beispiele solcher Alkohole sind Decylalkohol, Tridecylalkohol, Laurylalkohol, Tetradecylalkohol, Cetylalkohol, Oleylalkohol, Linoleylalkohol, Palmitoleylalkohol, Arachidylalkohol, Stearylalkohol, Benhenylalkohol, Arachidonylalkohol, Myristoleylalkohol und Gemische dieser Alkohole.
Organische Säuren, die als Lösungsmittel für carboxylierte Polypropylenharze verwendet werden können, umfassen gesättigte und olefinische ungesättigte aliphatische Säuren mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, wie Fettsäuren, wie Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure und Arachinsäure, Undecylensäure, Myristolinsäure, Palmitoleinsäure, Oleinsäure, CetOleinsäure und Eureinsäure und Gemische diser Säuren.
Aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 10 oder mehr Kohlenwasserst off atomen, die als Lösungsmittel für carboxylierte Polypropylenharze verwendet werden können, enthalten gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Decan, Iodecan, Pentadecan, Nephthadecan, Nonadecan und Gemische dieser Kohlenwasserstoffe, wie Kerosin und Mineralöl, ebenso wie ungesättigte Kohlenwasserstoffe und
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besonders ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit olefinischer Ungesättigtheit, wie Undecan, Tridecan und Pentadecan.
Die Lackzusammensetzungen dieser Erfindung können bei einem Festsubstanzgehalt von etwa 20 bis 30 Gew.Ji, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Lackzusammensetzung befriedigend aufgetragen werden. Im allgemeinen wird ein Festsubstanzgehalt von 30 bis 50 Gew.? bevorzugt. Die Lackzusammensetzungen der vorliegenden Erfindungen können mit Hilfe der konventionellen in der Beschichtungsindustrie verwendeten Verfahren befriedigend aufgetragen werden. Zur Beschichtung der in der Behälterherstellung verwendeten Metallplatten sind jedoch Gravuroder direkte Walzenbeschichtung bevorzugte Methoden, da das gewünschte Schichtgewicht leicht und bequem in einer einzigen Schicht aufgetragen werden kann. Sprühen, Eintauchen und Fließbeschichtung sind ebenfalls zweckmäßige Methoden zum Auftragen der Schichtdispersion.
Nach dem Auftragen der Lackschicht erfolgt das Aushärten durch Erhitzen des aufgetragenen Substrats bei Temperaturen von etwa 177°C bis etwa 260°C für eine Dauer zwischen etwa 20 Minuten und etwa 1 Minute, wobei die Bedingungen bei 8 bis 10 Minuten bei etwa 213°C bevorzugt werden.
Das bevorzugte Schichtgewicht für beschichtete Metalldeckel, auf die ein Propylenpolymerbelag eines Bandsiegelverschlusses heiß aufgesiegelt werden kann, liegt im Bereich von
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etwa 0,39 bis 1,55 mg der trockenen Schicht pro cm2 der Substratoberfläche für eine lackierte Oberfläche, auf die der Propylenpolymerbelag heißgesiegelt werden kann.
Propylenpolymerbeläge, die nach Anwendung der vorliegenden Erfindung mit der lackbeschichteten Oberfläche verbunden werden können, enthalten Polypropylen und Propylen-Äthylencopolymere mit einem Gehalt von etwa 1 bis 10$ Äthylen.
Der Propylenpolymerbelag wird mit der carboxylmodifizierten polypropylenbeschichteten Oberfläche durch Heißsiegeln bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1770C bis etwa 2050C verbunden. Das Heißsiegeln kann nach irgendeiner dem Stand der Technik entsprechenden Art durchgeführt werden, wie mit beheizten Preßplatten oder Metallbacken mit Widerstandsdrahtheizung oder Induktionsheizung bei Haltezeiten von 0,1 Sekunden bis 5 Sekunden.
Nachdem der Propylenpolymerbelag heißgesiegelt und mit der lackbeschichteten Metalloberfläche verbunden ist, kann die gesamte Anordnung auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden.
Zur Darstellung der Durchführung der vorliegenden Erfindung sind die folgenden Beispiele angegeben. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß die Beispiele dem Zweck der Darstellung dienen, und die Erfindung nicht auf die darin genannten spezifischen Materialien oder Bedingungen begrenzt wird.
