DE2546466A1

DE2546466A1 - Verfahren zur beschichtung eines substrats mit thermoplastischem material

Info

Publication number: DE2546466A1
Application number: DE19752546466
Authority: DE
Inventors: Roger Albert Castro
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1974-10-17
Filing date: 1975-10-16
Publication date: 1976-04-29
Also published as: FR2287995B1; FR2287995A1; GB1529433A; JPS5164566A; BE834641A; NL7512144A; IT1043451B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche eines Substrats mit thermoplastischem Material und insbesondere auf die Abdeckung oder Umhüllung von billigen Unterlagen bzw. Substraten zur Bildung von Schichtkörpern wie Schranktüren für Küchen- oder Badezimmermöbel.

Es ist bekannt, Brettmaterialien wie Spanplatten mit Polymermaterialien durch Verblendt-echniken zu beschichten, jedoch ist es ohne Verwendung irgendeiner Art von Formoberfläche zur Begrenzung des Oberflächenprofils des Polymermaterials schwierig, eine "Widerspiegelung" von Uneben-

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heiten der Substratoberfläche in der Beschichtungsfläche zu verhindern, insbesondere, da eine gewisse Rauhigkeit an der Grenzfläche für eine angemessene Verankerung der Beschichtung notwendig ist. in der FR-PS 1 469 .146 wird die .Beschichtung von spanplattenähnlichen Substraten mit thermoplastischen Materialien durch gemeinsames Verpressen des Substrats mit einer-oder.mehreren Lagen des thermoplastischen Materials zwischen zwei polierten Formplatten zur Erzielung eines guten "Finish" beschrieben, wobei die Formplatten 'ausreichend erhitzt werden, um die Thermoplastiklagen im Kontakt mit dem Substrat aufzuschmelzen.. Dabei wird die Möglichkeit der Ausbildung von Porositäten und Blasen bei der Anwendung solcher Verfahren hervorgehoben, jedoch wird angegeben, daß derartige Schwierigkeiten dadurch behoben werden können, daß die Form während des Preßvorganges einige Zeit lang entlastet wird, um die Entfernung von flüchtigen Materialien zu ermöglichen. In der GB-PS 1 048 773 wird das Aufpressen einer Schicht von geschmolzenem Pulver auf die Oberfläche eines Substrats beschrieben, jedoch wird dieses Verfahren dadurch kompliziert, daß das Pulver mit IR-Strahlung in einer gesonderten Stufe geschmolzen wird, bevor es während des Preßvorganges einer begrenzenden Gestaltung ausgesetzt wird. In dem Bestreben, solche Verkomplizierungen zu vermeiden, wurden von der Anmelderin Versuchsbeschichtungen durch Pressen von thermoplastischen Pulvern gegen eine Spanplattenoberfläche unter Verwendung einer erhitzten Form bzw. Formplatte, d.h.

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in einem einzigen Heiz- und Preßvorgang ohne Entlastung zur Entfernung von gasförmigen Materialien vor dem Abkühlen erzeugt, jedoch wurde -wie nach den vorstehen- . den Darlegungen zu erwarten war - gefunden, daß es schwierig ist,, konsequent gute Beschichtungen ohne Porosität oder andere Fehler (die ausgiebiger in den Vergleichsbeispielen beschrieben werden) zu erzielen.

Es wurde nun gefundenj daß es möglich ist, die vorstehend aufgezeigten Mangel bei einem Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche eines Substrats mit einem thermoplastischen Material, bei dem das Material gegen die Substratoberfläche mit einer zum Aufschmelzen des Materials und Ermöglichung von Fließvorgängen auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt des Materials erhitzten Form unter Bildung einer der Formgestalt entsprechenden Beschichtung gepreßt und dann zur Erhärtung der Schicht vor Entfernung der Form gekühlt wird, wobei das Substrat zumindest unter den während der BeSchichtungsoperation herrschenden Bedingungen unschmelzbar ist, dadurch zu vermeiden, daß das thermoplastische Material ursprünglich eine zellförmige Struktur besitzt, die beim Schmelzen und Fließen des Materials unter Bildung der Beschichtung zerstört wird.

