DE3518806A1

DE3518806A1 - Verfahren zum aufbringen von ueberzuegen auf formteilen

Info

Publication number: DE3518806A1
Application number: DE19853518806
Authority: DE
Inventors: Douglas Bartley Edwardstown South Australia Haynes
Original assignee: Bridgestone Australia Ltd
Current assignee: Bridgestone Australia Ltd
Priority date: 1984-05-25
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1986-03-13

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von ueberzügen auf Formteilen, wie z.B. einen festen Überzug auf ein Urethanformteil, und zum Beschleunigen des Aushärtens des Farbanstrichs von solchen Materialien. Die Erfindung ist insbesondere zum Färben von Urethanformteilen bestimmt, wie z.B. jene, die bei Kraftfahrzeug-Lenkrädern, Crash-Pad-Über zügen oder irgendwelchen Zierbeschichtungen auf einer Kunststoffmasse verwendet werden können. Obgleich die Erfindung sich hauptsächlich mit dem Färben von Urethanformteilen befaßt, so läßt sie sich auch unter Berücksichtigung von notwendigen Änderungen bei anderen Kunststoffmaterialien, wie z.B. Polyvinylchlorid, anwenden.
Heutzutage werden Formteile entweder dadurch gefärbt, daß die Innenwandungen einer Form besprüht werden, oder daß das Erzeugnis nach der Formgebung besprüht wird. In beiden Fällen befindet sich jedoch die Bedienungsperson in der Verlegenheit, daß bei der Verwendung einer Farbe mit einem kurzen Potlife eine spezielle Sprühpistole erforderlich ist, und daß darüber hinaus die Pistole häufig gereinigt werden muß. Ein Potlife beträgt typischerweise etwa 10 bis 30 Minuten in Abhängigkeit von der Materialmischung und auch von der Umgebungstemperatur.
Wenn andererseits die Bedienungsperson eine Rezeptur wählt, die ein längeres Potlife hat, so ergeben sich Beschränkungen durch eine längere Aushärtzeit, wenn das Erzeugnis beispielsweise nach der Formgebung besprüht wird, und man benötigt eine lange Trockenzeit, die mit hohem Kapitalaufwand für Förderer und öfen verbunden ist. Wenn andererseits von der Bedienungsperson die Innenfläche einer Form mit einem Farbmittel besprüht wird, das eine lange Aushärtzeit hat, so hat das Erzeugnis nach dem Auswurf aus der Form noch eine nasse Oberfläche.
Nach der Erfindung wird ein Katalysator (oder ein anderes Reaktionsmittel) auf eine Oberfläche, beispielsweise eines Formhohlraums, aufgebracht, die eine Temperatur zwischen 300C und 600C hat und ein Farbmittel wird über den Katalysator gesprüht, der mit diesem reagiert. Wenn der Katalysator auf die Oberfläche eines Formhohlraums aufgebracht wird, und das Farbmittel auf die Oberfläche des Katalysators aufgebracht wird, kann ein Erzeugnis derart geformt werden, daß das Farbmittel das Erzeugnis in Form eines Überzugs umgibt.
Alternativ kann das Erzeugnis in Uni-Farbe geformt oder extrudiert werden und es kann anschließend angestrichen werden, währenddem das Erzeugnis noch heiß ist. Vor dem Farbmittelauftrag wird der Katalysator auf die Oberfläche des Erzeugnisses aufgetragen.
Wider Erwarten hat sich gezeigt, daß der Katalysator (oder ein anderes Reaktionsmittel) in das Farbmittel von der Oberfläche eindringt, und mit dieser schnell in Kontakt tritt, so daß man einer synergistischen Effekt erhält, der dazu führt, daß sich eine schnelle Aushärtung einer Mischung selbst dann ergibt, wenn es sich um eine Mischung handelt, die ansonsten eine lange Aushärtzeit hat.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung nachstehend erläutert. In der Zeichnung sind die einzelnen Verfahrensschritte verdeutlicht.
Eine erste Ausführungsform ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und sie bezieht sich auf Färben "in der Form Zuerst werden 15 kg Gleit- bzw. Trennmittel 10 innig mit 0,36 kg kg Katalysator 11 in einem Mischer 12 gemischt, um eine Mischung zu bilden, die mit einer Pistole 13 versprüht wird, um einen Film über den Wandungen eines Hohlraumes 14 einer offenen Form 15 aufzubringen. Die Mischung wird wenigstens 2 Minuten lang gemischt, bevor sie auf gesprüht wird und sie wird während des Verfahrens zurückgeleitet, um die Mischung als eine homogene Mischung beizubehalten. Die Mischung ist angemessen stabil und sie besitzt nicht die Neigung, daß sich ihr Zustand unter normalen Arbeitsbedingungen ändert.
Das Trenn- bzw. Gleitmittel 10, das bei dieser Ausführungsform zur Anwendung kommt, wird von Escon Chemicals, Abbott Road, Seven Hills, New South Wales unter "ACMOSIL 180" vertrieben. Es wird durch Acmos Chem-Fabrik Tietjen Co., Bremen, BRD, hergestellt. Ein alternatives Trenn- bzw.
Gleitmittel ist von Gibson Chemical, Melbourne, unter der Bezeichnung M.R. 74 erhältlich. Der verwendete Katalysator 11 ist ein Dibutylzinndilaurat oder Zinkoktoat. Die Firma Bayer in der BRD liefert auch alternative Katalysatoren unter den Bezeichnungen Desmorapid P.P. oder L.A. Hierbei handelt es sich um tertiäre Amine.
