DE3119377A1

DE3119377A1 - Vorrichtung zum bestimmen des deformationsmechanischen verhaltens von lacken

Info

Publication number: DE3119377A1
Application number: DE19813119377
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Dipl.-Chem. Dr. 6703 Limburgerhof Jaeckel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1980-05-19
Filing date: 1981-05-15
Publication date: 1982-03-11

Description

Vorrichtung zum Bestimmen des deformationsmechanischen
Verhaltens von Lacken Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen des deformationsmechanischen Verhaltens von Lacken, insbesondere von Lacküberzügen auf Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, bei der eine plattenförmige Probe zwischen zwei Halteorganen eingespannt und bei im wesentlichen konstant gehaltenem Abstand der Halterorgane verformt wird.
Es ist bekannt, Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen dadurch ein dekoratives Aussehen und besserer Oberflächeneigenschaften zu verleihen, daß sie vollstEndig oder teilweise mit Lacküberzügen versehen werden Neben-Härte, Haftung, Abrieb- und Kratzfestigkeit ist für viele Anwendungs- und vornehmlich Verarbeitungszwecke die Elastizität der OberzUge von ausschlaggebender Bedeutung. Elastische Ueberzüge auf Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen erlauben eine nachträgliche Verformung der Formkörper und erleichtern damit vielfach die Verarbeitbarkeit des Kunststoffes. Wenig elastische Lackfilme können erst nach beendeter Verformung auf das Kunststoffteil aufgebracht werden. Dies kann oft zu Problemen bei der Applikation und Aushärtung führen. Daher ist es sehr wichtig, Prtfwerte von der Elastizität des betreffenden Lackfilmes auf dem Kunststoff zu haben. Bekannte Verfahren bzw. Vorrichtungen, beispielsweise die für die Prüfung von Metallbeschichtungen verwendeten Prüfmethoden, wie Erichsentiefung, Dornbiegeprobe, Schlagfall- oder Tiefziehnäpfchenprüfung (coil-coating-Lacke) haben sich in der Praxis aufgrund der unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen und Metall als nicht tauglich erwiesen.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die schnell und reproduzierbar die Bestimmung des deformationsmechanischen Verhaltens von Lacküberzügen von Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, die Bestimmung des deformationsmechanischen Verhaltens bei reiner Zugbeanspruchung mit vorgegebener Dehnungsgeschwindigkeit vorzunehmen. Dabei soll eine fehlerfreie Krafteinleitung über die Formkörper fixierende Halteorgane sichergestellt sein.
Diese Aufgaben werden bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Halteorgan an einem senkrecht auf einer Grundplatte stehenden Prof1tab befestigt ist, der Profilstab durch die Grundplatte geführt ist und auf seinem freien Ende ein Antriebsrat trägt, welches mit dem zweiten, auf einer Kreisbahn bewegbaren Halterorgan in Wirkverbindung steht.
Hierdurch wird in baulich einfacher und wartungsfreier Weise erreicht, daß die Deformation der Probe gleichniäßig erfolgt. Die Probe wird in vertikaler Ausrichtung zwischen den zwei Halteorganen eingespannt und durch Einwirkung einer genau definierten Kraft auf das bewegbare Halteorgan solange um den Profilstab, vorzugsweise um einen Stab mit kreisrundem Querschnitt, gebogen, bis an der Biegestelle Rißbildungen in der Lackschicht erkennbar sind. Der dabei von der plattenförmigen Probe bzw. von dem beweglichen Halteorgan überstrichene Winkel kann auf der Grundplatte des Gerätes genau abgelesen werden und dient als Maß für die Elastizität des Lacküberzuges.
Für die Bestimmung des Dehnungsverhaltens bestimmter Lacke kann es erforderlich sein, die Prüfung bei höheren Tempe- 'raturen, beispielsweise bei Temperaturen von bis zu 2000C n vorzunehmen. Aufgrund ihrer kompakten Bauweise und einfachen Handhabung kann die Vorrichtung hierfür leicht in eine entsprechende Heizeinrichtung installiert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung nach der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3.
