DE1278300B - Verfahren zur Oberflaechenpraegung von Metallblechen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 44 c

Deutsche KL: 75 b-11

Nummer: 1278 300

Aktenzeichen: P 12 78 300.5-45 (R 38249)

Anmeldetag: 30. Juni 1964

Auslegetag: 19. September 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenprägung von Metallblechen bzw. -bändern, bei dem auf die Oberseite eines Metallblechs bzw. -bands eine praktisch gleichmäßige Schicht eines trockenen Pulvers aufgebracht und darüber ein zweites Metallblech bzw. -band zu einem zusammengesetzten Paket aufgelegt wird, welches dann zwischen zwei Druckwalzen mit glatten Walzenballen gewalzt und danach unter Entfernung des Pulvers wieder in seine Einzelschichten auseinandergenommen wird.

In neuerer Zeit finden Metallbleche, insbesondere aus rostfreiem Stahl, architektonische Verwendung für Wandverschalungen od. dgl. Die glatte, meist spiegelglatte Oberfläche derartiger Bleche vermittelt jedoch einerseits ein oft nicht ansprechendes Aussehen und andererseits ist auch die Spiegelwirkung störend bzw. unerwünscht.

Es sind bereits verschiedene Verfahrensentwicklungen zur Ausbildung von Mustern und Strukturen auf der Oberfläche von Metallmustern bekanntgeworden. So ist es bekannt und bisher üblich, Metallblech dadurch einer musterbildenden Endbehandlung zu unterwerfen, daß das Blech entweder zwischen zwei mit einer bemusterten bzw. profilierten Oberfläche versehenen Walzen oder zusammen mit einer Matte aus Faserglas, Stahlwolle oder anderen Stoffen zwischen zwei Druckwalzen mit glatter Oberfläche hindurchgeführt wird. Beim erstgenannten Verfahren liegen die hauptsächlichen Nachteile in den Unterhaltungs- und Bearbeitungskosten für die Walze und in der dauernden Wiederholung des Musters, während im zweitgenannten Fall darüber hinaus das sich ergebende Muster auf das Ausmaß beschränkt ist, in welchem ein unregelmäßiges Muster auf das Metallblech aufgebracht werden kann.

Weiterhin ist bereits die Verwendung eines zwischen zwei mit Mustern zu versehene Bleche zwischengelegten, gesonderten blattförmigen Musterträgers bekannt, doch wird dieses ebenfalls verhältnismäßig kostspielige Verfahren genau wie die anderen genannten bisherigen Verfahren auf Grund der ihnen eigenen Nachteile nicht in großem Umfang angewendet.

Es wurde auch bereits ein Verfahren zum Herstellen von Metallblechen mit einem Reliefmuster vorgeschlagen, bei dem zwischen zwei zu verzierende Bleche ein Musterbildner gebracht und das Schichtpaket zwischen zwei Druckwalzen mit glatter Oberfläche hindurchgeführt wird, worauf die Bleche wieder getrennt und der Musterbildner entfernt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als musterbildendes Element eine Pulverschicht aufgebracht und darauf eine Flüssigkeit wahllos aufgetropft wird. Dieses Ver-Verfahren zur Oberflächenprägung
von Metallblechen

Anmelder:

Republic Steel Corporation,

Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. phil. G. Henkel

und Dr. rer. nat. W.-D. Henkel, Patentanwälte,

8000 München 90, Eduard-Schmid-Str. 2

Als Erfinder benannt:
Richard Albert Cordray, Hinkley, Ohio;
Sheridan Rüssel Crooks, Cleveland, Ohio
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 9. August 1963 (301141)

fahren, mit dem auf einfache Weise ein farnartiges, breitflächiges und unregelmäßiges lebendiges Muster erzielt wird, das ein gefälliges, geschmackliches Aussehen der Außenfläche der Dekorbleche gewährleistet, soll mit der Erfindung noch wesentlich einfacher gestaltet werden.

Die im wesentlichen in der verfahrensmäßigen Weiterentwicklung dieses bereits vorgeschlagenen Verfahrens liegende Aufgabe der Erfindung wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein fließfähiges PuI-ver in einer Schichtdecke von etwa 1 bis 50 g/0,09 m² auf die Oberseite des Metallblechs bzw. -bands aufgebracht und das Paket mit einer Geschwindigkeit von 7,6 bis 61 m/min gewalzt wird.

Dabei liegt eine zweckmäßige Ausgestaltung dieses Verfahrens darin, daß ein Pulver von praktisch der Härte, der damit behandelten Metallbleche bzw. -bänder verwendet wird.

Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte technische Fortschritt liegt in erster Linie in einer noch vergrößerten Wirtschaftlichkeit und Vereinfachung des Herstellungsverfahrens, in dem nämlich die Kontrolle des Aufsprühens der Benetzungsflüssig-

809 617/164

3 4

keit entfällt und die Reinigung der Dekorbleche nach reiche nach Art eines Tiefenreliefs in den Blechen dem Einwalzen des Musters erleichtert wird. Im durch Verdrängung von Metall dieser Bleche, sonerfindungsgemäß trocken arbeitenden Verfahren dem verleiht diesen Bereichen auch ein stumpfes bzw. braucht das Pulver von den Blechen nur abgelegt zu mattes Aussehen. Nach dem Hindurchführen des werden und kann auch wieder verwendet werden. 5 Verbundstapels zwischen den Druckwalzen werden Darüber hinaus wird aber auch hinsichtlich des die Bleche voneinander getrennt und wird das Pulver Strukturmusters selbst eine wesentliche Verbesserung von den gemusterten Flächen zurückgewonnen, sq erzielt, da sich das trockene Pulver in der erfindungs- daß es anschließend für einen nachfolgenden Mustegemäßen frei fließfähigen Form besser über die Ge- rungsvorgang wieder verwendet werden kann, samtfläche des Metallblechs erstreckt und das von der io Die zwischen den beiden Blechen eingeschlossene zwischen den Blechen eingeschlossenen Luft fließend Luft gewährleistet infolge der Wirkung des während bewegte Pulver wesentlich weniger zu Anstauungen des Walzens der Bleche in Fließbewegung geratenen neigt, gleichmäßig ist und auch weniger leicht ver- Pulvers das im folgenden genauer beschriebene neuwischt, artige Muster. Wegen des Zusammenpressens des sich Schließlich ist beim trockenen Pulver die Einfluß- 15 fließfähig bewegenden Pulvers beim in einer Richtung möglichkeit auf die Art der Musterbildung z. B. durch erfolgenden Hindurchführen der Bleche zwischen den Verwendung verschiedenster metallischer oder nicht- Walzen wird das Pulver entgegengesetzt zur Bewemetallischer Pulverarten größer. Damit kommt auch gungsrichtung der Bleche verdrängt. Hierdurch wird der generelle Vorteil der unregelmäßigen farnartigen dem endgültigen Muster ein deutliches »Gefüge« bzw. Muster noch stärker zum Tragen, nachdem auch der ao Vorzugsrichtung parallel zur Bewegungsrichtung der Einbau von Teilen eines solchen Blechs in eine Relief- Bleche verliehen. Es wird allerdings nicht das ganze wand ohne Beeinträchtigung des Gesamteindrucks Pulver in Axialrichtung verdrängt, sondern ein Teil erleichtert wird. desselben bewegt sich unter einem Winkel gegenüber Ein Beispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Bewegungsachse seitlich auswärts und führt zur von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt 25 Hervorbringung von farnartigen Zweigen des Musters. F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der einzelnen Gemäß F i g. 1 besteht der allgemein mit 1 bezeich-Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei wel- nete Verbundstapel aus einer oberen und einer untecher Teile des oberen Metallblechs zwecks Darstel- ren Metallblechplatte S bzw. 5", zwischen denen, wie lung des Zustands der Bleche und des Musterpulvers an der linken Seite von F i g. 1 ersichtlich ist, auf dem vor und nach dem Hindurchleiten zwischen Druck- 3° unteren Blech S' eine Schicht aus metallischem oder walzen weggebrochen sind, nichtmetallischem Pulver P gleichmäßig aufgebracht F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines nach dem worden ist. Der fertige Verbundstapel wird dann zwierfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, mit sehen glattflächigen Walzen R und R^f hindurchge-Strukturmuster versehenen Metallblechs und führt, wobei durch den auf das zwischen den zusam-F i g. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 in 35 mengepreßten Blechen befindliche fließfähige Pulver Fig. 2, aus welchem die aneinander angrenzenden, ausgeübten Druck das an der rechten Seite von Fig. 1 das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge- veranschaulichte Strukturmuster hervorgebracht wird, stellte Muster bildenden erhabenen und vertieften Ersichtlicherweise wird dieses nach dem erfindungs-Bereiche ersichtlich sind. gemäßen Verfahren hervorgebrachte Strukturmuster Das wahllos verlaufende Strukturmuster wird da- 40 genauestens auf beiden der einander zugekehrten Flädurch auf den Metallblechen hervorgebracht, daß zu- chen der Blechplatten S und S' wiederholt, so daß die nächst ein aus zwei Metallblechen bestehender Ver- einander gegenüberliegenden Muster spiegelgleich bundstapel mit einem zwischen den Blechen einge- sind.

