DE19911477A1

DE19911477A1 - Sandwichanordnung, insbesondere bestehend aus einem geprägten metallischen Kennzeichnungsschild und einer Rückseitenbeschichtung, sowie Verfahren zum Herstellen einer derartigen Sandwichanordnung

Info

Publication number: DE19911477A1
Application number: DE1999111477
Authority: DE
Original assignee: INTRON JENA GES fur DIGITALE; WOLK AG
Current assignee: INTRON JENA GES fur DIGITALE; WOLK AG
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sandwichanordnung, insbesondere bestehend aus einem geprägten metallischen Kennzeichnungsschild und einer Rückseitenverstärkungsschicht, sowie einem Verfahren zum Realisieren einer derartigen Sandwichanordnung, wobei die Rückseitenverstärkung eine Beschichtung aus einem härtenden Kunststoff, vorzugsweise einem ungesättigten Polyester- oder Epoxidharz ist. Weiterhin wird zur Optimierung der Verbundstruktur die metallische Rückseite mit einer Silikatzwischenschicht durch Flammenpyrolyse versehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sandwichanordnung, insbesondere bestehend aus einem geprägten metallischen Kennzeichnungsschild und einer Rückseitenverstärkung sowie ein Verfahren zum Her stellen einer derartigen Sandwichanordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 7.

Kennzeichnungsschilder, insbesondere aus Aluminium, mit einer geprägten Oberfläche sowie einer einseitigen Druckbeschichtung sind in vielfältiger Form bekannt.

Aus Kosten- und Gewichtsgründen werden derartige Schilder aus einem Leichtmetallmaterial, wie oben erwähnt bevorzugt Alumi nium, hergestellt, wobei weiterhin stabilitätserhöhend neben der eigentlichen Kennzeichnungsprägung z. B. am Rand umlaufend eine Sicke vorgesehen ist.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Schilder, insbeson dere dann, wenn freistehend montiert, leicht beschädigt, insbesondere verbogen werden können. Aus diesem Grund wird anwendungsseitig zunächst eine Befestigungsplatte ausgebildet und auf diese das Schild geeignet fixiert, z. B. durch Verschrauben. Der Aufwand hierfür ist jedoch erheblich, da eine entsprechende Platte geschnitten werden muß und die Platte selbst, wenn nicht aus korrosionsfestem Material bestehend, entsprechend vorzubehandeln ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Sandwichanordnung, insbesondere bestehend aus einem geprägten metallischen Kennzeichnungsschild und einer Rückseitenverstärkung, anzu geben, wobei die Rückseitenverstärkung unlösbar und fest auf gebracht ist und hinsichtlich üblicher Befestigungsverfahren des Schildes keine Nachteile aufweist. Insbesondere soll die festhaftende Rückseitenverstärkung mechanisch bearbeitbar sein und gleichzeitig die Rückseite, welche in der Regel unbedruckt ist, vor Korrosion schützen.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Her stellen einer derartigen Sandwichanordnung anzugeben, wobei das Aufbringen der Rückseitenschicht bzw. einer erforderlichen Zwischenschicht mit solchen Parametern geschieht, die eine Beschädigung des Oberflächendrucks des Kennzeichnungsschilds ausschließt. Mit dem Verfahren soll es demnach möglich werden, in üblicher Weise vorgefertigte geprägte Kennzeichnungsschilder nachträglich mit einer entsprechenden stabilitätserhöhenden Verstärkungsschicht zu versehen, wobei die hierfür erforder lichen Aufwendungen in Grenzen zu halten sind.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Anord nung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einem Verfahren, wie es im Patentanspruch 7 definiert ist.

