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Rudi A d e b a r , Essen
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Albert F ä h n r i c h, Essen Verfahren zur Herstellung von Metalleffekt
aufweisenden Formkörpern mit vorzugsweise reliefartiger Oberfläche Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von-Formkörpern mit vorzugsweise reliefartiger
Oberflächenstruktur durch Einbringen einer, insbesondere Metallpulver enthaltenden
härtbaren Masse in gegebenenfalls mehreren Schichten in eine die gewünschte Oberflächenstruktur
aufweisende Form.
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Zur Herstellung von Metalleffekt aufweisenden Formkörpern mit vorzugsweise
reliefartiger Oberfläche, z.B von Mappen, Stadtansichten, Tieren oder dergleichen,
ist es bekannt, Formen, die das gewunschte Relief negativ enthalten, mit einem härtbaren,
Metallpulver enthaltenden Harz in geringer Schicht mit etwa l.bis 3 mm zu bedecken.
Das Harz wird dann, vorzugsweise durch Einwirkung von Wärme, gehärtet, die Härtung
jedoch zu einem Zeitpunkt unterbrochen, bei dem die Oberfläche dieser ersten Schicht
noch klebrig ist, aber nicht mehr mit dem Fingernagel durchgeritzt werden kann.
Anschließend
wird eine sogenannte Hintergußmasse, die frei von
Metallpulver ist, in die Form eingegossen und diese bis zum Rand ausgefüllt. Danach
wird die Hintergußmasse, ebenfalls vorzugsweise bei erhöhter Temperatur, ausgehärtet.
Das Formstück wird nach der Erhärtung zweckmäßig in noch heißem Zustand entformt.
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Die Oberfläche des entformten Formteils kann weiter behandelt werden,
indem sie, gegebenenfalls nach Anschleifen und Freilegen der eingeschlossenen Metallteilchen,
glänzend gemacht oder chemisch etwa im Sinne einer Patinierung weiter behandelt
werden soll.
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Als Formmaterial eignet sich z.B. Polyäthylen oder Siliconkautschuk.
Bekanntlich ist Siliconkautschuk besonders gut zur Herstellung von Abgüssen von
strukturreichen Oberflächen geeignet, wobei die erhärteten Abgüsse dann als Formen
verwendet werden können.
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Es ist auch bekannt, z.B. bei der Verwendung von Holzmodellen Trennmittel,
insbesondere Trennwachse, zu verwenden.
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Bei der geschilderten Arbeitsweise kann in die erste Schicht des erhärtenden
Harzes aus Gründen der Verarbeitbarkeit nur eine vom Pigment her begrenzte Menge
Metallpulver eingebracht werden. Es ist dabei nicht zu vermeiden, daß - mikroskopisch
betrachtet - an der Oberfläche des Formteiles
Metallpulver und Bindemittel
nebeneinander vorliegen, d.h.
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daß die Oberflächenkonzentration des Metallpulvers über ein bestimmtes
Ausmaß hinaus nicht erhöht werden kann. Da aber gerade der Metalleffekt der Oberfläche
des Formkörpers sowohl für den ästhetischen Eindruck wie für die technische Weiterbehandlung
(Schleifen, Patinieren) von entscheidender Bedeutung ist, liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben.
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Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß man auf der Oberfläche der
Form einen gegenüber dem Material der Form abhäsiven Film bildet, auf diesen Film
Metallpulver in einer zu seiner vollkommenen Bedeckung ausreichenden Menge aufbringt
und schließlich auf die Metallpulverschicht eine sich mit dem Metallpulver verbindende
härtbare Schicht aufträgt und diese Schicht in an sich bekannter Weise aushärtet.
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Als abhäsive Schicht eignen sich besonders die an sich bekannten Trennmittel,
wie z.B. Trennwachse oder -öle auf pflanzlicher, mineralischer oder Silicon-Basis.
Es können auch die Salze einer Fettsäure verwendet werden. Vorzugsweise werden klebrige
Trennmittel verwendet, wobei die Klebrigkeit so zu verstehen ist, daß zwar gegenüber
dem Material der Form die abhäsiven Eigenschaften auftreten, das Trennmittel selbst
aber gegenüber dem Metallpulver adhäsiv, d.h. klebend ist.
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Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der abhäsiven Schicht zu
erreichen, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die schichtbildenden
Trennmittel in einem Lösungsmittel zu lösen und vor Aufbringen des Metallpulvers
das Lösungsmittel abdunsten zu lassen. Die Abdunstung des Lösungsmittels kann durch
vorsichtiges Erwärmen beschleunigt werden. Bevorzugt sind möglichst niedrigsiedende
Lösungsmittel, welche ihrerseits die Form nicht angreifen dürfen.