brachten Musterpulver bzw. Musterbildner aus metal- In dem in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäß

lischem oder nichtmetallischem Pulver gebildet wird. 45 hergestellten Strukturmuster sind die erhabenen, glän-Dieser Verbundstapel wird anschließend zwischen zenden Bereiche 2 als farnartige bzw. dendritenähnzwei glattflächigen Walzen hindurchgeführt, wobei liehe Muster erkennbar, die sich im wesentlichen das zwischen den beiden Blechen eingeschlossene längs der einen Achse des Blechs 5" erstrecken. Alle Pulver zu fließen beginnt, sobald während des Wal- angrenzenden erhabenen, glänzenden Bereiche 2 sind zens eine Verdichtung der eingeschlossenen Luft 5° jeweils durch vertiefte Tiefenrelief- bzw. Intagliostattfindet. Diese Fließbewegung des Pulvers ermög- bereiche 3 voneinander getrennt, die mit den glänzenlicht eine Verlagerung sowie die Ausbildung von den erhabenen Bereichen Kontraste bildende stumpfe Fließbahnen bzw. -figuren der Pulvermasse, wobei bzw. matte Oberflächen besitzen. Die Bereiche 2 des die einander zugekehrten Blechoberflächen beim Hin- Blechs sind durch das Pulver P weder mattiert noch durchführen durch die Druckwalzen in Übereinstim- 55 wesentlich in ihrer Stärke reduziert worden, da das mung mit diesen Fließbahnen eingeprägt bzw. mit Pulver infolge der Verdichtung der zwischen den ge-Strukturmuster versehen werden. Diejenigen Bereiche walzten Blechen eingeschlossenen Luft in Fließbeweder Metallbleche, die infolge der vorstehend erwähn- gung versetzt worden ist, so daß das über den erhabeten Fließbewegung frei von jeglicher Pulveransamm- nen Bereichen befindliche Pulver durch den WaIzlung sind, behalten ihre ursprüngliche Stärke sowie 60 druck verdrängt und nicht in die nunmehr die erhabeihr ursprüngliches glänzendes Aussehen bei, während nen Bereiche bildenden Flächenabschnitte des Blechs die unmittelbar unter und über den Pulveransamm- eingedrückt wurde.

lungen befindlichen Stellen während des Walzens zu- Jeder der erhabenen, glänzenden Bereiche weist

sammengepreßt werden, so daß eingedrückte bzw. mehrere gegenüber dem Mittelsteg bzw. Rippe der tiefenreliefartige Bereiche mit stumpfem bzw. mattem 65 glänzenden Bereiche schräg verlaufende Verzweigun-Aussehen hervorgebracht werden. Ersichtlicherweise gen bzw. Blätter 4 auf. Ersichtlicherweise sind zwiführt die dem verwendeten Pulver eigene Musterungs- sehen jedem dieser Blätter bzw. Verzweigungen 4 wirkung nicht nur zu einem Einstechen vertiefter Be- kleinere, Täler, in der Blechoberfläche bildende Ver-

tiefungen bzw. Intagliobereiche 5 vorhanden, die jedoch nicht annähernd so tief sind wie die vorher beschriebenen Tiefenrelief- bzw. Intagliobereiche 3.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nicht nur rostfreier Stahl, sondern u. a. auch Aluminium oder auch normales Stahlblech zufriedenstellend mit einem Strukturmuster versehen werden. Es hat sich gezeigt, daß zur Hervorbringung unterschiedlicher Mustereffekte verschiedenartige Pulverarten verwendet werden können.

Zur Ausbildung derartiger Strukturmuster kann ein beliebiges einer Vielzahl metallischer oder nichtmetallischer Pulver verwendet werden. Die Härte des verwendeten Pulvers sollte nahezu der Härte des zu musternden Metalls entsprechen und vorzugsweise größer sein, ersichtlicherweise kann jedoch das Strukturmuster auch unter Verwendung von Pulvern hervorgebracht werden, die weicher sind als die jeweiligen Bleche, beispielsweise kann Aluminiumpulver zum Bemustern von rostfreiem Stahl benutzt werden. Beispiele für Pulver, die erfolgreich zur Musterbildung verwendet wurden, sind Siliziumoxyd, Tonerde, Zement, Schamotte, rostfreier Stahl, Eisen und Nickel. Neben dem Erfordernis der Härte ist es notwendig, daß das Pulver in gewissem Ausmaß fließfähig ist. Größere Sandteilchen beispielsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu vermeiden, da sie schwer in Fließbewegung zu versetzen sind und daher überhaupt kein Muster ergeben, sondern lediglich die Blechoberfläche mattieren.

Es hat sich gezeigt, daß die Größe des Walzdrucks und somit die beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgende Dickenreduktion des Blechs die Qualität des mit dem Muster versehenen Blechs beeinflußt.