Trotz der stärkeren Wärmeisolierung, die infolge der 609818/0 9 88

Zellstruktur des thermoplastischen Materials zu erwarten sein mag, kann im allgemeinen eine beträchtliche Freiheit von Fließmarkierungen oder -fehlern im fertigen Produkt erreicht werden, und zwar selbst unter zumindest einigen"der Bedingungen, die bei ähnlichen gepulverten nichtzellförmigen Materialien Fließmarkierungen erzeugen. . Darüber hinaus scheint überraschenderweise, auch wenn die Zellstruktur zu Beginn des Preßvorganges Luft eingefangen haben muß, eine geringere Tendenz bei den erfindungsgemäß . gebildeten Beschichtungen zum Aufweisen von Fehlern wie Porositäten zu bestehen, wenn man diese Beschichtungen mit. solchen vergleicht, die unter Verwendung von ursprünglich nichtzellförmigen Materialien erzeugt sind. Die durch Verwendung des thermoplastischen Materials in Zellform erzielten.Verbesserung!nehmen im allgemeinen mit steigendem Aufschäumungsgrad zu und obgleich eine gewisse Verbesserung mit nur geringer Aufschäumung zu verzeichnen sein mag, wird eine Zellstruktur, bei der das Volumen des thermoplastischen Materials um zumindest 100 % expandiert ist (d.h. eine Verminderung der Dichte auf ein Halb oder weniger von derjenigen des Materials in nicht-zellförmiger Form)' bevorzugt.

Das zellförmige Material kann zu groben Teilchen wie z.B. Schnitzeln oder Kügelchen verkleinert sein und die Gleichmäßigkeit, mit der solche Teilchen über die Oberfläche

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des Substrats verteilt sind, ist im allgemeinen weniger kritisch als bei teilchenförmigen Kompaktmaterialien. Allerdings wird das Vorliegen des zellförmigen Materials in einer oder mehreren Matten oder Blöcken bevorzugt, da diese zu einer leichteren Handhabung führen und auch eine größere Übereinstimmung in der Dispersion des Materials über die Substratoberfläche von einem Körper zum nachfolgenden ergeben.

Da die Oberflächenglätte des Produkts durch die Oberfläche der Form und nicht durch die als Unterlage wirkende Substratoberfläche bestimmt wird, brauchen die Substrate nicht auf Materialien mit glatter Oberfläche beschränkt zu werden, die früher durch Verblendtechniken beschichtet wurden. Zu geeigneten Substraten gehören Spanplatten, aus Blöcken zusammengesetzte Tafeln, hocherweichende oder unschmelzbare Kunststoffschäume wie solche von Harnstoffformaldehydharzen und steife Fasermatten. Die minimal ausreichende Dicke der Beschichtung hängt in gewissem Maße von der Rauhigkeit der Substratoberfläche.ab, jedoch muß sie bei den meisten herkömmlichen Schichtmaterialien nicht übermäßig dick sein. So kann beispielsweise bei der Beschichtung von Spanplatten eine so geringe Umhüllungsdicke wie 1 mm zur Vermeidung einer merklichen Widerspiegelung der Spanplattenoberfläche ausreichend sein, insbesondere, wenn die nachfolgend angegebenen bevorzugten Materialien

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verwendet werden, obgleich 1,5 mm im allgemeinen bevorzugt werden. Bei Betrachtung von Substraten mit weniger rauher Oberfläche sollte berücksichtigt werden, daß die . zwischen dem thermoplastischen Material und dem Substrat erhaltene Bindung eine physikalische Bindung ist, die von dem Ausmaß abhängt, in dem sich das geschmolzene Material in der Substratoberfläche verankern kann. Allerdings haben - wenn nicht glasierte bzw. geglättete Substrate verwendet werden - die meisten billigen Schichtmaterialien, wie beispielsweise Spanplatten oder Blocktafeln eine angemessen verankerungsfähige Oberfläche.

Durch Verwendung einer Form, deren Konturen mit denjenigen des Substrats zusammenpassen, wie z.B. einer Form mit flacher Oberfläche für ein flaches Substrat kann eine dünne gleichmäßige Beschichtung erhalten werden. Ein solches Zusammenspiel ist Jedoch nicht wesentlich und wo die Gestalt der Formoberfläche von derjenigen des Substrats abweicht, wird die Dicke der dazwischen befindlichen Thermoplastikschicht ungleichmäßig sein. Beispielsweise kann eine flache Spanplattenschachtel oder .-dose mit einer sanft geschwungenen Beschichtung mit konvexer Kontur durch Verwendung einer entsprechend konkaven Form versehen werden oder es können ausgeprägtere Reliefformen mit geeignet gestalteten Formen erhalten werden. Bei Verwendung von zellförmigen Materialien gemäß der Erfindung bestehen im

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allgemeinen geringe oder keine Schwierigkeiten bei den meisten wirklich thermoplastischen Materialien, die geschmolzene Schicht dazu zu "bringen, geforderten Schichtdickenunterschieden zu entsprechen, selbst wenn dabei ein beträchtliches S eit.enf ließen quer zur Oberfläche erforderlich wird. Wo allerdings ein solches seitliches Fließen sehr wesentlich wird oder bei Verwendung hoch gefüllter Materialien oder von Materialien, deren Schmelzen anderswie hoch viskos sind, wird eine Beschickung der Presse mit zellförmigem thermoplastischen Material als eine zellförmige Schicht von ungleichmäßiger Dicke bevorzugt, deren dickere Bereiche den Stellen mit größerer Schichtdicke nach dem Schmelzen entsprechen. Diese Korrespondenz bei der Anordnung der dickeren Bereiche muß üblicherweise nur annähernd sein und wenn in der geschmolzenen Schicht mehr als ein dickerer Bereich vorhanden ist, kann es unnötig sein, für alle Verdickungen verdickte Bereiche von zellförmigem Material vorzusehen. .