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Die Art des Lösungsmittels richtet sich nach der Art des Trennmittels.
Derartige Lösungsmittel können Wasser, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe,
Ester, Äther oder Ketone sein. Beim Abdunsten des Lösungsmittels ist darauf zu -achten,
daß die Verdampfungsgeschwindigkeit so gering ist, daß sich keine Blasen bilden.
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Es kann von Vorteil sein, nur so viel Lösungsmittel durch Abdunsten
zu entfernen, daß ein gewisses Anhaften des Metallpulvers am Trennmittel gewährleistet
wird. Hier ist jedoch darauf zu achten, daß das Lösungsmittel mit dem härtbaren
Harz der ersten Schicht verträglich ist und von diesem durch Diffusion möglichst
aufgenommen wird. Es ist jedoch auch möglich, das Lösungsmittel vor dem Aufbringen
des Metallpulvers ganz zu entfernen.
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Nach Bildung der gegebenenfalls noch schwach klebrigen Trennmittelschicht
wird das Metallpulver aufgebracht. Dieses Aufbringen kann durch Aufstreuen oder
Aufstreichen mit einem
Pinsel geschehen. Im Falle des Aufstreuens
empfiehlt sich, durch Verwendung eines feinmaschigen Siebes ein gleichmäßiges Auftreffen
des Metallpulvers auf die Oberfläche zu gewährleisten. Derartige Techniken sind
z.B. aus dem Emaillieren von Metallgegenständen bekannt.
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Verwendet man härtbare Polyesterharze als Harze zum Ausfüllen der
Form, kann es von Vorteil sein, die Metallpulver mit einem Vernetzungsmittel für
das Polyesterharz, z.B.
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Styrol, zu befeuchten. Hierdurch wird eine besonders gute und innige
Verbindung des Metallpulvers mit dem Polyesterharz erreicht. Bei Verwendung von
Harzen mit anderen die Härtung bewirkenden Gruppen, wie z.B. Epoxidharze, verwendet
man in entsprechender Weise z.B. dünnflüssige, als Härter bekannte Amine.
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Ist die Trennmittelschicht vollständig mit dem Metallpulver abgedeckt,
wird vorsichtig das den eigentlichen Formkörper bildende Harz aufgebracht. Es ist
dabei von Vorteil, daß das Metallpulver bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von
dem Trennmittel in seiner Lage etwas fixiert wird, so daß beim Aufgießen des Harzes
ein Abspülen des Metallpulvers von Teilen der Formoberfläche vermieden wird.
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Die weitere Bearbeitung kann in an sich bekannter Weise erfolgen.
Zunächst wird die erste Schicht ausgehärtet, z.B.
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bei Verwendung eines Polyesterharzes durch Erwärmen des
Härter
enthaltenden Harzes. Sodann können eine oder mehrere Schichten Hintergußmasse je
nach gewünschter Dicke des Formkörpers aufgetragen werden.
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Als Metallpulver können die für diese Zwecke bekannten feinteiligen
Aluminium-, Kupfer-, Eisen- und Bronze-Pulver verwendet werden. Jedoch stellt diese
Aufzählung keine erschöpfende, sondern nur eine beispielsweise Aufzählung dar.
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Die Metallpulver sollen zweckmäßig eine Teilchengröße von etwa 50
bis 200 p haben. Besonders zweckmäßig werden Metallpulver verwendet, welche schuppenförmig
sind, da hierdurch eine besonders gute Abdeckung des Untergrundes erzielt wird.
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Der erfindungsgemäß hergestellte Formkörper mit vorzugsweise reliefartiger
Oberfläche läßt sich durch die hohe Metallpulverkonzentration an der Oberfläche
in besonders vorteilhafter Weise schleifen, oxydieren (patinieren) und gegebenenfalls
anfärben. Der metallische Effekt der Oberfläche ist bei den Verfahrensprodukten
des erfindungsgemäßen Verfahrens, ohne Verwendung größerer Mengen Metallpulver als
nach dem Stand der Technik notwendig, naturgetreuer und von metallischen Angüssen
optisch praktisch nicht zu unterscheiden.