Wenn die Mischung aus Gleit- bzw. Trennmittel und Katalysator auf die Hohlraumwandungen gesprüht wird, hat die Form eine Temperatur zwischen 300C und 600C und bei dieser Ausführungsform zwischen 400C und 500C. Die Pistole 13 ist eine mittels einer Pumpe betriebene Sprühpistole, die auf übliche Weise ausgelegt ist und bei der der Strahl durch einen Luftstrom zerstäubt wird. Es wird ein sehr leichter Überzug aufgebracht, der im trockenen Zustand eine Dicke zwischen 0,025 und 0,0076 mm (0,0001 zbd 0,0003 inch) hat. Nach dem Aufbringen des überzugs wirkt jedoch der Luftstrom weiter ein, um das Trocknen zu beschleunigen.
Urethanfarbmittel 18 wird dann über den Film aus Trenn-bzw. Gleitmittel und Katalysator mit einer Farbpistole 19 aufgesprüht. Die Form 15 wird geschlossen (Schritt d) und es wird eine Zweikomponentenmischung einer Urethan-Formmasse eingespritzt.
Die Taktzeit für die Formgebung kann sehr kurz sein und unmittelbar nach dem Öffnen der Form 15 wird das Erzeugnis 22 mit dem im wesentlichen trockenen Überzug entnommen. Unter kühleren Umgebungsbedingungen kann es erforderlich sein, das Farbmittel selbst zu katalysieren, indem etwa 5% des sonst eingesetzten Katalysators verwendet wird.
Bei einem alternativen und nicht dargestellten Verfahren wird ein Erzeugnis in seiner Naturfarbe geformt und aus den Formen oder Formwerkzeugen nach der Formgebung entnommen. Dann wird es auf einen Träger einer Förderkette gelegt, zuerst nur mit dem Katalysator besprüht (ohne Trenn- bzw. Gleitmittel) und anschließend wird ein Urethanfarbmittel über den Katalysator gesprüht. Alternativ wird ein Extrudat aus Polyurethan durch ein Extrusionswerkzeug extrudiert und im noch heissen Zustand (40°C bis 500C) wird zuerst ein Katalysator und dann ein Urethanfarbmittel aufgesprüht. Der hierbei aufgebrachte Katalysator hat die Wirkung, daß das Farbmittel ohne Beschädigung der Oberfläche sehr schnell trocknet. Dasselbe Urethanfarbmittel wie bei der ersten Ausführungsform kann zur Anwendung kommen und derselbe Dibutylzinndilaurat-Katalysator (Dibutylzinndilauarat stellt nur einen von mehreren verwendbaren organometallischen Katalysatoren dar). Bei den vorstehend angegebenen Ausführungsbeispielen bringt das Verfahren einen synergistischen Effekt und der Katalysator dient zur Aushärtung sowohl des geformten oder extrudierten Erzeugnisses als auch des Farbmittels und diese Aushärtung erfolgt effektiver und schneller als bei üblichen, zuvor angegebenen Verfahrensweisen.
In der vorstehenden Beschreibung wird insbesondere auf Katalysatoren Bezug genommen. Jedoch können bei einigen Anwendungsfällen andere Reaktionsmittel in entsprechender Weise eingesetzt werden, wie z.B. Xreuzvernetzungsmittel, Reaktionsverzögerer, Reaktionsbeschleuniger oder andere Reaktionsmodifiziermittel.
Obgleich das Reaktionsmittel, wie zuvor angegeben, in ein Formtrennmittel eingemischt werden kann, kann es auch gesondert im Innern der Form aufgebracht werden.
Beispielsweise kann ein aliphatisches Isocyanat in den Formhohlraum nach dem Trenn- bzw. Gleitmittel aufgesprüht werden, und hierdurch kann die Überzugsbildung beim Formteil verbessert werden.
Ein Erzeugnis, wie beispielsweise ein Crash-Pad für Kraftfahrzeuge kann dadurch hergestellt werden, daß in die Form zuerst ein reaktiver Filmüberzug unter Verwendung von Zusätzen im Gleit- bzw. Trennmittel aufgesprüht wird (oder diese gesondert auf die Hohlraumwand gesprüht werden). Die Innenseite des Filmüberzugs wird dann mit einer weiteren Schicht aus Katalysator oder einem anderen Reaktionsmodifiziermittel besprüht, um entweder -(1) ein Aufsprühen eines weiteren, billigeren Rückseitenüberzugmaterials in der Form zu ermöglichen, oder (2) die Reaktion des anschließenden Füllschaums zu modifizieren, um eine dichte Rückseitenschicht hinter dem Überzug zu erhalten.
Obgleich sich das bevorzugte Ausführungsbeispiel hauptsächlich mit einem Farbgebungsverfahren befaßt, kann die Erfindung auch zur Bildung eines festen hautförmigen Überzugs und zur Beschleunigung des Aushärtens von Polyester- oder Epoxy-Formteilen verwendet werden, um feste hautförmige Über züge an diesen Teilen zu haben, oder um die reaktiven Farbmittel in Materialien hinsichtlich ihrer Wirkung zu beschleunigen und gleichzeitig das Potlife des Gelüberzugs zu verlängern.
Wie die vorstehenden Ausführungen gezeigt haben, ist das Verfahren nach der Erfindung einfach durchführbar und ermöglicht eine beträchtliche Beschleunigung beim Färben eines geformten Erzeugnisses mit einem Urethan-Farbmittel.

