DE2218320B2 - Verfahren zur oberflaechenverguetung von gegenstaenden aus haertbarem kunststoff - Google Patents
Verfahren zur oberflaechenverguetung von gegenstaenden aus haertbarem kunststoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Gegenständen aus härtbarem Kunststoff sind mitunter die Anforderungen an die Oberflächenqualität
so hoch, daß diesen noch durch eine Nachbehandlung der Oberflächen, d. h. eine Oberflächervergütung durch
Lackieren oder auch Metallisieren, entsprochen werden kann. Beispielsweise sind bei Bauteilen aus faserverstärktem
Kunststoff, etwa aus Harz und Glasfasern, von vornherein die Brillanz und Glätte der Oberflächen
beeinträchtigt. Beim Herstellen der Bauteile kann zwar eine harzreiche Schicht an den Oberflächen ausgebildet
werden, welche die Oberflächenqualität auch beträchtlieh
steigert, jedoch läßt sich dadurch die Güte des Glanzspiegels z. B. einer lackierten Oberfläche nicht
erreichen.
Neben der dekorativen Gestaltung der Oberflächen spielt auch der Korrosionsschutz eine gewisse Rolle. So
läßt sich z. B. die Witterungsbeständigkeit von Lichtplatten aus faserverstärktem Kunststoff für Lichtkuppeln
od. dgl. durch einen Lackauftrag (DD- oder Acrylharzlacke) erheblich steigern. Schließlich kann bei
Behältnissen etwa aus UP-Harzen (unmodifizierte Polyesterharze), speziell für den Lebensmittelsektor,
durch eine Lackierung eine zusätzliche Sicherheit gegen eine eventuelle geschmackliche Beeinflußung des
Füllgutes erreicht werden (im Falle von unvollständig gehärteten Laminaten).
In der Praxis erfolgt bisher das Aufbringen von Lack auf die Oberflächen dieser Kunststoffgegenstände,
naturgemäß mit Ausnahme elektrostatischer und elektrophoretischer Verfahren, im wesentlichen in der
gleichen Weise wie bei der Lackierung von Metallgegenständen, wobei das sehr rationelle Lackspritzen am
häufigsten angewendet wird. In den meisten Fällen muß zuvor eine Reinigung der Oberflächen von Form-Trennmitteln
vorgenommen werden, was bei den üblichen Trennmitteln auf Wachs- oder Siliconbasis nur durch ein
Aufrauhen der Oberflächen mittels Schleifen od. dgl. möglich ist. Da hierbei unter den Oberflächen meist
vorhandene Luftblaseneinschlüsse aufgebrochen werden, welche bei unmittelbar anschließender Lackierung
zu einer Poren- und Kraterbildung führen würden, ist noch eine Vorbehandlung der gereinigten Oberflächen
durch Spachtelung erforderlich. Erst nach dem Enthärten der Spachtelschicht, nochmaligem Schleifen und ggf.
anschließendem Grundieren kann Lack aufgetragen werden. Das Lackieren der Kunststoffgegenstände
ertordert demnach in der Regel eine sehr aufwendige Vorbehandlung, wobei sich insbesondere die Forderung
nach einer geringen, aber ausreichenden Schichtdicke der Spachtelung nur unter erheblichen Schwierigkeiten
erfüllen läßt. Überdies hai sich vielfach gezeigt, daß Spannungsdifferenzen zwischen der Kunststoff-Oberfläche
und der Spachtel- bzw, der darüber aufgetragenen Lackschicht, etwa infolge von Verwindungen des
betreffenden Gegenstandes, zum Abblättern der Spachtelschicht und/oder des Lackes führen. Dies gilt
besonders für Flugzeugbauteile aus faserverstärktem Kunststoff. Praktisch ist es bisher bei derartigen
hochbeanspruchten Bauteilen aus Kunststoff nicht gelungen, in rationeller Weise einen Lack im erforderlichen
Maße haftend aufzutragen. Durch eine Einbrennlackierung läßt sich zwar die Haftfestigkeit des Lackes
beträchtlich steigern; jedoch führt meist die erneute Erwärmung der Bauteile beim Einbrennen zu Verformungen.