Das zellförmige thermoplastische Material kann durch · Polymerisation von geeigneten Monomeren unter Bildung eines Polymeren und Aufblasen bzw. Expansion des Materials unter Bildung eines Schaums entweder während oder nach der Polymerisationsreaktion in bekannter Weise erhalten werden. Besondere Vorteile können sich jedoch ergeben, wenn das zellförmige thermoplastische Material durch Emulgieren von Wasser in ei-

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ner mit Wasser nicht-mischbaren polymerisierbaren Flüssig-' keit unter Bildung einer inversen Emulsion, Polymerisation der polymer!sierbaren Flüssigkeit unter Aufrechterhaltung des Emulsionszustandes und nachfolgende Abtrennung des Wassers gebildet wird..Als "inverse Emulsion" wird dabei eine Emulsion bezeichnet, bei der die polymerisierbare Flüssigkeit die kontinuierliche Phase bildet und Wasser als disperse Phase vorliegt, wobei natürlich eine oder beide Phasen gelöste Substanzen wie z.B. den Polymerisationsinitiator enthalten können. . .

Das Wasser muß entfernt werden bevor das Schmelzen des Materials erfolgen kann, weshalb - wo möglich - die Verwendung eines Materials bevorzugt wird, von dem das Wasser am leichtesten "extrahiert" bzw. abgetrennt werden kann. Es wurde gefunden, daß Wasser aus Methylmethacrylatpolymeren leichter als aus den meisten anderen Polymeren mit demselben Struktur entfernt werden kann. Eine Modifizierung der Eigenschaften des Polymeren, beispielsweise durch Copolymerisation von 2-Äthyl-hexylacrylat, kann zur Verbesserung der Fließeigenschaften, erwünscht sein, jedoch werden polymerisierbare Flüssigkeiten mit zumindest 80 Gew.% Methylmethacrylat bevorzugt. Wasser kann auch glatter von zellförmigen Thermoplastikmaterialien entfernt werden, die eine offenzellige Struktur besitzen. Die "Offenheit" der Zellstruktur wird weitgehend durch das angewandte Emulgatorsystem bestimmt.

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Die Oberflächenqualität des Produkts wird durch diejenige der Form bestimmt und die Qualität der Oberfläche des zellförmigen Materials vor dem Pressen hat mithin keine Bedeutung. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß man das Thermoplastikmaterial als einen Block von zellförmigem Material erzeugen kann, der nachfolgend je nach Bedarf für die . Verwendung im vorliegenden Verfahren in eine Mehrzahl von Matten oder Blöcken (beispielsweise durch Sägen) zerteilt wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens für einen Vorgang, bei dem die kontinuierliche Phase einer inversen Emulsion, wie oben beschrieben, polymerisiert wird, kann das dispergierte Wasser als "Wärmesenke" dienen, wobei durch Anwendung von ausreichend Wasser die Notwendigkeit für die Bereitstellung von äußeren Mitteln zur Fortführung der bei der exothermen Polymerisation erzeugten Wärme entfallen kann. Für die Polymerisation von Methylmethacrylat oder anderen Monomeren mit einer ähnlich ausgeprägten Wärmeabgabe, werden somit Emulsionen mit zumindest 70 Gev.% Wasser bevorzugt .

Das vorliegende Verfahren ist in der Weise besonders nützlich, daß es zur Bildung von einer Schicht auf einer einzigen Substratoberfläche oder auf ausgewählten Oberflächen wie auf einer Seite und an allen Kanten eines schichtförmigen Substrats angewandt werden kann. Der letztere Vorgang erfordert dabei eine beheizte Form bzw. Formplatte für die

