DE3445922A1 - Schutzbeschichtungsverfahren - Google Patents
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Description
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schutzbeschichtungen aus Kunststoff an Kanten, Ecken und
Auflageflächen von Metallteilen und anderen starren Gegenständen,
insbesondere zum Beschichten der Auflageflächen an Abstandshaltern, wie Abstandshalterkörben für die
Betonarmierung und als Schutz an Schneidkanten profilierter Bleche und dergleichen, wie Pahrradschutzbleche, im
Tauchverfahren, bei dem die zur Reaktion kommenden Ausgangskomponenten des Kunststoffes als flüssige Mischung auf die
zu beschichtende Kante, Ecke oder Auflagefläche aufgetragen werden und nachfolgend zu dem Kunststoff aushärten.
Derartige Schutzbeschichtungen können zwar grundsätzlich flächendeckend zur Anwendung kommen, doch wird bevorzugt
lediglich eine Kante, Ecke oder Auflagefläche eines starren
Gegenstandes, insbesondere eines Metallteiles, wie eines Metallbleches oder Metallstabes, mit der Schutzbeschichtung
versehen, die dann im Vergleich zu einem reinen Flächenschutz relativ dicker sein muß, um die Kante, Ecke oder Auflagefläche
möglichst wulstartig zu umgeben. Durch eine solche wulstartige Verdickung wird unter anderem ein guter Verletzungsschutz,
eine gewisse Stoßabsorption sowie ein dauerhafter Korrosionsschutz dieser besonders exponierten Bereiche des
starren Gegenstandes erreicht.
Eine solche Schutzbeschichtung ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift
67 53 211 für die Anwendung an Abstandshaltekörben aus Draht im Bereich der fußähnlichen Drahtauflageflächen
bekannt. Soweit diese bekannten Schutzbeschichtungen im Tauchverfahren hergestellt worden sind, war zur Erzielung einer
ausreichenden Beschichtungsdicke und zur Gewährleistung vertretbarer Härtungszeiten die Verwendung thermoplastischer
Kunststoffe erforderlich. Hierzu wurde bevorzugt ein entsprechendes thermoplastisches Granulat in einer ausreichend
Copy
großflächigen Wanne bis zur Verflüssigung bei ca. 150° C erhitzt. Die Abstandshalter wurden dann eingetaucht und
anschließend gewendet, um die gebildeten Fäden anzulegen. Durch anschließendes Eintauchen in kaltes Wasser wurde
die Beschichtungsmasse infolge Abkühlens verfestigt. Aufgrund der erforderlichen Großflächigkeit der Tauchwanne
mußte eine relativ hohe Heizkapazität zur Verfügung stehen. Entsprechend hoch war der Energieverbrauch. Ein weiterer
Nachteil bestand darin, daß die Schmelzmassen aus thermoplastischem Kunststoff mit ansteigender Temperatur so viel
an Festigkeit verloren, daß zum Beispiel bei sommerlich hohen Außentemperaturen Verformungen der Schutzbeschichtung
auftraten und sich die Drähte durch die weich gewordene Beschichtungsmasse bohrten, so daß diese ihre Schutzwirkung
verlor. Dieses Verfahren ist auch aus der deutschen Offenlegungsschrift
22 04 086 bekannt, bei dem die vorerwähnten Nachteile in identischer Weise auftreten.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Schutzbeschichtungsverfahren der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, mit dem die vorerwähnten
vorteilhaften Eigenschaften ebenfalls erzielt werden, das die erwähnten Nachteile jedoch nicht aufweist und ein kostengünstigeres
Herstellen von Schutzbeschichtungen im Tauchverfahren an Kanten, Ecken und Auflageflächen vor allem an Metallteilen
etwa bei Raumtemperatur gestattet, so daß ein Beheizen der Tauchwanne entfallen kann; bevorzugt soll die Schichtdicke
der Schutzbeschichtung einstellbar und möglichst wulstartig vergrößerbar sein, wobei der Energie- und der Materialbedarf
trotz hoher Festigkeit der Schutzbeschichtung möglichst gering sein soll; insbesondere sollen bestehende Beschichtungsanlagen,
die nach dem Tauchverfahren arbeiten, für das erfindungsgemäße Verfahren umrüstbar sein.