Ein anderes bekanntes Verfahren, nämlich das Auftragen von Lacken in Folienform, hat den Nachteil,
daß es vielfach zur Runzelbildung insbesondere an Ecken der Bauteile kommt.
Der Aufwand der beschriebenen Vorbehandlung ließe sich zwar bei Anwendung eines durch die US
27 81 553 bekannten Verfahrens zur Oberflächenvergütung von in einer Form herzustellenden Gegenständen
aus härtbarem Kunststoff vermeiden, bei welchem auf der Formfläche ein Vergütungsmittel, das ein Bindemittel
mit einem härtbaren Kunststoff enthält, im flüssigen Zustand aufgetragen und dort unter Wärmezufuhr so
weit vorgehärtet wird, daß es sich mit einem gleichfalls noch nicht ausgehärteten Grundkörper zu einem
integralen Körper vereinigen kann, worauf der Grundkörper auf das Vergütungsmittel gebracht und beide
zusammen ausgehärtet werden. Jedoch muß hier der Auftrag des Vergütungsmittels auf eine heiße Formfläche
erfolgen, was eine unkontrollierte Vorhärtung zur Folge hat. Ferner werden sich durch das Fließen des
Vergütungsmittels zwangsläufig unterschiedliche Auftragsdicken ergeben.
Mit solchen Nachteilen ist auch ein durch die GB 8 82 225 bekanntes Verfahren zur Oberflächenvergütung
von Holzmaterialien behaftet, bei dem das Vergütungsmittel zwar in Form einer Pulverbeschichtung,
aber auch direkt auf die heiße Formfläche aufgetragen wird und folglich eine unkontrollierte
Vorhärtung erfolgt sowie ein gleichmäßiger Schichtauftrag nur schwer erzielbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art eine kontrollierte
Vorhärtung des Vergütungsmittels bei gleichmäßigem Schichtdickenauftrag zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten
Merkmale gelöst.
Es hat sich gezeigt, daß sich nach dem Verfahren gemäß der Erfindung auf den Kunststoffgegenständen
Oberzüge mit derselben Oberflächengüte herstellen lassen wie bei der Anwendung von herkömmlichen
Verfahren, z. B. Spritzverfahren, bei denen sich demgegenüber aber im wesentlichen nur ein haftende Bindung,
also kein inniger Verbund zwischen dem Kunststoffgegenstand und seinem Überzug erreichen läßt. Ein
weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß ohne Schwierigkeiten Überzüge in geringer Schichtdicke
hergestellt werden können, indem unter Verwendung einer Form aus Metall das Pulver auf die Formfläche
elektrostatisch aufgetragen wird. Hierdurch lassen sich zudem Verluste an Pulver wesentlich geringer halten als
beispielsweise beim Auftragen mittels eines Spritzverfahrens mit Luft als Treibmittel.
Eine Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnung näher erläutert Diese zeigt in
F i g. 1 im Schnitt ein Formteil aus Kunststoff,
Fig. 2 im Schnitt eine Form,
Fig. 2 im Schnitt eine Form,
F i g. 3 das Formteil gemäß F i g. 1 in der Form gemäß
F i g. 2.
Zum Lackieren der Oberfläche 1 eines Formteiles 2 (F i g. 1) aus faserverstärktem härtbaren Kunststoff, z. B.
aus Glasfasern und einem Kunstharz, wird zunächst die Formfläche einer metallischen Form 3 (Fig.2) mit
einem einbrennbaren Trennmittel 4 überzogen. Als Trennmittel 4 kommt beispielsweise ein Siliconeinbrennlack
in Betracht, welcher in üblicher Weise durch ein Lackspritzverfahren auf der Formfläche aufgetragen
werden kann. Das Einbrennen erfolgt in einem nicht dargestellten Brennofen, z. B. einem sog. Tunnelofen.
