DE2656922C2 - Metallisiertes Kunststoff-Kraftfahrzeug-Formteil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein metallisiertes Kunststoff-Kraftfahrzeug-Formteil gemäß dem Oberbegriff des Pattntanspruchs.

Metallisierte Kunststi. ff-Fori teile sind vielfach bekannt. Das Aufbringen der Metallschicht auf den jeweiligen Kunststoff-Grundkön r erfolgt nach dem Versiegeln des Kunststoff-Untergrundes und Bildung eines glatten, gleichmäßigen Überzuges, der kleine Unebenheiten ausfüllt, durch sogenanntes Vakuum-Metallisieren, vgl. Zeitschrift »Plastverarbeiter«. 1969, Seiten 877 bis 884. Eine solche Metallschicht ist weniger als ΙΟΟμτη dünn und weist eine sie schützende, lichtdurchlässige Deckschicht auf. die ebenfalls aus Kunststoff besteht. Die Deckschicht hat die Aufgaüe, den Metallfilni mechanisch gegen Abrieb und atmosphärische Einflüsse zu schützen. Um ein Austreten des Weichmachers aus dem Grundkörper zu verhindern, ist ferner zwischen Grundkörper und Metallschicht eine zusätzliche Schutzschicht vorgesehen, vgl. US-PS 29 93 608.

Derartige Kunststoff-Bauteile konnten jedoch bisher nicht für außenliegende Kraftfahrzeug-Formteile. beispielsweise für StoOstangen. .Stoßstangenteile und Teile von Kotflügeln verwendet werden, da die bekannten Kunststoffteile mit metallisierten Oberflächen nicht die hierfür erforderliche Biegsamkeit bei tiefen Temperaturen. Beständigkeit gegen Steinschlag und gegen Korrosionen sowie das Aussehen einer Chromplattierung aufweisen. Für außenliegende Kraftfahrzeugteile würden daher zähe aber biegsame, gegen falsche Behandlung widerstandsfähige Elastomere, vorzugsweise die für den Spritzguß geeigneten, thermoplastischen ,polyurethane besser, geeignet sein, Wobei unter einem »biegsamen Elastomer« ein thermoplastischer oder aushärtender natürlicher oder künstlicher Werkstoff verständen Wird, der eine Dehnbarkeit Von mehr als etwa 30% besitzt, während Unter einem »starren« Werkstoff ein solcher verstanden wird, der eine Dehnbarkeit von weniger als 10% besitzt. Die Verwendung von thermoplastischen Urethanen, die bekanntlich infolge ihrer Lichtempfindlichkeit durch Sonnenlicht erheblich stärker beeinträchtigt werden als andere Kunststoffe, verursacht aber weitere Schwierigkeiten, vgl. »Modem Plastics«, Dezember 1974, Seiten 42 bis 46. Dort ist über die Herstellung me'allisierter Kunststoff-Formteile im Hinblick auf die in der Praxis auftretenden Umwelteinwirkungen ausgeführt, daß die Wechselbeziehungen zwischen dem Kunststoffkörper, der Grundierung, dem metallischen Überzug und der Deckschicht so verwickelt sind, daß eine Veränderung eines derselben gewöhnlich bedeutet, daß man ein oder mehrere Bestandteile ebenfalls ändern muß.

Abgesehen von diesen Schwierigkeiten hat sich in Versuchen überraschenderweise gezeigt, daß die bisher als lichtundurchlässig angesehene Metallschicht tatsächlich aber lichtdurchlässig ist. Bei der Warmbehandlung nach dem Lackieren entstehen nämlich lichtdurchlässige Haarrisse. Nach längerer Lichteinwirkung erfolgt nun eine Zersetzung der Oberseite des Grundkörpers unter dem Metallfilm und eine Ablösung dieses Metallfilms durch Zerstörung der Haftwirkung. Diese Haarrisse sind zwar für das bloße Auge nicht sichtbar und beeinträchtigen demgemäß das metallische Aussehen nicht, sie lassen aber das Licht passieren, das dann seine schädlichen Wirkungen in der unter der Metallschicht liegenden oberen Grenzschicht des Grundkörpers ausübt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten metallisierten Kunststoff-Kraftfahrzeug-Formteile gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches derart zu verbessern, daß sie auch gegen längere Lichteinwirkung beständig und damit auch für außenliegende Kraftfahrzeugteile verwendbar sind.