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Beispiel I
Es wurde ein Lackschichtansatz auf Epoxydharzbasis vorbereitet, der aus 40 Gew.* Festsubstanz, bestehend aus 85 Teilen Digycidyläther von Bisphenol A und 15 Teilen eines butylierten Harnstoff -Formaldehyds, suspendiert in einer organischen Lösungsmittelmischung von 25 Teilen Xylen, 25 Teilen Methylisobutylketon, 30 Teilen Diacetonalkohol und 20 Teilen Butylenalkohol, zusammengesetzt ist. Zu 150 Teilen des Lackschichtansatzes wurde Hercoprime A-35 (Warenzeichen) in der Form einer heißen Lösung in ALFOL 1216 hinzugefügt.
Zum Ansatz von Harzlösungen mit einer Konzentration von 6 Gev.% wurden die heißen Lösungen durch Hinzufügen von 0,6 Teilen Hercoprime A-35 zu 10 Teilen ALFOL 1216 (Warenzeichen) angesetzt. Hercoprime A-35 ist ein maleinanhydridmodifiziertes Polypropylenharz mit einer inneren Viskosität von etwa 1,7, einem Carboxylgehalt von 0,6? bis 1,0?, einem Bereich der Teilchendurchmesser von 35 bis 50 um und einer Wichte von 0,9.
ALFOL 1216 ist ein Gemisch aus C12 -C-Ig aliphatischen Alkoholen mit folgender Zusammensetzung:
Alkohol Gewichtsprozent
Dodecal (C12) 66
Myristyl (C1^) 24
Cetyl (C16) 8
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Das ALFOL 1216-Hercoprime-Gemisch wurde auf 165°C für 2 Stunden erhitzt, so daß sich das Hercoprime während dieser Zeit in dem ALFOL auflöste. Die heiße Lösung wurde dann bei 165°C langsam einer schnell geschüttelten Lösung von 150 Teilen eines Lackschichtansatzes auf Epoxydharzbasis hinzugefügt.
Dem carboxylierten polypropylenmodifizierten Lackschichtansatz wurde Butylenpolymer in Konzentrationen von 1,5 bis 7,2 Gew.J», bezogen auf den Festsubstanzgehalt des Lackschichtansatzes, als Lösung in Methyläthylketon bei einer Konzentration von etwa 33 Gew./? hinzugefügt. Die physikalischen Eigenschaften des Butylenpolymers sind unten aufgeführt:
Physikalische Eigenschaften L14 L50* LlOO HlOO H1900
Mittleres Molekulargewicht 320 420 460 920 2300 Viskosität
CS ca. 38°C 30 109 218
CS ca. 99°C - - - 213 4225
Fließpunkt 0C -51 -40 -35 -6,7 18,3
Flammpunkt 0C 155 I63 l65 232 307
Wichte 60/60 O.837 O.851 0.857 O.89O 0.906
Dichte g/cm2 0.835 0.848 0.855 0.888 0.904.
* Polybutylen
Danach wurden dem Ansatz 38,8 Teile Cellosolveacetat als Lösungsmittel zum Einstellen der Fließ- und Viskositäteigenschaften des modifizierten Lackansatzes hinzugefügt, um die
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für kommerzielle Lackspezifikationen geforderten Werte, nämlich eine 50-Sekunden-Viskosität, Zahn 2 Becher, zu erreichen.
Der Lackschichtansätζ wurde mit Hilfe einer Zug- oder Rakelstange auf die Oberfläche einer Platte aus 43 kg zinnfreiem Stahl bei einem Gewicht der getrockneten Schicht von 0,45 bis 0,70 mg/cm2 der Stahloberfläche aufgebracht.
Nach dem Auftragen des modifizierten Lackansatzes wurde die beschichtete Platte in einem Ofen in einer Vorheizzone bei l49°C für 2 Minuten gebrannt, um die Platte auf Temperatur zu bringen und dann bei 23O0C für 8 Minuten in die Brennzone des Ofens überführt, um die Lösungsmischung zu verflüchtigen und die Harzfestsubstanzen zu einer harten Lackschicht auszuhärten.