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Seitenfläche und auch beheizte Teile für das Pressen der Kantenbeschichtungen, wobei diese Teile am geeignetsten als ein sich erhebender zusammenhängender Kragen oder Steg rund um den Formplattenumfang gebildet werden. Unterschiede der Wärmeausdehnungskoeffizienten von Substrat und Beschichtung können jedoch zu einer Verwerfung führen, wenn nur eine Oberfläche beschichtet wird. Nach einem bevorzugten Verfahren wird daher das thermoplastische Material über sämtlichen Substratflächen zum Schmelzen und zur Schi.chtbildung veranlaßt unter Umhüllung des Substrats mit einer kontinuierlichen Schicht. Dieser Vorgang kann in einer die Formplatte enthaltenden Form, erfolgen,die einen durch- Bewegung von zumindest der Formplatte relativ zu den anderen Teilen der Form zu verkleinernden Formhohlraum hat. Die Umhüllung kann dadurch herbeigeführt.werden, daß man das thermoplastische Material um das Substrat herum verteilt und die das Material berührenden Teile der Form unter Verminderung des Formhohlraums aufheizt, um das Material zum Schmelzen zu bringen und zu einem Fließen um das Substrat zu veranlassen unter Bildung einer das Substrat als Kern einschließenden kontinuierlichen Beschichtung. Das geschmol- · zene Material wird dann durch Kühlen, wie zuvor, verfestigt. Die Verwendung des thermoplastischen Materials in Form von zellförmigen Matten ist für die Umhüllung eines schichtförmigen Kerns in der Weise besonders vorteilhaft, daß die benachbart zu beiden Kernseiten angeordneten Matten eine gleich-

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mäßige Materialverteilung gewährleisten und den Kern in der Form zentralisieren können, zur Erzielung einer gleichmäßigen' Beschichtung. Um eine Beschichtung der Kanten des Kerns bei Verwendung solcher Matten zu för-.dern, wird vorzugsweise zusätzliches zellförmiges Thermoplastikmaterial um die Kanten herum vorgesehen, das geschmolzen und mit den Schichten von geschmolzenem Material auf den beiden Seiten konsolidiert bzw. vereinigt wird und so einen Teil einer kontinuierlichen Beschichtung bildet. Für nicht-schichtförmige Substrate kann das zellförmige Material über die unterschiedlichen Oberflächen, in ähnlicher Weise wie angemessen verteilt werden.

Die Beschichtung der Schmalseiten oder Kanten eines schicht- oder plattenförmigen Substrats oder umhüllten Kerns kann als ein bezüglich der Dicke demjenigen auf den beiden Flächen entsprechender, dünner, gleichmäßiger Überzug gebildet werden. Allerdings kann der Gegenstand durch Gestaltung der zu den Kantenteilen des Substrats benachbarten Formkanten (unterschiedlich gegenüber den Substratkanten selbst) mit besonders geformten Kanten aus thermoplastischem Material versehen werden. Bei der Konzeption von in dieser Weise speziell geformten Kanten ist es ratsam,zusätzliches Material um die Kanten herum, beispielsweise wie vorstehend beschrieben, vorzusehen, um die Materialmenge zu vermindern, die andernfalls von der Fläche her zur Kante getrieben werden

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muß, um die für die speziell geformte Kante erforderliche zusätzliche Materialmasse zu liefern.

Die vorliegende Erfindung kann zur Erzeugung von Plattenmaterialien dienen, die ein billiges Substrat umfassen, das mit einer anziehenden Oberflächenbeschichtung versehen ist und als Materialien für allgemeine Zwecke . dienen, die beispielsweise für die Herstellung von Möbeln geeignet sind. Ein besonderer Gewinn des vorliegenden Verfahrens gegenüber vielerlei anderen Prozessen liegt jedoch darin, daß es damit nicht nur möglich ist, die Oberflächen zu beschichten, sondern auch die Kanten ohne irgendeine unansehnliche Naht zwischen der Fläche und der Kante. Umschlossene, steife .Schichtkerne sind besonders für Schranktüren beispielsweise für Einbauküchen geeignet und die Möglichkeit, Griffe durch integrale Formgebung eines Kantendetails in einem einzigen Beschichtungsvorgang anzuformen, ist von besonderem Nutzen. Ein sehr gutes Oberflächenfinish kann erzielt werden, wenn man Formen bzw. Formplatten mit einer entsprechenden Oberflächengüte verwendet und es können auch Oberflächentexturierungen erhalten werden.

Vom Substrat verschiedene Gegenstände können wie angemessen zusammen mit dem Substrat beschichtet oder vollständig umhüllt werden. Beispielsweise können für die Bildung von Küchenschranktüren Metallplättchen zusammen mit den Schicht-

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oder Plattenkernen gekapselt werden, die mit Magnetteilen von Haftmagneten für den Schrankverschluß zusammenwirken
sollen.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Beispielen (1 "bis 4) unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen erläutert. Die weiteren Beispiele 5 und 6 sind vergleichbare Beispiele. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer offenen Form mit thermoplastischem Material und einem schichtförmigen Substrat als Kern für die Umhüllung mit
thermoplastischem Material vor dem Pressen;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Formteil von Fig.1 nach
Vervollständigung des Preßvorganges;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil einer alternativen Form zur Erzeugung eines Gegenstandes ähnlich wie in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Form von Fig. 3 nach Vervollständigung des .Preßvorganges;

Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere geöffnete Form mit thermoplastischem Material und einem Substrat vor dem Pressen;

Fig. 6 einen Schnitt durch den Formteil von Fig. 5 nach

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Vervollständigung des Preßvorganges und

Fig. 7 die Frontseite· einer Schublade (geformt in der Form von Fig. 5 und 6). . .

