DE3825314A1

DE3825314A1 - Gegenstand aus einem metallischen traeger und einer deckschicht aus kunststoff und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3825314A1
Application number: DE19883825314
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Heiss; Friedhelm Dipl Ing Buerger; Juergen Dipl Ing Wehr
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1989-09-07

Description

Die Erfindung betrifft einen Gegenstand aus einem metal lischen Träger und einer Deckschicht aus Kunststoff, deren Oberfläche strukuriert ist, und ein Verfahren zur Her stellung des Gegenstandes.

Bei dem Gegenstand handelt es sich um ein Schichtgebilde, das aus einem metallischen Träger besteht und das auf mindestens einer seiner Oberflächen mindestens eine Schicht aus einem anhaftenden Kunststoff besitzt.

Solche Schichtkörper finden heute die vielfältigste Verwendung sowohl im Außeneinsatz, z. B. bei der Verklei dung von Wandflächen, als auch im Inneneinsatz, wo sie innerhalb von Gebäuden oder auch bei mobilen Räumlich keiten, wie z. B. im Innenbereich von Kraftfahrzeugen eingebaut werden.

Der angestrebte Zweck ist dabei, aus Metall gefertigte Teile durch die Beschichtung mit Kunststoff der verschie densten Art zu verkleiden. Dadurch ist der metallische Träger nicht mehr sichtbar und der ganze Gegenstand erhält ein gefälligeres Aussehen und fühlt sich bei der Berührung hautsymphatisch an.

Durch die Verkleidung des metallischen Trägers mit einem Kunststoff wird zusätzlich bei dem Grundmaterial eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit erzielt. Dazu besitzen die Gegenstände der eingangs genannten Art eine gute Witte rungs- und Alterungsbeständigkeit bei einer guten Tempe raturbeständigkeit, verbunden mit einer guten Zugscherfe stigkeit und Schälfestigkeit der Verkleidung. Derartige Schichtkörper mit einer gleichmäßigen, ebenen Kunststoff oberfläche sind bereits bekannt; so aus der DE-PS 16 69 719, in der ein Schichtkörper aus Metall und Kunststoff angegeben wird. Dabei wird der Schichtkörper derart hergestellt, daß in eine Plattenpresse zuerst eine Me tallfolie eingelegt wird, darauf eine Kunststoffolie, darauf ein Metallblech und nochmals eine Kunststoffolie und schließlich darauf eine Zellulose-Folie als Trenn schicht, worauf das gesamte Schichtgebilde bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck verpreßt wird.

Auch aus der DE-OS 30 44 942 ist ein Verbundstoff aus Metall und Kunstharz bekannt, bestehend aus einem Gegen stand aus Metall und einer daran haftenden Schicht aus mindestens einem ausgehärteten Kunstharz. Die Herstellung des Verbundstoffes erfolgt dabei derart, daß eine Lösung oder Dispersion mindestens eines Kunstharzes auf ein Metallsubstrat aufgebracht wird und das beschichtete Substrat eine ausreichende Zeit auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt wird, um das Lösungsmittel des Kunst harzes zu verdampfen und das Kunstharz auf dem Metallsub strat auszuhärten.

Die so hergestellten Gegenstände besitzen jedoch keine vorgeplante strukturierte Oberfläche, die bei diesen Schichtgebilden nach der angegebenen Herstellungsweise auch nicht erwartet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gegenstand aus einem metallischen Träger und einer Deck schicht aus Kunststoff, deren Oberfläche strukturiert ist und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Gegen standes zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein metallischer Träger eine strukturierte Oberfläche besitzt und die Struktur der Oberfläche der aufgebrachten Deck schicht aus Kunststoff der Struktur der Oberfläche des metallischen Trägers entspricht.

In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 9 gelöst.

Üblicherweise verwendet man für die Deckschicht adhäsive Kunststoffe, die fest an die strukturierte Oberfläche des metallischen Trägers anhaften. Es kann jedoch zwischen der Oberfläche des metallischen Trägers und der Kunststoffschicht auch noch zusätzlich ein Haftprimer angeordnet sein.

Als Metalle für den metallischen Träger kommen normaler weise Eisen, Magnesium oder Aluminium in Frage. Aber auch alle andere für die Herstellung metallischen Einzelteilen geeignete Metalle können Verwendung finden; daneben auch die verschiedensten Legierungen aus zwei oder mehr Me tallen.

Der metallische Träger kann in Form eines Bleches, eines Rohres oder in jeder anderen beliebigen geometrischen Form vorliegen.

Die Schichtdicke der auf der Metalloberfläche aufge brachten strukturierten Kunststoffschicht beträgt im allgemeinen 50 bis 100 µm, insbesondere 70 bis 90 µm. Sofern keine große Gefahr besteht, daß durch starke Witterungseinflüsse oder große manuelle Beanspruchung ein schneller Verschleiß der auf den metallischen Träger aufgebrachten Kunststoffschicht eintritt, kann auch eine Schichtdicke der Kunststoffschicht von 50 bis 65 µm völlig ausreichend sein.

Als Kunststoffe für die Beschichtung der strukturierten Metalloberfläche kommen alle zähelastische und/oder leicht aushärtende Kunststoffe in Frage. Dabei haben sich in der Praxis als besonders geeignet erwiesen auch Zwei-Komponenten- Beschichtungsstoffe, die eine gute Hafteigenschaft auf Metall besitzen. Beispielhaft ist hierzu anzugeben die ALEXIT-Zwei-Komponenten-Beschichtung der Firma Mankiewicz, Hamburg.