Erfindungsgemäß besteht die Rückseitenverstärkung aus einer aufgebrachten Beschichtung aus einem härtenden Kunststoff, vorzugsweise einem ungesättigten Polyester- oder Epoxidharz. Die ungesättigten Polyester als hochviskose lösliche Produkte werden mit einem reaktionsfähigen monomeren und einem geeig neten Initiator gemischt und so z. B. durch Spritzen oder Gießen auf die Rückseite des Schildes aufgebracht. Durch die Viskose eigenschaften wird die Rückseitenoberfläche auch unter Berück sichtigung der vorhandenen Prägungen im Metall ausgeglichen, wodurch sich eine nahezu gleichmäßige, homogene Oberflächen struktur einstellt.

Bei der Härtung im Sinne einer vernetzenden Kopolimerisation reagiert der Initiator mit den Doppelbindungen des linearen Polyesters und den Doppelbindungen des reaktionsfähigen mono meren, z. B. Styrol, zu einem gesättigten, räumlich hochver netzten Produkt, welches nicht mehr löslich ist.

Zum Optimieren des Masse-Stabilitätsverhältnisses werden die eingesetzten Harze mit Füllstoffen wie z. B. Glasfasern, Glas fasermatten, Chemiefasern, Kreide, Kaolin und/oder Quarzmehl versehen.

Zur Haftungsoptimierung wird zwischen der metallischen Rück seite und der Kunststoffbeschichtung eine dünne Silikatschicht durch Flammenpyrolyse mit einem siliziumorganische Verbindungen enthaltenden Gas-Gemisch aufgebracht. Hierdurch wird die Grenzfläche zwischen metallischer Rückseite und aufzubringender Kunststoffschicht versiegelt. Es erhöht sich des weiteren die Verbundfestigkeit zwischen der metallischen Oberfläche und der Rückseitenbeschichtung, so daß kapillare Spalte in den umlau fenden Randbereichen wirksam verhinderbar sind.

Die Silikatschicht ist bevorzugt eine Pyrosil (eingetragenes Warenzeichen)-Schicht, die Kunststoffbeschichtung der Rückseite liegt bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 1,5 mm. Bereits bei derartigen relativ dünnen Schichtdicken ist durch den entstan denen Verbundwerkstoff eine ausreichende Stabilität bei nur geringer Masseerhöhung gewährleistet.

Das Kunststoffbeschichtungsmaterial kann in üblicher Weise mechanisch bearbeitet werden, so daß nach ausgebildeter Beschichtung z. B. Bohrungen oder dergleichen Aussparungen zum späteren Befestigen der Schilder eingebracht werden können.

Beim Verfahren zum Herstellen der Sandwichanordnung, bestehend aus einem geprägten metallischen Kennzeichnungsschild und einer Rückseitenverstärkung, wird in einem ersten Schritt zunächst ein Reinigen, insbesondere Entfetten der metallischen, z. B. Aluminiumrückseite des Schildes vorgenommen.

Im Anschluß erfolgt ein Versiegeln der Grenzfläche zwischen der metallischen Rückseite und einer später aufzubringenden Kunst stoffverstärkungsschicht durch eine Silikatzwischenschicht mittels kurzzeitiger Reaktiv-Beflammung.

So wird die Silikat-, insbesondere Pyrosil (eingetragenes Warenzeichen)-Schicht durch Flammenpyrolyse mit einem sili ziumorganische Verbindungen enthaltenden Gas-Gemisch auf den Träger aufgebracht. Dies stellt eine außerordentlich vorteil hafte und kostengünstige Variante der Oberflächensilikati sierung dar. Dabei werden einer Flamme, für die als Brenngas Propan oder Butan verwendet werden kann, siliziumorganische Verbindungen zugeführt, die in der Flamme bzw. an der Ober fläche umgesetzt werden und auf der zu beschichtenden Ober fläche eine Silikatstruktur bilden.

Die Behandlungsdauer zur Silikatzwischenschicht-Herstellung liegt im Bereich von Sekunden. Durch den kurzzeitigen Beschichtungsvorgang läßt sich die Substrattemperatur unter 100°C halten. Beschädigungen der Vorderseitendrucke sind daher ausgeschlossen. Die Silikatisierung ist in allen Versionen außerordentlich umweltfreundlich, da als Reaktionsprodukte neben amorphem Siliziumdioxid Kohlendioxid und Wasser gebildet werden und die eingesetzten Ausgangsverbindungen ebenfalls umweltverträglich und nichttoxisch sind.