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Es ist auch möglich und von besonderem Vorteil, der ersten Schicht
des Polyesterharzes weiteres Metallpulver zuzusetzen. Hierdurch wird insbesondere
nach dem Polieren oder
Anschleifen der obersten Metallschicht ein
besonderer Effekt dadurch erzielt, daß der Untergrund unter dem Metallpulver selbst
noch metallisch das Licht reflektiert, so daß selbst eine behandelte Oberfläche
durch eine besondere eigentümliche Reflektion des Lichtes den Eindruck eines kompakten
Metallgusses erweckt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eröffnet sich die Möglichkeit,
durch Abgüsse bekannter Reliefs oder neugefertigter reliefartiger Oberflächen serienmäßig,
mit preiswert zur Verfügung stehenden Kunstharzen künstlerisch wirkende Gegenstände
herzustellen, die den Eindruck des Metallgusses erwecken, ohne daß es der Verwendung
der relativ teuren Metalle sowie der aufwendigen Gußtechnik für Metalle bedarf.
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Wenn das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise
auch bei der Herstellung von Formkörpern mit reliefartiger Oberfläche liegt, so
kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch zur Herstellung von Formkörpern mit
ebener Oberfläche verwendet werden. Beispiel eines Formkörpers mit einer ebenen
Oberfläche ist eine Tischplatte.
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So ist es möglich, Tischplatten oder auch Fensterbänke, Treppenstufen
oder Teile hiervon aus mit Füllstoffen pigmentierten, härtbaren Kunstharzen herzustellen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung von Kupferpulver als Metallpulver
hergestellte Tischplatte hat einen hochwertigen optischen Kupfereffekt. Die Platte
kann in an
sich bekannter Weise angeschliffen und/oder patiniert
werden. Es ist fernerhin möglich, derartige Platten als Bauelemente, z.B. für Türen,
wie Eingangs türen, oder als Schmuckelemente in einer Fassade zu verwenden.
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Das folgende Beispiel zeigt die Herstellung eines Formkörpers mit
reliefartiger Oberfläche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren: Beispiel Eine Polyäthylenform.mit
einer Grundfläche von 37 x 32 cm, welche im Negativ das Halbrelief mit einem ägyptischen
Königsmotiv aufweist, wird mit einer dünnen Trennmittelschicht versehen. Als Trennmittel
wird ein im Handel befindtisches Trennwachs auf mineralischer Grundlage benutzt.
Die Trennwachsschicht ist von äußerst geringer Schichtdicke (< 0,1 mm), Es ist
auch möglich, das Trennwachs in einem niedrigsiedenden Lösungsmittelgemisch aus
aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln aufzulösen, die Form einzupinseln
und das Lösungsmittel weitgehend bei Zimmertemperatur abdunsten zu lassen. Es resultiert
eine etwas klebrige Schicht, auf die Kupferpulver einer durchschnittlichen Teilchengröße
von etwa 100 p aufgestreut wird, bis eine mittlere Schichtdicke von etwa 0,2 bis
0,3 mm entstanden ist. Da im vorliegenden Beispiel als härtbares Harz ein
Polyesterharz
verwendet wird, wird das Kupferpulver vorher mit einer geringen Menge Styrol benetzt.
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33 g handelsübliches härtbares Polyesterharz, 10 g Styrol sowie 5
g Härter werden miteinander vermischt. Diesem Gemisch können zusätzlich 100 g Metallpulver,
z.B. Eisenpulver einer Teilchengröße von etwa 100 bis 200 ij, zugesetzt werden.
Die Mischung wird gut verrührt und auf die zuerst aufgebrachte Metallpulverschicht
vorsichtig aufgegossen. Das Gemisch erwärmt sich während der Aushärtung und ist
nach 15 Minuten so weit ausgehärtet, daß die Schicht als solche fest, aber noch
leicht klebrig ist. Auf diese noch klebrige Schicht wird eine Hintergußmasse aufgegossen,
welche aus 330 g handelsüblichem Epoxidharz, 660 g Quarzmehl, 70 g Styrol und 5
g Härter (alle Bestandteile sind gut vermischt) besteht. Die vollständige Aushärtung
ist nach 30 bis 40 Minuten erfolgt. Um eine gewisse Klebrigkeit der Oberflächenschicht
zu vermeiden, kann es von Vorteil sein, die Oberfläche der Hintergußmasse während
des Aushärtens mit einer Cellophanfolie zu bedecken. Diese kann nach dem Aushärten
abgezogen werden In gleicher Weise irann auch ein großformatiges Werkstück, wie
z.B. eine Tischplatte, hergestellt werden.
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Der Foritikörper wird nach dem Erkalten der Form entnommen.
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Zur Erzielung von Oberflächeneffekten kann der ForrtRörper
nun
in an sich bekannter Weise angeschliffen, geätzt und/ader patiniert werden. Es resultiert
ein Formkörper, der in vollendeter Weise den Eindruck eines Kupferabgusses erweckt,
jedoch billig und in Serie hergestellt werden kann.