Nach dem Abkühlen wurde die lackbeschichtete Platte in Streifen von 2,54 χ 10,16 cm geschnitten. Ein Verschlußglied in Laminatstruktur mit einer Aluminiumfolie von 2,0 bis 4,0 mm, die mit einer 1,5 bis 2,0 mm starken Schicht eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 0,55 und einer Dichte von 0,90 versehen war, wurde auf die lackbeschichteten Streifen bei 204°C heiß-aufgesiegelt, wobei der Polypropylenbelag auf die lackbeschichtete Oberfläche bei einer Haltezeit von 4 Sekunden mit einem Druck von 27,5 — »aufgepreßt wurde. Das auf den Streifen
• cmz
aufgesiegelte Verschlußteil wurde auf Raumtemperatur abgekühlt.
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Der heißaufgesiegelte Teil des Verschlußgliedes wurde dann zur Bestimmung der Haftkraft, die zur Trennung des Verschlußgliedes von der lackbeschichteten Lasche zu überwinden ist, geprüft. Die für die kommerzielle Annahme erforderlichen Haftfestigkeiten liegen im Bereich von 7,0 bis 15,8 ~. Die Prüfung wurde unter
\s in
Verwendung eines Amtor-Haftprüfers durchgeführt, der eine konstante Zuggeschwindigkeit von 30,5 cm/min auf das Verschlußglied aufbringt. Die zur Trennung des Verschlußgliedes nach einem gleichmäßigen Brennen geforderten Kräfte sind in untenstehender Tabelle I zusammengefaßt.
Das Verfahren nach Beispiel I wurde dann mit der Ausnahme wiederholt, daß während des Brennens der lackbeschichteten Platten diese der Vorbrennzone für zusätzliche 4 Minuten zur Simulierung eines Ofenstopps ausgesetzt wurden. Die zur Trennung des Verschlußgliedes nach einer ausgedehnten Ofenverweilzeit in der Vorheizzone nach dem Ofenstopp zu überwindenden Haftkräfte sind ebenfalls in Tabelle I dargestellt.
Für Vergleichszwecke wurde das Verfahren nach Beispiel I mit der Ausnahme wiederholt, daß ein Butylenpolymer nicht der Lackschicht beigemengt war oder ein nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthaltener Hilfsstoff für das Butylenpolymer im Lackschichtansatz substituiert war. Die zur Trennung des Verschlußgliedes in diesen Vergleichsreihen zu überwindenden Haftkräfte sind ebenfalls in Tabelle I dargestellt und mit dem Symbol "C" bezeichnet.
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Tabelle I
(D Mittlerer Haftwert (N/cm
Reihe
Nr.		 INDOPOL
Hilfsmittel		 Gew.? 8 nach gleichmäßigem
Brennen		 nach Ofen
stopp
1 L-50 3,6 23,3 14,5 12,4
2 L-100 3,6 20,0 24,7 21,9
3 L-100 5,4 17,9 19,8
4 L-100 7,2 12,9 16,6
5 L-14 5,4 49,0 40,8
6 H-1900* 1,5 22,6 12,9
7 H-1900* 3,0 12,9 6,3
Cl Keine (Kontrolle) - 11,6 2,5
C2 Dixyläthan 13,1 3,9
C3 Olyolalkohol 13,8 6,8
C4 Isopar M
(Kerosin)*		 16,5 5,8
C5 Mineralöl **
(1) Durchschnitt von 5 Prüfungen
* Verursacht mangelhafte Benetzung ** Keine Benetzung (unverträglich)
Die Werte in Tabelle I zeigen, daß durch Hinzufügen von 1,5 bis 7,2 Gew.% Butylenpolymer zur Lackschicht die geringen Haftwerte, die mit Platten bei Ofenstopps auftreten, vermieden werden.
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Beispiel II
Das Verfahren nach Beispiel I wurde unter Verwendung von L-50 als Stabilisierungshilfsstoff mit einer Konzentration von 5,4 bis 7,2 Gew.S? wiederholt. Die nach einem gleichmäßigen Brennvorgang und nach einem simulierten 3-Minuten-Ofenstopp in der Vorheizzone ermittelten Haftwerte sind in untenstehender Tabelle II dargestellt.