Weiterhin kann bei der Vorbehandlung des metallischen Materials auf die Silikat-, insbesondere Pyrosil (eingetragenes Waren zeichen)-Schicht eine Haftvermittler- bzw. Primer-Schicht auf getragen werden.

Die siliziumorganischen Verbindungen der Zwischenschicht weisen zu den metallischen Trägerwerkstoffen, insbesondere auch Aluminium, hervorragende Bindungseigenschaften auf, so daß sich die gewünschte festhaftende Haftvermittlerschicht ausbildet.

Falls notwendig, kann verfahrensseitig, insbesondere bei der Großserie, von Zeit zu Zeit die erfolgreiche Oberflächenbe schichtung durch die Reaktiv-Beflammung mit Hilfe von soge nannten Testtinten leicht und sicher überprüft werden.

Wie dargelegt, reduziert die Pyrosil (eingetragenes Waren zeichen)-Schicht nicht nur die Grenzflächendiffusion, sondern aktiviert auch die Oberfläche für den späteren Verbund mit der Kunststoffverstärkungsschicht.

Diese ggf. Füllmaterialien aufweisende Kunststoffverstärkungs schicht wird dann z. B. mittels Spritzen oder Gießen aufgebracht und ggf. mit einem Werkzeug glattgezogen oder verteilt. Durch die Viskosität des ungehärteten Kunststoff- bzw. Harzmaterials werden die Prägungen verfüllt und es ergibt sich eine gleich mäßige Rückseitenschicht, was für die spätere Montage, insbe sondere an ebenen Flächen von Vorteil ist.

In einem letzten Schritt wird der Härtevorgang, ggf. wärme unterstützt durchgeführt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei spiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.

Die Figur zeigt hierbei einen Längsschnitt durch ein Aluminium- Kennzeichnungsschild mit Prägung.

Das Aluminiumträgermaterial 1 weist eine umlaufende Randprägung bzw. Sicke 2 auf und ist auf der Vorderseite mit einer Farb schicht 3 versehen. Die Rückseite des Aluminiumträgermaterials 1 wird zunächst gereinigt, insbesondere entfettet, wobei hier sowohl ein Bürsten als auch eine entsprechende Behandlung mit Lösungsmittel denkbar ist. Nach dem Reinigen der Rückseite wird eine sehr dünne Silikatzwischenschicht 4 dadurch aufgetragen, daß in einem Flammen-Pyrolyseverfahren siliziumorganische Verbindungen auf der Rückseite des Aluminiumträgermaterials 1 abgeschieden werden. Diese siliziumorganischen Verbindungen besitzen hervorragende Bindungseigenschaften zum Trägerma terial, so daß sich eine festanhaftende Haftvermittlerschicht ausbildet. Das Abscheiden der Silikat-, insbesondere Pyrosil (eingetragenes Warenzeichen)-Schicht kann mit Hilfe eines sogenannten Handflammgeräts, aber auch in Durchlaufanlagen mit einer Flammenbreite von 10 cm bis 2 m realisiert werden.

Die Behandlungszeit ist dabei außerordentlich gering, was ebenfalls für die Behandlungstemperaturen gilt, so daß eine Beschädigung der gegenüberliegenden Farbschicht 3 ausge schlossen ist.

In einem nächsten Schritt wird ggf. mit Füllmaterialien ver sehener, eine entsprechende Viskosität aufweisender Kunststoff, insbesondere ungesättigtes Polyester- oder Epoxidharz 5 auf die Silikatzwischenschicht 4 aufgetragen. Dieses Auftragen erfolgt bis zu einer Schichtdicke von beispielsweise 0,5 bis 1,5 mm oder mehr, wobei sich durch die Anfangsviskosität der Harz schicht eine nahezu ebene endgültige Rückseitenoberfläche einstellt.