Diese Aufgabe ist bei einem metallisierten Kunststoff-Kraftfahrzeug-Formteil der oben genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Der Metallfilm des Formteiles besteht vorzugsweise aus Chrom, rostfreiem Stahl oder Aluminium.

Durch die zwischen dem Grundkörper und dem Metallfilm angeordnete lichtundurchlässige Sperr-

schicht wird nunmehr verhindert, daß das durch die mikroskopisch feinen Risse im Metallfilm hindurchtretende Licht auf die Oberseite des Grundkörpers gelangt und diesen zersetzt. Es können also nunmehr aus biegsamen, thermoplastischen Urethan bestehende.

außenliegende, metallisierte Kunststoff-Kraftfahrzeug-Formteile hergestellt werden, die alle Anforderungen auch hinsichtlich der Lebensdauer erfüllen.

Fm solcher nach der Erfindung hergestellter Formkörper aus thermoplastischem Urethan wird also erforderlichenfalls nach Reinigung seiner Oberfläche mit vier gut miteinander verbundenen Schichten oder Filmen versehen, durch die der Formkörper das gewünschte glänzende metallische Aussehen erhält, das auch durch längere intensive Lichteinwirkung sich nicht ändert. Hierzu wird der geiein gte Kunststoff-Formkörper zunächst mit einer Sperrschicht aus einem ,pigmentierten und folglich lichtundurchlässigen Ure-

äfflthaniack überzögen, die im trockenen Zustand eine Stärke von 20 bis 30 μιη aufweist und mit der Spritzpistole aufgebracht und darin getrocknet wird; Hierfür können aromatische Urethane Verwendet Werden, Noch besser sind allerdings aliphatische Urethane, die schon von sich aus eine größere

Lichtbeständigkeit be'^;ven.

Auf die Sperrschicht wird eine Ausgleichsschicht, bestehend aus sinem Melamin-Formaldehydharz, oder noch besser aus einem Urethan-Epoxy-Harz aufgebracht, die im trockenen Zustand eine Stärke von etwa 20 bis 30 μηι besitzt. Diese Ausgleichsschicht wird ebenfalls getrocknet. Falls man diese Ausgleichsschicht direkt auf den Kunststoff-Formkörper aufgebracht hätte, würde sie auf diesem nicht gut haften. Andererseits fließt der pigmentierte Urethanlack für die Sperrschicht nicnt sehr gut und liefert nicht die ausgeglichene, glänzende und glatte einheitliche Oberfläche, die für die Vakuumabscheidung von Metall erforderlich ist. Nach Möglichkeit sollte die Ausgleichsschicht auch lichtbeständig sein.

Je nach dem gewünschten Aussehen des fertigen Formteiles kann diese Ausgleichsschicht entweder glänzend oder auch matt ausgebildet werden. Vorzugsweise wird diese Ausgleichsschicht »feuchi-auf-feucht« direkt auf die aufgespritzte, aber noch nicht vollständig getrocknete Grundschicht aufgebracht, um die bessere Bindung zwischen den Schichten zu erhnlten.

Dann wird das Metall im Vakuum auf die Ausgieichsschicht aufgebracht, vorzugsweise im sogenannten Widerstandsverfahren. Es kann aber auch das Kathoden-Zerstäubungs-Verfahren angewendet werden. Dieses Verfahren liefert eine heller scheinende Schicht als die anderen Verfahren, aber ein darauf aufgebrachter Lacküberzug erzeugt leicht mikroskopische Risse in der Metallschicht. Außerdem wird das Widerstandsverfahren deshalb bevorzugt, weil es einen erheblich geringeren Aufwand hinsichtlich der Anlage erfordert. Die solcherart aufgebrachte Metallschicht weist eine Stärke von 20 bis ΙΟΟμπι auf, ist also ausreichend, um das gewünschte metallische Aussehen zu erzielen. Der Chromgehalt im rostfreien Stahl ist wesentlich; es können aber auch geringe Anteile von Nickel und/oder Magnesium und/oder anderen Metallen vorhanden sein. Auch die Verwendung von reinem Chrom ist möglich, weil überraschenderweise gefunden wurde, daß Chrom hier sehr erfolgreich im Vakuum aufgebracht werden kann. Praktiscn reines Aluminium liefert ein gefälliges Aussehen und kommt darin den üblichen, elektrisch auf Metallteilen abgeschiedenen Chromüberzügen am nächsten. In zweiter Linie entspricht im Widerstandsverfahren im Vakuum abgeschiedenes Chrom in seinem Aussehen dem elektrisch auf Metallteilen abgeschiedenen Chrom.