Claims

Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf Formteilen Patentansprüche 1. Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf Formteilen, g e k e n n z e i c h n e t durch: (a) Aufsprühen eines Katalysators (11) auf eine Oberfläche (14), die auf einer Temperatur zwischen 300C und 600C ist, um hierbei einen Film auf dieser Oberfläche aufzubringen, und (b) Aufsprühen eines Farbmittels (18), das mit dem Katalysator auf der Oberfläche des Katalysatorfilms reagiert, um einen Farbfilm über dem Katalysatorfilm aufzubringen.
2. Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf Formteilen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß zuerst der Katalysator (11) mit einem Trenn- bzw. Gleitmittel (10) vermischt wird und die Mischung in einen Formhohlraum (14) einer Form (15) gesprüht wird, der die Temperatur von 300C bis 600C hat, um hierbei einen Film auf den Formhohlraumwandungen aufzubringen, daß das Farbmittel (18) in den Formhohlraum (14) gesprüht wird, um hierdurch einen Farbfilm über dem Katalysatorfilm aufzubringen, die Form (15) geschlossen und ein formbares polymeres Material (20) eingespritzt wird, und daß die Form nach dem Aushärten des eingespritzten Materials geöffnet wird und ein fertiggestellter Gegenstand (22) aus dem Formhohlraum entnommen wird.
3. Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf Formteilen, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Schritte: (a) Zusammenmischen eines Gleit- bzw. Trennmittels (10) und eines Katalysators (11), (b) Einsprühen der Mischung in einen Hohlraum (14) einer Form (15), der eine Temperatur zwischen 300C und 600C hat, um hierbei einen Film auf den Hohlraumwandungen aufzubringen, (c) Einsprühen eines Farbmittels (18) in den Hohlraum (J4), um hierbei einen Farbfilm über der Oberfläche des Gemischfilmes aufzubringen, wobei die Farbe mit dem Katalysator reagiert, (d) Schließen der Form (15) und Einspritzen einer Zweikomponenten-Polyurethan-Formmasse (20) in den Hohlraum, und (e) Öffnen der Form nach dem Aushärten des Polyurethanmaterials und Entnehmen eines fertiggestellten Gegenstands (22) aus dem Hohlraum als ein farbiger Gegenstand.
4. Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf Formteilen nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mischung aus Katalysator (11) und Gleit- bzw.Trennmittel (10) während des Sprühens zurückgeführt wird, um die Mischung mit einem homogenen Mischungsverhältnis zu halten.
5. Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf Formteilen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Mischung gemäß dem Schritt (b) mit Hilfe einer mittels einer Pumpe betriebenen Sprühpistole (13) versprüht wird, der Sprühstrahl der Pistole mit einem Luftstrom zerstäubt wird und daß der Gemischstrom gestoppt, aber die Einwirkung des Luftstromes fortgesetzt wird, um das Trocknen des aufgesprühten Films zu beschleunigen.
6. Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf Formteilen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Katalysator einen der folgenden Stoffe oder eine Mischung daraus ist: organometallische Katalysatoren, tertiäre Amine, Zinkoktoat.
7. Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf Formteilen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Katalysator einer der folgenden Stoffe oder eine Mischung daraus ist: Dibutylzinndilaurat, tertiäres Amin, Zinkoktoat.