Der innige Verbund zwischen der Harzschicht 5 zum Aluminium trägermaterial 1 sorgt für eine ausgezeichnete Stabilität der so realisierten Sandwichanordnung, wobei das ausgehärtete Kunststoffmaterial bzw. ausgehärtete Harz in üblicher Weise mechanisch bearbeitet werden kann, um z. B. Befestigungs bohrungen einzubringen.

Das Auftragen der Harzschicht 5 kann sowohl mittels Spritzen als auch durch einen Gießprozeß realisiert werden, wobei es durch Einstellen der Härterzugaben möglich ist, das Spritzen oder Gießen rahmenfrei zu realisieren, wodurch die Fertigungs kosten bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Sandwichan ordnung gesenkt werden können.

Nach dem vollständigen Aushärten der Harzschicht 5 kann die umlaufende Stoßkante wenn gewünscht mechanisch entgratet oder mit einer Fase versehen werden.

Durch die Zugabe von speziellen Füllmaterialien, wie z. B. Glasfasern und Glasfasermatten oder anderen Chemiefasern, ergibt sich eine weitere Festigkeitserhöhung der Beschichtung ohne unvertretbare Gewichtszunahme. Selbstverständlich kann dem Kunststoff bzw. Harz auch ein Farbstoff beigegeben werden, um bestimmten ästhetischen oder Gestaltungswünschen beim Einsatz der rückseitenverstärkten Kennzeichnungsschilder Rechnung zu tragen.

Insgesamt ist es mit der vorgestellten Anordnung und dem bevorzugten Verfahren möglich, stabile, jedoch leichte geprägte Kennzeichnungsschilder bereitzustellen, welche gegen mutwillige Beschädigung oder Umwelteinflüsse beständig sind, ohne daß auf im Vergleich hierzu teure Acryl- oder Emailschilder zurück gegriffen werden muß.

Bezugszeichenliste

1

Aluminiumträgermaterial

2

umlaufende Sicke

3

Farbschicht

4

Silikatzwischenschicht

5

rückseitige Harzschicht

Claims

1. . Sandwichanordnung, insbesondere bestehend aus einem gepräg ten metallischen Kennzeichnungsschild und einer Rückseitenver stärkung, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseitenverstärkung eine Beschichtung aus einem härtenden Kunststoff, vorzugsweise einem ungesättigten Polyester- oder Epoxidharz ist.

2. Sandwichanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz mindestens einen Füllstoff, wie Glasfasern, Glas fasermatten, Chemiefasern, Kreide, Kaolin, Farbstoffe und/oder Quarzmehl aufweist.

3. Sandwichanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der metallischen Rückseite und der Kunststoffbe schichtung eine dünne Silikatschicht durch Flammenpyrolyse mit einem siliziumorganische Verbindungen enthaltenden Gas-Gemisch vorgesehen ist.

4. Sandwichanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikatschicht eine Pyrosil(eingetragenes Warenzeichen)- Schicht ist.

5. Sandwichanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht eine Dicke im Bereich von im wesentlichen 0,5 bis 1,5 mm aufweist.

6. Sandwichanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallmaterial des Kennzeichnungsschilds Aluminium ist.

7. Verfahren zum Herstellen einer Sandwichanordnung, insbe sondere bestehend aus einem geprägten metallischen Kenn zeichnungsschild und einer Rückseitenverstärkung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Reinigen, insbesondere Entfetten der Rückseite;
- Versiegeln der Grenzfläche zwischen metallischer Rückseite und einer später aufzubringenden Kunststoffverstärkungs schicht durch eine Silikatzwischenschicht mittels kurz zeitiger Reaktiv-Beflammung und
- Aufbringen eines, gegebenenfalls Füllmaterialien aufweisen den, Kunststoffs, insbesondere eines ungesättigten Poly ester- oder Epoxidharzes.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Kunststoffs durch Spritzen erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Kunststoffs durch Gießen erfolgt.