Somit ist eine dauerhafte Trennwirkung des Trennmittels 4 und eine feste Haftung desselben auf der
Formfläche gewährleistet
Nach dieser Vorbehandlung der Form 3 wird auf ihre Formfläche bzw. dem Trennmittel 4 ein Lackpulver 5 in
gleichmäßig geringer Schichtdicke aufgetragen. Es sei hier vermerkt, daß sowohl das Lackpulver 5 als auch das
Trennmittel 4 in Wirklichkeit wesentlich dünner aufgetragen werden, als dies in den Fig.2 und 3 aus
Darstellungsgründen der Fall ist Vorzugsweise erfolgt das Auftragen des Lackpulvers durch ein bekanntes
elektrostatisches Verfahren, bei dem das Lackpulver zerstäubt, ionisiert und schließlich im elektrischen Feld
auf die Formfläche der geerdeten Form 3 transportiert wird. Hierzu kann sowohl eine stationäre, mechanisierte
Anlage üblicher Bauart als auch eine elektrostatische Handspritzpistole verwendet werden. Bei einer Form
aus Kunststoff kann das Lackpulver auf die Formfläche gestäubt werden.
Anschließend wird das auf der Formfläche befindliche Lackpulver 5 gesintert, d. h. dicht unter den Schmelzpunkt
erhitzt, was ebenfalls in dem vorgenannten Tunnelofen geschehen kann. Durch das Sintern wird das
Lackpulver 5 teigig bis flüssig. Nach dieser Vorbehandlung des Lackpulvers 5 wird das Formteil 2 in noch nicht
ausgehärtetem, jedoch bereits formbeständigen Zustand direkt auf die teigig-flüssige Lackpulver-Schicht
aufgebracht (Fig.3) und zusammen mit dieser unter Wärmezufuhr und Luftabschluß ausgehärtet. Beim
Aushärten, ggf. in einem Autoklav, verschmilzt das Lackpulver 5 mit den im selben teigig-flüssigen Zustand
befindlichen Oberflächen-Partikeln des Formteiles 2 und geht mit diesem einen innigen, unlösbaren Verbund
ein, wobei sich ein glatter Überzug ausbildet. Naturgemäß ist die Glätte dieses Überzuges auch von der
Oberflächengüte der Formfläche abhängig. Wie sich gezeigt hat, lassen sich bei der vorbeschriebenen
Vorbehandlung der Form 3 zumindest ebenso gute Ergebnisse erzielen wie bei Verwendung einer Spritzlackierung.
Nach dem Entformen des Formteiles 2 bedarf es keiner Nachbehandlung seiner lackierten
Oberfläche mehr.
Es versteht sich, daß das Metallisieren von Formteilen aus härtbarem Kunststoff in gleicher Weise geschehen
kann, wobei dann lediglich anstelle des Lackpulvers ein Metallpulver mit beigemengtem Bindemittel vorzusehen
ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Oberflächenvergütung von in einer Form herzustellenden Gegenständen aus
härtbarem Kunststoff, wobei auf der Formfläche ein Vergütungsmittel, das ein Bindemittel mit einem
härtbaren Kunststoff enthält, in gleichmäßiger Schichtdicke aufgetragen und dort unter Wärmezufuhr
so weit vorgehärtet wird, daß es sich mit einem gleichfalls noch nicht ausgehärteten Grundkörper zu
einem integralen Körper vereinigen kann, worauf der Grundkörper auf das Vergütungsmittel gebracht
und beide zusammen ausgehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergütungsmittel
als Pulver aufgetragen wird und anschließend die Vorhärtung des Vergütungsmittels
durch kontrollierte Zufuhr der Wärme über eine Sinterung zu einer teigig-flüssigen Schicht vorgenommen
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung einer Form aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pulver auf die Formfläche elektrostatisch aufgetragen wird.
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