Da der dünne Metallüberzug nicht widerstandsfähig gegen Abrieb und langdauernde Wettereinflüsse ist. wird er durch eine biegsame, abriebfeste, nicht opaque Deckschicht geschützt, die beispielsweise aus einem Acrylharzlack besteht. Vorzugsweise wirü ein klarer Lack verwendet, der aus einer Mischung aus Acrylharz, aliphatischen! Urethan und Melaminharz besteht, da dieser ganz bestimmte Vorteile besitzt.

Die Stärke der Deckschicht liegt vorzugsweise zwischen 20 und 30 μπι im trockenen Zustand und wird vorzugsweise sorgfällig getrocknet, zum Beispiel bei 120⁰C; allzu hohe Temperaturen können aber ein gewisses Vergilben oder ein Irisieren erzeugen. Die Deckschicht ist so ausgebildet, daß sie sowohl an der Metallschicht als auch an dem Kunststoff-Formteil fest haftet. Indem diese Deckschicht das Formteil überlappt, werden die Metallschicht und die zwei darunterliegenden Schichten zwischen der Deckschicht und dem Kunststoff-Formteil eingeschlossen, wodurch ein Aufblättern an den Kanten verhindert wird.

Da die metallische Schicht gewissermaßen mit mikroskopisch feinen Rissen in regelmäßiger Anordnung versehen ist, ist eine spätere " erformung und Biegung des Forrnteüs möglich, ohne daZ s~in Aussehen dabei merklich oder unzulässig leidet. Außerdem wird von diesen mikroskopisch feinen Rissen das Licht in gewissem Ausmaß reflektiert; diese Charakteristik kann dem Fonnteil ein gewünschtes vorteilhaftes Aussehen geben. Ferner kann eine weiße oder gefärbte, lichtundurchlässig pigmentierte Sperrschicht wirkungsvoll eingesetzt werden, um das Aussehen der Metallschicht vorteilhaft zu verändern und dtn Gesamteindruck des mehrschichtig metallisierten Kunststoff-Formteils zu verbessern.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung in stark vergrößerter schematischer Darstellung ein teilweiser Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes KunstEtoff-Kraftfahrzeug-Formteil dargestellt, wobei es sich um eine Kotflügel-Verlängerung für einen Personenwagen handelt.

Unmittelbar auf dem Grundkörper 1 aus thermoplastischen Urethan liegt als lichtundurchlässige Sperrschicht 2 eine getrocknete pigmentierte Urethan-Lackschic.it. Darüber liegt als Ausgleichsschicht 3 eine getrocknete Melamin-Formaldehydharz-Schicht. Darüber liegt als Metallschicht 4 eins im Vakuum aufgebrachte Schicht aus rostfreiem Stahl mit 20% Chromgehalt in einer Stärke von 80μΐη. Darüber liegt schließlich als Deckschicht 5 eine klare Lackschicht aus Acrylharz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Metallisiertes Kunststoff-Kraftfahrzeug-formteil, bestehend aus einem unter üchteinwirkung sich zersetzenden, biegsamen, elastomeren Polyurethan-Grundkörper mit einer Dehnbarkeit von mehr als 30%, einer auf der Oberfläche des Grundkörpers angeordneten, feuchtigkeitsundurchlässigen Sperrschicht aus einem thermoplastischen Harz, einer über der Sperrschicht angeordneten Ausgleichsschicht zum Ausfüllen von Unebenheiten der Sperrschicht, einem auf die Ausgleichsschicht durch Vakuum-Metallisierung aufgebrachten, gegebenenfalls Haarrisse aufweisenden Metallfilm mit einer Dicke von weniger als ΙΟΟμίη und einer auf dem Metallfilm befindlichen, lichtdurchlässigen Deckschicht auf Basis eines Acrylharz-Lackes, d a durch gekennzeichnet, daß die feuchtigkeitsundurchlässige Sperrschicht zugleich eine lichtundurchlässige Sperrschicht (2) aus einem pigmentierten I '--ethanharz ist, und daß die Ausgleichsschicht (3) aus einem ausgehärteten, duroplastischen Harz besteht, das entweder ein Melamin-Formaldehyd-Harz oder ein Harz auf Basis einer Mischung aus einem aliphatischen Urethanharz und einem anhydridgehärteten Epoxyharz ist.