Als günstiger Bereich für die Dickenabnahme hat sich eine Verringerung von 2 bis 7 % erwiesen, obgleich auch höhere oder niedrigere Walzdrucke unter gleichzeitiger Beeinträchtigung der Qualität des Musters angewandt werden können. Falls dieser Bereich nicht eingehalten wird, tritt entweder ein unzureichendes Eindrücken in das Metall oder ein Verziehen des Metalls und eine Verformung beider Seiten des Blechstreifens auf.

Von besonderer Wichtigkeit bei der Steuerung der Herstellung des mit Strukturmuster versehenen Blechs ist auch die Walzgeschwindigkeit des Verbundstapels. Die günstigste Walzen-Umfangsgeschwindigkeit liegt im Bereich von etwa 7,6 bis 61 m/min. Beim Walzen der Bleche mit außerhalb dieses Bereichs liegenden Walzengeschwindigkeiten hat es sich gezeigt, daß schlecht abgegrenzte Muster hervorgebracht werden oder das Metall zum Verschmieren bzw. Verwischen neigt.

Die auf die Bleche aufgetragene spezifische Gewichtsmenge an Pulver hat einen wichtigen Einfluß auf die Musterbildung. Bei Erhöhung des Pulvergewichts pro Flächeneinheit ändert sich das Aussehen des Musters fortlaufend, bis es vergleichsweise breit und stärker ausgeprägt wird. Es ist zu beachten, daß sich das grundsätzliche Aussehen des Musters nicht ändert, sondern nur seine allgemeine Größe bzw. seine Flächigkeit beeinflußt wird. Der kritische Bereich liegt bei etwa 1 bis 50 g Pulver je 0,09 m². Unter gewissen Umständen liegt jedoch die Grenze für die zulässige Pulvermenge innerhalb dieses Bereichs, da das zulässige Pulvergewicht um so höher sein kann, je kleiner die Walzen und je kürzer die Blechstreifen sind. Bei Verwendung von 50 g Pulver auf eine Fläche von 0,1 m² im Fall von durch große Walzen hindurchgeleiteten Blechstreifen ergeben sich sehr ausgeprägte Wölbungen und Verziehungen der Bleche.

Die Korngröße bzw. Korngrößenverteilung, gemessen in der Durchlässigkeit bzw. Oberfläche des zur Ausbildung der Strukturmuster verwendeten Pulvers bestimmt von allen Variablen am stärksten die speziellen Eigenschaften des hervorgebrachten Musters. Wenn beispielsweise 1,6 g Pulver mit einer Durchlässigkeit von 24 s, gemessen mit einem Blaine-Meßgerät für die Durchlässigkeit von Pulverschichten, verwendet werden und die anderen Variablen konstant sind, ergibt sich ein Strukturmuster mit außergewöhnlich feinen Details und zahlreichen Adern bzw. Tälern, das im allgemeinen als feines Muster bezeichnet werden kann. Andererseits ergibt ein Pulver mit einer unter denselben Bedingungen gemessenen Durchlässigkeit von 12 s ein »Großflächiges« bzw. gröberes Muster, bei welchem die feineren Adern oder dergleichen Details fehlen. Pulver mit größeren Korngrößen ergaben zwar etwas schlechtere, aber ebenfalls brauchbare Ergebnisse. Pulver, die eine Durchlässigkeit von nur einigen Sekunden besitzen, ergeben allerdings ein verschmiertes bzw. verwischtes Muster. Es hat den Anschein, als ob ein beträchtlicher Anteil an Feinteilchen oder sehr feinen Teilchen vorhanden sein muß, um ein annehmbares Muster zu erzielen. Gewisse Pulverarten, beispielsweise Tonsorten ergeben bei Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren auch ein zufriedenstellendes Strukturmuster, obgleich sie im wesentlichen undurchlässig sind. Dieses Muster wird jedoch bei zunehmender Feinheit des Pulvers fortlaufend feiner.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Oberflächensprägung von Metallblechen bzw. -bändern, bei dem auf die Oberseite eines Metallblechs bzw. -bands eine praktisch gleichmäßige Schicht eines trockenen Pulvers aufgebracht und darüber ein zweites Metallblech bzw. -band zu einem zusammengesetzten Paket aufgelegt wird, welches dann zwischen zwei Druckwalzen mit glatten Walzenballen gewalzt und danach unter Entfernung des Pulvers wieder in seine Einzelschichten auseinandergenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein fließfähiges Pulver in einer Schichtdicke von etwa 1 bis 50 g/0,09 m² auf die Oberseite des Metallblechs bzw. -bands aufgebracht und das Paket mit einer Geschwindigkeit von 7,6 bis 61 m/min gewalzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver von praktisch der Härte der damit behandelten Metallbleche bzw. -bänder verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 821472;
schweizerische Patentschrift Nr. 204 312.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 617/164 9.68 © Bundesdruckerei Berlin