Als technische Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren
der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruches 1 vorgeschlagen,das demnach dadurch
gekennzeichnet ist, daß die flüssige Mischung aus UV-härtbarem Reaktionsharz, einem reaktiven Verdünner und
einem Photoinitiator besteht und bei Verarbeitungstemperatur, insbesondere bei Raumtemperatur, eine für solche
Mischungen vergleichsweise hohe Viskosität aufweist und daß nach dem Auftrag eine Verteilung der flüssigen
Mischung bis zum Erhalt der gewünschten Beschichtungsdicke vorgenommen und danach die Schicht bis zur Aushärtung mit
UV- oder Elektronen-Strahlen bestrahlt wird.
Die Erfindung beruht demnach auf dem Grundgedanken, für die Schutzbeschichtung starrer Gegenstände einen UV-härtenden
Kunststoff zu verwenden.
Erfindungsgemäß wird unter "Tauchverfahren" jedes Verfahren verstanden, bei dem sich die Beschichtungsmasse lediglich
aufgrund ihres Eigengewichtes oder ihres Auftriebs auf den zu beschichtenden Bereichen des Gegenstandes verteilt; hierzu
kann der Gegenstand von oben in die flüssige Masse eingetaucht oder - umgekehrt - die flüssige Masse von oben über
den zu beschichtenden Bereich des Gegenstandes gegossen werden. Unter "Kanten, Ecken und Auflageflächen", werden alle
exponierten Bereiche des Gegenstandes verstanden, bevorzugt aber solche Bereiche, die vergleichsweise kleine Krümmungsradien
aufweisen.
Erfindungsgemäß hergestellte Schutzbeschichtungen weisen
unter anderem die folgenden Vorteile auf:
- Als Duroplaste erweichen sie auch bei hochsommerlichen Temperaturen nicht, sondern behalten ihre Form und ihre
Festigkeit;
- für die UV-Härtung, zum Beispiel bei Fußbeschichtung an Abstandshaltekörben aus Metalldraht, ist nur etwa 1/10 der
Energie erforderlich, die bei den bekannten Tauchverfahren zum Aufschmelzen der Beschichtungsmasse benötigt wird;
- Vorheizzeiten entfallen, so daß ohne Zeitverzögerung
sofort mit der Beschichtungsarbeit begonnen werden kann;
- die Nachfüllregulierung des Tauchbeckens ist einfacher als mit Granulaten für Heißschmelzmassen;
- der Tauchschritt ist gefahrloser, da Verbrennungen nicht auftreten können;
- vorhandene Beschichtungsanlagen können einfach umgerüstet werden, indem in das bisherige Wasserbecken die Bestrahlungsstrecke eingebaut wird;
- zur Aushärtung können handelsübliche UVA-Leuchtstoffröhren verwendet werden, die keine Ozonabgabe haben;
- die Abriebfestigkeit ist auch bei sommerlich hohen Temperaturen verbessert;
- die optische Ausbildung der Schutzbeschichtung ist besonders gut, da beim Abtropfen keine Fäden gebildet werden;
- die Metallhaftung ist besser als bei Thermoplasten;
- der Materialverbrauch ist geringer als bei Thermoplasten,
da die höhere mechanische Festigkeit eine wesentlich geringere Schichtstärke zuläßt;
- die Aushärtung ist außer mit UV-Strahlung auch mit Elektronenstrahlung
möglich, so daß die bei UV-Strahlung erforderliche Aushärtezeit von bis zu 60 Sekunden (je nach Beschichtungsstärke
und Strahlungsintensität) auf Werte bis 0,01 Sekunden verringerbar ist;
- 7 - COPV
- Lösungsmittel kommen nicht zur Anwendung;
- durch Variation der Abtropfzeit können die Schichtstärken
bestimmt werden.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, die insbesondere die Herstellung einstellbarer, relativ dicker
Schutzschichten und günstige Auszeithärten sowie ein verbessertes Aussehen der fertigen Schutzbeschichtung sowie
eine einfache und kostengünstige Arbeitsweise sowie Umrüstung alter Tauchanlagen gewährleisten, sind in weiteren Ansprüchen
enthalten.
Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden 'Verfahrensschritte und Ausgangsstoffe unterliegen in ihren Verfahrenbebindungen,
ihrer Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so
daß die in den jeweiligen Anwendungsgebieten bekannten Auswafc kritarien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels anhand der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugter Verfahrensablauf schematisch dargeste]
worden ist.
In einem an sich bekannten, heb- und senkbaren Tauchbecken 1 befindet sich bei einer Temperatur von etwa 200C eine
flüssige Mischung aus 70 Teilen eines UV-härtbaren Reaktiom harzes, 2b Teilen eines reaktiven Verdünners, 3 Teilen
eines Photoinitiators, 2 Teilen eines Pigmentes und evt. 20 Teilen eines Füllstoffes aus Mineralien ; die Viskosi
tat beträgt 200 mx Pa χ s. Bei der Kunstharzkomponente hande]
es sich um ein Harz auf Acrylat basis und zwar Acryl -Harz. Bei dem reaktiven Verdünner handelt es sich um
- 8
'N-Vinylpyrrolidon und bei dem Photoinitiator
um l- (i|- Isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methyl-propan-l-on.
Zu beschichten sind Abstandshaltekörbe 2 aus Eisendraht für die Armierung von Beton, wie sie aus der DE-OS 22 04 086
bekannt sind. Diese werden an einer Transportkette 3 in etwa
horizontaler Richtung bewegt. Sobald sich ein Abstandshaltekorb 2 über dem Anfang der Tauchstrecke befindet, hebt sich
das Tauchbecken 1 automatisch und niveaugeregelt, bis die zu beschichtenden Auflageflächen (Füße) des Metallkorbs 2
ausreichend weit in die flüssige Mischung eingetaucht sind. Am Ende der Tauchstrecke senkt sich das Tauchbecken 1 automatisch,
so' daß der Abstandshaltekorb 2 den Beckenrand überwindet; danach ist das Tauchbecken für den nächsten Tauchvorgang
einsatzbereit. Danach durchläuft der Abstandshaltekorb 2 eine"Abtropfstrecke A, wobei die beschichteten Bereiche
zumindest anfänglich - so wie im Tauchbecken - nach unten weisen. Hierdurch kann überschüssiges Beschichtungsmaterial
abtropfen und zur Wiederverwendung aufgefangen werden. Die Länge der Abtropfstrecke A, die Transportgeschwindigkeit und
die Viskosität der Mischung im Tauchbecken sind so aufeinander abgestimmt, daß die gewünschte Dicke und Querschnittsform
der Schutzschicht am Ende der Abtropfstrecke A erreicht ist.
Durch Wenden des Abstandskorbes um etwa l80°Viconnen die beschichteten
Bereiche am Ende der Abtropfstrecke auch nach oben weisen, so daß ein weiteres Abtropfen unterbleibt},
vorzugsweise beträgt die Drehung 36O°.
Das Wendemanöver kann mit einem gleichzeitigen Absenken der Transportkette 3 verbunden sein. Hierdurch wird der Abstandshaltekorb
über den Rand einer der Abtropfstreeke A nachgeordneten Wanne H gehoben-, in welche die beschichteten Bereiche
besonders tief eingetaucht sind. In dieser Wanne 4, bei der es
sich um die für das Tauchbeschichten mit Schmelzmassen übliche - nun aber unbefüllte - Abschreckwanne handeln kann, sind
handelsübliche UVA-Leuchtstoffröhren,
_ 9 _ copy
die kein Ozon abgeben, angeordnet, so daß eine Aushärtstrecke entsteht, von deren Ende der Abstandshaltekorb
mit nunmehr ausgehärterter Kunststoffschutzbeschichtung fortransportiert wird. Es können alternativ auch UV
Halogenstrahler verwendet werden. Durch die hohe Leucht dichte sind dann wesentlich verkürzte Aushärtungszeiten
möglich. Das hierbei durch die Brenner entstehende Ozongas muß über Absaugungsvorrichtungen ins Freie geleitet
werden.