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die Formung einer Küchenschranktür unter Vervendung der in Fig. 1 und 2 gezeigten Form beschrieben. Die Form umfaßt zwei relativ zueinander bewegliche Formplatten T und 2 mit (nicht gezeigten) Heizraitteln in Kontakt mit einer Glasurplatte 3,4. Formwerkzeuge, die zwei übereinander angeordnete Kantenformelemente 5,6 umgeben von einem Widerlager 7 umfassen, dessen Dicke gleich der Summe'der Dicken der beiden Kantenformelemente ist, nehmen einen Bereich zwischen den Formplatten ein. Die Kantenformelemente haben vom Kern (10) einen Abstand, der der gewünschten Kantenbeschichtung entspricht. Fig. 1 zeigt einen Schichtkern 10 mit je einer Matte von zellförmigem thermoplastischen Material 11 und 12 auf jeder Seite und Blöcken 13 aus zellförmigem thermoplastischen Material zwischen den übereinander angeordneten Kantenformelementen 5 und 6 rund um die Kanten des Kerns. Durch Zuschneiden der Blöcke auf genaue Größe kann eine Lageeinrichtung des Kerns, wie dargestellt ist, erreicht werden.

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Wenn die Form aufgeheizt wird und die Temperatur über, den Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials ansteigt, beginnt letzteres zu schmelzen. Wenn der Form- . hohlraum durch Auf einander_zu_bewegen der Platten verringert wird, beginnen'die zellförmigen Matten 11 und 12 und die Blöcke 13 sich zu verdichten, wobei das Material der Blöcke in den Zwischenraum zwischen der Kante des Kerns und-den Kantenformelementen getrieben wird, während letztere aufeinander zu fahren und sich dann berühren. In der in Fig. 2 gezeigten Endposition ist das gesamte zellförmige Material 11, 12 und 13 geschmolzen unter Bildung einer in sich zusammenhängenden Schicht 14, die sich über die Seiten des Kerns 10 und um seine Kanten herum unter Bildung einer kontinuierlichen,den Kern umschließenden Hülle erstreckt.

Bei diesem speziellen Beispiel wurde der Kern durch eine 15 mm Dicke, 12 Stunden lang in einem Ofen mit zirkulierender Warmluft bei 100⁰C zur Entfernung von Feuchtigkeit konditionierte Spanplatte gebildet. Als thermoplastisches Material wurde Polymethylmethacrylat verwendet, das durch Polymerisation von Methylmethacrylat als kontinuier- ■ liehe Phase einer inversen Emulsion mit einer 75 Gew.% der Emulsion bildenden dispergierten wässrigen Phase erhalten worden war. Das Monomere enthielt einen darin gelösten roten Farbstoff zusammen mit einer geringen Menge von dispergiertem Pigment, jedoch war die Emulsion frei von irgend-

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welchen Verbindungen,die eine Vernetzung des Methylmethacrylats hätten verursachen können. Das so erzeugte wasserexpandierte Polymere wurde zu Blöcken und Matten einer in der Form benötigten Größe zersägt und dann getrocknet. Die Matten 11 und 12 waren je 6 mm dick und die Blöcke 13 hatten eine Dicke von 9 mm. ·

Die Form wurde,wie in Beispiel 1 veranschaulicht ist,

zusammengefügt und auf 200⁰C erhitzt. Die Platten wurden

—2 vorwärtsbewegt und ein Druck von etwa 3450 kNm etwa 2 Minuten lang aufgeprägt, während welcher Zeit sich das Polymethylmethacrylat, wie in Fig. 2 gezeigt ist,verdichtete. Die Form wurde auf etwa 9O⁰C zur Verfestigung des Methylmethacrylatmaterials abgekühlt und der so produzierte Schichtkörper aus der Form entfernt. Dieser wurde mit Verschluß- und Einhängelementen versehen unter Bildung der endgültigen Tür mit einer sehr anziehenden glänzenden Oberfläche, die keine weitere Verschönerung benötigte.