Eine beispielhafte Ausrührungsform der Vorrichtung ist in den Figuren l und 2 schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.
Im wesentlichen besteht die Vorrichtung aus einer auf vier Füßen gelagerten, zweckmäßigerweise quadratischen Grundplatte 1, in deren Mittelpunkt ein senkrecht stehender Profilstab 2, vorteilhaft ein Profilstab mit kreisrundem Querschnitt angebracht ist. Der Profilstab ist durch die Grundplatte geführt und trägt auf seinem freien, unten aus der Grundplatte herausragendem Ende ein von einem Elektromotor (in der Zeichnung nicht dargestellt) mit gleichmäßiger und einstellbarer Geschwindigkeit antreibbares Antriebsrad 5. Als Antriebsrad kann ein Zahnrad oder eine mit ebenen Stirnflächen versehene und am Umfang wenigstens eine Bohrung 6 aufweisende Scheibe in Betracht kommen. Das Antriebsrad ist form- und kraftschltissig mit dem beweglichen Halteorgan 3 verbunden, beispielsweise dergestalt, daß in die Bohrung 5 des Antriebsrades ein durch die Grundplatte reichender Bolzen oder Stift 7 des Halteorgans 3 eingesetzt ist. Auf diese Weise ist das Halteorgan 3 auf einer Kreisbahn, vorteilhaft auf einer Kreisbahn mit einer Gradeinteilung von 0 bis aOO bewegbar, wobei gleichzeitig der Abstand zum Halteorgan a im wesentlichen konstant gehalten wird.
"Mit 4 ist das am Profilstab 2 befestigte und aus Klemmelementen 8 und 9 gebildete Halteorgan bezeichnet, dessen aus einem Winkelprofil bestehendes Element 8 vornehmlich tangential an den Profilstab anschließt. Das ebenfalls aus einem Winkelprofil bestehende Element 9 ist zum Festklemmen und Lösen der plattenförmigen Probe 10 auf der Grundplatte l mit Hilfe von Stiften 11 geführt und kann durch eine Rändelsohraube 12 arretiert werden.
Zur Bestimmung des defcrmationsmechanischen Verhaltens von Lacküberzügen auf Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen wird die plattentOrmige Probe 10 mit einer Längskante auf der Grundplatte l aufliegend zwischen den zwei Halteorganen 3 und 4 eingespannt. Falls erforderlich kann die Vorrichtung anschließend zusammen mit der Probe in einer Heizeinrichtung, beispielsweise in einem Trockenschrank, auf die gewünschte Pr ftemperstur erwärmt werden. Nach einer genau definierten Temperungszeit wird außerhalb des Trockenschrankes der Elektromotor gestartet, wobei gleicnzeitig eine Beleuchtungseinrichtung die Biegestelle am Profilstab 2 ausreichenå erhellt.
Durch eine als Linse dienendes T'enster im Trockenschrank wird die Biegestelle solange beobachtet bis der überzug auf der c'attenförmigen Probe die ersten Risse zeugt. Der Elektromotor wird sofort abgeschaltet und auf der auf der Grundplatte angebrachten Gradeinteilung der von der Probe überstrichene Winkel abgelesen. Dieser Winkel dient als Maß für die Verformbakeit des Lacküberzuges für das betreffende Kunststoffsubstrat. Vergleichsmessungen an plattenförmigen Proben gleicher Beschaffenheit zeigen eine sehr gute Reproduzierbarkeit der gefundenen Werte.
Zeichen.

Claims

Patentansprüche 44 Vorrichtung zum Bestimmen des deformationsmechanischen Verhaltens von Lacken, insbesondere von Lacküberzügen auf Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, bei der eine plattenförmige Probe zwischen zwei Halteorganen eingespannt und bei im wesentlichen konstant gehaltenem Abstand der Halteorgane verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteorgan (4) an einem senkrecht auf einer Grundplatte (1) stehenden Profilstab (2) befestigt ist, der Profilstab durch die Grundplatte geführt ist und auf seinem freien Ende ein Antriebsrad (5) trägt, welches mit dem zweiten, auf einer Kreisbahn bewegbaren Halteorgan (3) in Wirk-rerbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß das Halteorgan (4) aus zwei Klenmelementen (8) und (9) besteht, wobei das Element (8) tangential an den Profilstab (2) anschließt.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ekennzeichnet, daß die Kreisbahn, auf der das Halteorgan (3) bewegt wird, eine Gradeinteilung von o9oO aufweist.