Tabelle II
Nach gleichmäßigem Brennen
% Mittlerer Bereich
Reihe Polybutylen Haftwert der Haftwerte Nr. L-50 N/cm N/cm
1 O 16 ,5 1 ,1 - 24 ,5 14 ,7
2 5 4 12 ,8 4 ,9 - 19 ,3 12 ,4
3 7,2 13 ,5 ■=r ,9 - 16 ,8 12 ,6
Nach Ofenstopp
Mittlerer Bereich der Haftwert Haftwerte
N/cm N/cm
12,9 - 17,9 9,8 - 13,7 8,8 - 15,8
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Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE
    DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE
    BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN
    Ansprüche
    1. Verfahren zum Aufbringen eines Propylenpolymers auf eine lackierte Metalloberfläche, gekennzeichnet durch :
    Beschichten einer Metalloberfläche mit einem Lack, der aus einem Epoxydharz und aus einem Aminoplastharz besteht, in denen ein Anteil von Carboxylpolypropylenharz zur Förderung der Klebkraft und ein Butylenpolymer zur Wärmestabilisierung enthalten ist;
    Brennen der Lackschicht zum Aushärten der Beschichtung;
    Heißaufsiegelung eines Propylenpolymerbelags auf die gehärtete lackbeschichtete Metalloberfläche und
    Abkühlen der heißgesiegelten Beschichtung auf Umgebungstemperatur.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Butylenpolymer ein Molekulargewicht von etwa 300 bis 2.500 hat.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Butylenpolymer ein Molekulargewicht von etwa 300 bis 1.000 hat.
    L J
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    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Butylenpolymer ein Polybutylen ist,
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Butylenpolymer ein Polyisobutylen ist.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Carboxy1-modifizierte Polypropylenharz ein Reaktionsprodukt aus Polypropylen und Dicarbonsäure oder -anhydrid ist, welches etwa 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent Carboxylgruppen enthält.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ungesättigte Anhydrid ein Maleinsäureanhydrid ist.
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lackschicht aus einem Epoxydharz und einem Harnstoff-Formaldehyd-Harz besteht.
    9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lackschicht ein Gemisch aus Pestsubstanzen ist, das aus etwa 70 bis etwa 90 Gewichtsprozent eines Epoxydharzes, aus etwa 5 bis etwa 25 Gewichtsprozent eines Harnstoff-Formaldehyd-Harzes, aus etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines Carboxy1-Polypropylen-Harzes und aus
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    etwa 1,5 bis 10 Gewichtsprozent eines Butylenpolymer-Harzes besteht.
    10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Propylenpolymer ein Polypropylen ist.
    11. Lackzusammensetzung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß sie etwa 70 bis etwa 90 Gewichtsprozent eines Epoxydharzes, etwa 5 bis etwa 25 Gewichtsprozent eines Harnstoff-Formaldehyd-Harzes, etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines Carboxy1-Polypropylen-Harzes und etwa 1,5 bis 10 Gewichtsprozent eines Butylenpolymer-Harzes aufweist.
    12. Lackzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Butylenpolymer ein Molekulargewicht von etwa 300 bis 2.500 hat.
    13. Lackzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Butylenpolymer ein Molekulargewicht von etwa 300 bis 1.000 hat.
    I1J. Lackzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Butylenpolymer ein Polybutylen ist.
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    15. Lackzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Butylenpolymer ein Polyisobutylen ist.
    16. Lackzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennz eichnet, daß das carboxylierte Polypropylenharz ein Reaktionsprodukt aus Polypropylen und einer ungesättigten Dicarbonsäure oder -anhydrid ist, welches etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichtsprozent Carboxylgruppen enthält.
    17. Lackzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennze ichnet, daß das ungesättigte Anhydrid ein Maleinsäureanhydrid ist.
    18. Lackzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Butylenpolymer ein Molekulargewicht von 300 bis 2.500 hat.
    19· Lackzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Butylenpolymer ein Molekulargewicht von 300 bis 1.000 hat.
    130061/0330
DE19813101084 1980-01-16 1981-01-15 "verfahren zum aufbringen eines propylenpolymers auf eine lackierte metalloberflaeche sowie lackzusammensetzung zur durchfuehrung des verfahrens" Granted DE3101084A1 (de)

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DE3101084C2 (de) 1989-11-02
ATE4123T1 (de) 1983-07-15
EP0034841B1 (de) 1983-07-13
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