Ein zweiter,in gleicher Weise hergestellter Schichtkörper wurde zerschnitten, so daß die Dicke der Schicht 14 zu sehen war, die sich als einheitlich (1,5 mm) über den gesamten Flächenbereich des Gegenstandes erwies, mit einer gleichmäßigen Dicke von 2,0 mm an den Kanten.

Die vorstehend angegebenen Verfahrensbedingungen waren

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die tatsächlich mit Erfolg bei einer speziellen PoIymethylmethacrylatcharge angewandten. Andere Materialien würden unterschiedliche Bedingungen erfordern und sogar unterschiedlichen Polymethylmethacrylatproben können unterschiedliche optimale Bedingungen entsprechen, wenn Unterschiede bezüglich des Molekulargewichts oder irgendein geringer Vernetzungsgrad bestehen. In der Praxis wird im allgemeinen die Anwendung der minimalen Temperatur und des minimalen Drucks bevorzugt, die mit der Erzielung eines ausreichenden Materialflusses zum Ausfüllen des Hohlraums zwischen dem Kern und den Kantenformelementen 5 und 6 in Einklang stehen,

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird die Erzeugung einer Schranktür von ähnlichem Aussehen wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Form war im Detail unterschiedlich und entsprach der in Fig. 3 und 4 gezeigten, wobei für ähnliche Teile gleiche Bezugszeichen benutzt wurden. Die Form hatte wiederum zwei relativ zueinander bewegliche heizbare Formhälften 1 und mit Glasurplatten 3 und 4. Die beiden Kantenformelemente waren durch ein einzelnes, von zwei Widerlagern 32 und 33 begrenztes Element 31 ersetzt, wobei die Widerlager jeweils den Bereich zwischen den Glasurplatten umgrenzten. Die Widerlager waren durch schematisch als Feder 34 dargestellte

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Mittel gegenüber ihren jeweils benachbarten Glasurplatten mechanisch vorgespannt. Kantenblöcke 13 aus zellförmigem Material waren nicht vorgesehen, jedoch waren die Matten 11 und 12 über den gesaraten Formplattenumfang um 13 mm beidseits des Kantenformelements 31 verlängert. Während des Preßvorganges waren die Bedingungen wie zuvor_f wobei die nach außen vorspringenden Teile der Matten das Material für die Kantenbeschichtung an Stelle der Blöcke 13 bildeten. Es wurde wiederum eine gleichmäßige Beschichtung erzielt.

Bei jedem dieser Beispiele war die an den Kanten benutzte Menge des zellförinigen thermoplastischen Materials größer als theoretisch notwendig, da die benutzten Formen einfachePrototypen ohne hohe Maßgenauigkeiten waren. Durch Verringerung der Toleranzen bei Formfertigung und Zusammenbau können Materialmengen angewandt werden, die näher an die theoretisch erforderlichen herankommen und Materialverschwendungen so vermieden werden.

Beispiel 3 ' '

Dieses Beispiel zeigt die Bildung einer Schubladenfront, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, die längs einer Kante eine integral angeformte Griffleiste 71 aufweist. Der für die Anformüng der Griffleiste dienende Teil der.

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Form ist in den Figuren 5 und 6 gezeigt. Der Rest der Form für die Beschichtung der anderen drei Kanten entsprach der Darstellung in Fig* 1 und 2; wiederum tragen vergleichbare Teile gleiche Bezugszeichen.

Die Griffleiste wird durch die Gestalt des Kantenformelementes 51 geformt, das durch einen Block mit rechteckigem Querschnitt mit einer Nut oder Aussparung 52 und 53 längs der beiden Kanten einer Seite gebildet wurde. Diese Aussparungen waren,, wie in der Zeichnung dargestellt ist, von unterschiedlicher Breite. Die Flächen bzw.' Seiten des Spanplattenkerns 10 wurden wiederum durch zellförmige Matten 54 und 55 abgedeckt, wobei eine Matte 55 Über den Kern um 2 mm hinausragte * während die andere über das Kantenformelement 51 reichte, das zumindest an der Kante vom Kern frei gehalten wurde. Das Kantenformelement 51 wurde.von einem Block 56 aus zellförmigem Material unterstützt, der in die breitere (53) von den beiden Aussparungen oder Nuten eingreifend angeordnet war. Die Preßbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 1, wobei die obere Matte 54 geschmolzenes Material 61 zum Ausfüllen der schmaleren Nut 52 und der Block 56 geschmolzenes Material 62 zum Ausfüllen der breiteren Nut 53 lieferte. Nach dem Abkühlen zur Verfestigung des thermoplastischen Materials und Entfernung des Kantenformblocks 51, hatte die Kante des so gebildeten Gegenstandes einen kurzen Flansch

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oder Steg 71 als Griffleiste land einen längeren Steg oder Flansch 72 in Verlängerung' der Schubkastenfront auf ihre volle Höhe. In dieser Weise wurde eine gleichmäßige Beschichtung von 1,5 mm Dicke über der gesamten Fläche des Kerns gebildet mit drei angeformten Kantenteilen von 2,0 mm Dicke und einer vierten Kantenbeschichtung mit den beschriebenen Leisten aus nichtzellförmigem thermoplastischen Material als einheitliche Teile des kontinuierlich und nahtlos gebildeten Überzuges.