SCil/wi
1 Tauchbecken
2 Abstandshaltekörbe
3 Transportkette
4 Wanne
A Abtropfstrecke
- Leerseite -
Copy
Claims (10)
- PATENTANWALTKaiser-Friedrich-Ring 70 3445922 DlPL-PHYS. DR. H. SCHUMACHERD-4000 DÜSSELDORF 11 EUROPEAN PATENT ATTORNEYMeinzeichen 23 754 Datum: 14. Dezember 1984Reinhard Stanger, In der Tütenbeke 18, 4992 EspelkampSchutzbeschichtungsverfahrenPatentans ρ r ü c h e :Verfahren zum Herstellen von Schutzbeschichtungen aus Kunststoff an Kanten, Ecken und Auflageflächen von Metallteilen und anderen starren Gegenständen im Tauchverfahren, bei dem die zur Reaktion kommenden Ausgangskomponenten des Kunststoffes als flüssige Mischung auf die zu beschichtende Kante, Ecke oder Auflagefläche aufgetragen werden und nachfolgend zu dem Kunststoff aushärten, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Mischung aus UV-härtbarem Reaktionsharz, einem reaktiven Verdünner und einem Photoinitiator besteht und bei Verarbeitungstemperatur eine vergleichsweise hohe Viskosität aufweist und daß nach dem Auftrag eine Verteilung der flüssigen Mischung bis zum Erhalt der gewünschten Beschichtungsdicke vorgenommen und danach die Schicht bis zur Aushärtung mit UV- oder Elektronen-Strahlen bestrahlt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsharz ein Harz auf Acryl-, Polyester- oder Polyurethanbasis oder ein Gemisch dieser Harze ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der reaktive Verdünner aus N-Vinylpyrrolidon (NVP), Äthyldiglykolakrylat (KDGA), Phenoxyäthylakrylat (PEA),Laurylakrylat, Isodecylakrylat, 2-A'thylhexylakrylat (EHA), 1,6-Hexandioldiakrylat (HDDA), 1,4-Butandioldiakrylat (BDDA), Neopentylglykoldiakrylat (NPGDA), Tripropylenglykoldiakrylat (TPGDA), Triäthylenglykoldiakrylat (TDA=TEGDA), Tetraäthylenglykoldiakrylat (TTDA=TTEGDa), Diäthylenglykoldiakrylat (DEDA=DEGDA), ethoxyliertes Bisphenol A Diakrylat (DDA), Trimethylolpropantriakrylat (TMPTA), ethoxyliertes Trimethylolpropantriakrylat (ETMPTA) oder Pentaerythrittriakrylat (PETA) oder deren Gemischen besteht.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoinitiator besteht aus 1-C4- Isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methyl-propan-l-on
- 5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mischung zusammensetzt aus20 bis 97 , vorzugsweise 70 Teilen des Kunstharzes78 bis 0 j vorzugsweise 27 Teilen des reaktiven Verdünnders und0,01 bis 15 , vorzugsweise 3 Teilen des Photoinitiators.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung Pigmentstoffe enthält.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung mineralische oder andere Füllstoff« enthält.
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zu beschichtende Gegenstand mit der zu beschichtenden Fläche in die flüssige Kunststoffmischung eintaucht, nachfolgend außerhalb der Tauchwanne mit nach unten gerichteter beschichteter Fläche gehalten wird bis durch Abtropfen eines Teiles der flüssigen Kunststoffmischung die gewünschte Beschichtungsdicke erreicht istund schließlich die beschichtete Fläche der UV- oder Elektronen-Strahlung ausgesetzt wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Gegenstand nach der Abtropfphase um mindestens 180°, vorzugsweise um 360°,derart gedreht wird, daß die beschichtete Fläche zeitweise nach oben gerichtet ist.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9S dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Gegenstand mit nach unten gerichteter beschichteter Fläche etwa horizontal durch eine oben offene Wanne geführt wird, in der die Strahler angeordnet sind.SCH/wi
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ID=25827440
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