Beispiel 4 ■

Beispiel 3 wurde wiederholt, nur daß die obere Glasurplatte 3 ein gehämmertes Finish aufwies, die obere zellförmige Matte eine größere Dicke von 8 mm hatte und 0,5 inm Beilagebleche über den Kantenformelementen angeordnet waren. Der Preßvorgang erfolgte wie in Beispiel 3 und die ausgegebene Schubkastenfront entsprach Fig. 7, nur daß die polierte Frontseite 73 in diesem Falle eine Abdrucktextur von der gehämmerten Fläche (3) zeigte.

Andere Texturen können ähnlich erzeugt werden, beispielsweise durch Einfügen von Glasgewebe zwischen der Formplatte und dem zellförmigen Material, wobei das Gewebe vorzugsweise durch Zwischenlage eines Polyäthylenterephthalatfilms an einem Ankleben gehindert wird.

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Beispiel 5

Bei diesem Beispiel wurden nur die Kanten und eine Fläche des Substrats beschichtet. Als Form wurde die in Beispiel 1 beschriebene verwendet und die Bedingungen waren ebenfalls identisch,, nur daß die beiden zellförmigen Matten 11 und 12 auf der Oberseite des Spanplattenkerns angeordnet wurden, der direkt auf der unteren Platte ruhte. . .

Nach dem Pressen und Entfernen aus der Form hatte die Spanplatte eine Beschichtung der Kanten und einer Seite. Beim .Durchsägen der Probe wurde festgestellt, daß die Beschichtung auf der Fläche eine Dicke von etwa 3 mm hatte. Die Bindung mit der Spanplatte war sehr gut und es wurden keine schwachgebundenen Bereiche festgestellt. Die Kantenbeschichtung war etwa 2 mm dick, ähnlich wie in Beispiel Abweichend von dem vollständig umhüllten Kern von Beispiel 1 zeigte sich jedoch bei diesem beschichteten Substrat der Beginn einer leichten Verwerfung zu einer flachen Schalenform beim Abkühlen.

Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)

Dieses Beispiel zeigt einen Vergleichsversuchjbei dem ein handelsübliches Acrylformpulver, das im wesentlichen aus Polymethylmethacrylat bestand, statt der zellförmigen

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Acrylmatten und -blöcke der vorangehenden Beispiele verwendet wurde. Die Form entsprach Fig. 5. Die benutzte Menge des Pulvers war die gleiche wie diejenige des in Beispiel 3 angewandten Zellmaterials; nach dem Einwiegen wurde die Menge in zwei Portionen aufgeteilt, die auf beiden Seiten des Spanplattenkerns verteilt wurden. Die vom.Hersteller empfohlenen Temperaturen und Drucke für, die Formung des Pulvers wurden angewandt,und zwar 135°C und 2420 kNm"². '':_■'

Bei der Entnahme aus der Form wurde gefunden, daß Material in die Griffleistenbereiche geflossen war und die Formgestalt gut wiedergegeben wurde. Die Beschichtungsflache hatte eine gute glänzende Oberfläche, jedoch bei Betrachtung unter etwa 45° wurden reichlich kleine Haarrisse von etwa 1 bis 2 mm Länge zusammen mit Bereichen · mit einem Aussehen wie von sehr feinen Nadelstichen festgestellt. Es waren auch reichlich Fließmarkierungen, ähnlich wie Bündel von feinen Linien ausstrahlend von unterschiedlichen Zentren, vorhanden, die bei Betrachtung aus der" Nähe zu sehen waren. ' "

Bei dem unter Verwendung von zellförmigem Material gemäß der Erfindung gebildeten Produkt von Beispiel 3 konnten keine dieser Fehler gefunden werden.

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Beispiel 7

Zum Vergleich der·Wirksamkeit von nicht-zellförmigen thermoplastischen Bahnmaterialien zur Bildung von Oberflächen- Schichtungen in ähnlicher Weise wurden Versuche durchgeführt. 3 mm Polymethylmethacrylatplatten wurden auf Spanplatten angeordnet, die im Warmluftofen wie in den vorangehenden Beispielen konditioniert worden waren und in einer beheizten Form gepreßt. Bei Anwendung ähnlicher Bedingungen wie in Beispiel 5 (wo die Beschichtungsdicke ebenfalls etwa 3 mm betrug), wurde kaum irgendeine Bindung zwischen der Spanplatte und der Polymethylmethacrylatschicht erzielt. Die Schichten konnten glatt vom Substrat abgeschält bzw. abgezogen werden. Tatsächlich trennten sich die Schichten üblicherweise von der Spanplatte beim Abkühlen ohne irgendeine Beihilfe. Auch schien während des Preßvorganges nur eine sehr geringe Fließbewegung stattzufinden, was eine Umhüllung sehr schwierig machte.

Daraufhin wurden schärfere Bedingungen untersucht, jedoch wurde festgestellt, daß 500⁰C und 3450 kNm"² etwa das Äußerste ist, was Spanplatten aushalten. Beispielsweise zerstörten bei einem Versuch zur Beschichtung nur einer Oberfläche der Spanplatte unter Verwendung von nicht-

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zellförmigem Polymerbahnmaterial höhere Drucke die Unversehrheit der Spanplatte und bei ihrer Einkapselung bzw. Umhüllung verursachten die in der Spanplatte "gespeicherten" Spannungen schwere Brüche und Rißbildungen beim Entformen.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche eines Substrats mit einem thermoplastischen Material durch Pressen des Materials gegen die Substratoberfläche mit einer auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt des Materials erhitzten Form, um das Material aufzuschmelzen und zu einem Fließen zu veranlassen unter Bildung einer der Gestalt der Form folgenden Beschichtung und anschliessendes Abkühlen der Schicht zur Verfestigung derselben vor der Entfernung der Form, wobei das Substrat zumindest unter den während der Beschichtungsoperation herrschenden Bedingungen unschmelzbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß das thermoplastische Material zu Beginn eine zellförmige Struktur hat^ die beim Schmelzen des. Materials und Fließen unter Bildung der Uberzugsschicht zerstört wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des thermoplastischen Materials durch die zell- ·■ ■ förmige Struktur um zumindest 100 % aufgeweitet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zellförmige Material in Form von einem oder mehreren

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Tafeln bzw. Matten oder Blöcken verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestalt der Form von. derjenigen der Substratoberfläche abweicht, so daß beim Preßvorgang eine Schicht von geschmolzenem thermoplastischen Material von ungleichmäßiger Dicke zwischen Sub-. strat und Form gebildet wird, wobei die Presse mit dem zellförmigen thermoplastischen Material in ungleichmäßig dicker Schicht beschickt wird, deren verdickte Bereiche den Stellen größerer Dicke der Schicht nach dem Schmelzen entsprechen.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material durch Emulgieren von Wasser in einer mit Wasser nichtmischbaren polymerisierbaren Flüssigkeit zur Bildung einer inversen Emulsion, Polymerisation der polymerisierbaren Flüssigkeit unter Aufrechterhaltung der Emulsion und nachfolgende Entfernung des dispergierten Wassers erzeugt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die polymerisierbare Flüssigkeit zumindest 80 Gew.?£ Methylmethacrylat umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

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daß das zellförmige thermoplastische Material eine offenzellige Struktur besitzt.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material beim Schmelzen eine Beschichtung über allen Substratflächen unter Umhüllung des Substrat mit einer kontinuierlichen Schicht bildet.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form einen Teil einer Preßform mit einem durch Bewegung von zumindest der Form relativ zu anderen Preßformteilen verringerbaren Formhohlraum bildet und das thermoplastische Material in der Preßform um das Substrat herum verteilt wird und die mit dem Material in Kontakt befindlichen Teile während einer Verminderung des Fonnhohlräums derart aufgeheizt werden, daß das Material schmilzt und zu einem Fließen um das Substrat unter Bildung einer das Substrat als Kern einschließenden kontinuierlichen Beschichtung veranlaßt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat ein schicht- oder plattenförmiger Körper verwendet wird, dessen Kanten gegenüber der die Kanten umgebenden Form unterschiedlich gestaltet sind und zell-

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förmiges thermoplastisches Material zumindest als Bahnmaterial benachbart zu beiden Flächen des schichtförmigen Substrats angeordnet wird, wobei ausreichend zellförmiges thermoplastisches Material zur Ausfüllung des Volumens zwischen den Substratkanten und der Form mit geschmolzenem Material während des Preßvorganges : zusätzlich zur Formung einer geschmolzenen Schicht über beiden (Haupt)flächen vorgesehen wird, unter Ausbildung eines von Plastikmaterial umschlossenen schichtförmigen Substrats mit angeformten- Kanten von besonderer Gestalt entsprechend der Differenz zwischen der Gestalt der Substratkanten und der Formkanten.

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