In bevorzugter Weise sind Grundstoffe aus der Stoffgruppe der Polyurethane als Beschichtungsmaterial geeignet.

Im allgemeinen enthalten dabei die Beschichtungsmateria lien für die strukturierte Oberfläche des Metallkörpers noch Farbpigmente oder Farbstoffe je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck des Verbundwerkstoffes. Es handelt sich dabei vor allem um Farbpigmente bzw. Farbstoffe, die sich gut in der Kunststoffmasse verteilen bzw. sich gut in diese einmischen lassen. Die Auswahl der Farbpigmente bzw. Farbstoffe erfolgt dabei nach dem vorgesehenen Verwendungs zweck der Gegenstände, z. B. eine entsprechende Farbauswahl, wenn die Gegenstände ein lederfarbiges Aussehen erhalten sollen.

Erfindungsgemäß wird der beanspruchte Gegenstand herge stellt, indem in einem ersten Verfahrensschritt die Oberfläche des metallischen Trägers mit der gewünschten, dem geplanten Einsatzzweck entsprechenden Strukturierung versehen wird.

Die Strukturierung der Metalloberfläche kann dabei erzielt werden durch einen Ätzvorgang, insbesondere mittels einer fotochemischen Ätzung, durch Prägen der vorliegenden Metalloberfläche mittels einem in seiner Prägefläche strukturierten Prägestempel, durch Walzen der Metallober fläche mittels einer Walze, deren Oberfläche die Negativform der vorgegebenen Strukturierung besitzt oder es wird mittels Siebdruck die strukturpositive Form auf die Oberfläche des Metalles aufgebracht.

Auch beim Gießen des entsprechenden Metallteiles kann bereits die gewünschte Strukturierung der Metalloberfläche erhalten werden.

Nach erfolgter Reinigung der strukturierten Metallober fläche wird die Kunststoff-Deckschicht mittels eines elektrostatischen Spritzvorganges, im Tauchlackierverfah ren oder durch Aufkaschieren, Aufpressen oder Aufwalzen mittels einer elastischen Walze, auf die strukturierte Oberfläche des Metallteiles aufgebracht, wo dann die Kuststoffschicht in ihrer Oberfläche die Strukturierung der metallischen Oberfläche annimmt.

Sofern lösungsmittelempfindliche Kunststoffe für die Deckschicht Verwendung finden oder besonders hohe Anfor derungen an die Haftung der Kunststoffbeschichtung an die Metalloberfläche gestellt werden bzw. besonders große Anforderungen an den Korrosionsschutz des Metallgrundkör pers gestellt werden, kann vor der Beschichtung die Metalloberfläche noch mit einem Grundierungsmittel - als Haftprimer - versehen werden.

Verfahrensgemäß wird bei der Aufbringung der Kunststoff schicht so verfahren, daß die endgültige, ausgehärtete Deckfolie eine Schichtdicke von 50 bis 100 µm, insbesondere 70 bis 90 µm besitzt.

In vorteilhafter Weise wird für die Deckschicht eine Zwei-Komponenten-Beschichtung auf die strukturierte Metalloberfläche aufgebracht. Insbesondere haben sich dabei als Beschichtungsmaterialien solche aus der Stoff gruppe der Polyurethane als geeignet erwiesen.

Die Kunststoffmaterialien für die Beschichtung der Me talloberfläche enthalten in den meisten Fällen verschie dene Farbpigmente bzw. Farbstoffe, um der Kunststoff schicht und damit dem gesamten Gegenstand ein farbiges Aussehen, z. B. ein farbmäßig lederartiges Aussehen, zu verleihen.

Der erfindungsgemäße Gegenstand besitzt je nach der vorgegebenen Struktur der Metalloberfläche eine entspre chend strukturierte Oberfläche aus Kunststoff, z. B. eine wie genarbt aussehende Oberfläche, und fühlt sich im Griff lederartig und - je nach der Schichtdicke der struktu rierten Kunststoffschicht - weich an.

Der erfindungsgemäße Gegenstand kann vor allem für Aus stattungsteile im Kraftfahrzeug-Innenbereich Verwendung finden. Besonders bei diesem im Kraftfahrzeug-Innenbereich eingebauten Einzelteilen tritt eine deutliche Verbesserung der haptischen, akustischen und optischen Eigenschaften auf. Die Ausstattungsteile im Innern des Kraftfahrzeuges besitzen dann dabei einen warmen angenehmen Griff und ein lederähnliches Aussehen.

Ganz allgemein kann gesagt werden, daß industriell ange fertigte Einzelteile aus Metall, die sonst als kalt und unpersönlich empfunden werden, durch ein schöneres Ausse hen eine Aufwertung erfahren und auch zusätzlich in ihrem Griffgefühl von mit Kunstleder überzogenen metallischen Grundkörpern nicht zu unterscheiden sind.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gegenstandes liegt darin, daß konstruktive Gestaltungswünsche für gewisse Einzelteile - insbesondere im Kraftfahrzeug- Innenbereich, wie z. B. Türgriffe, Schalthebel, Holme usw. - nunmehr ausgeführt werden können wie es bisher nicht möglich war.

Vor allem auch in der Möglichkeit der vielfältigen Farb gebung der verschiedenen fertigen Einzelteile - ganz gleich zu welchem Verwendungszweck - ist ein weiterer technischer Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand und der erfindungsgemäßen Verfahrensweise zu seiner Herstellung zu sehen.

Claims

1. Gegenstand aus einem metallischen Träger und einer Deckschicht aus Kunststoff, deren Oberfläche strukturiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine strukturierte Oberfläche besitzt und die Struktur der Oberfläche der Deckschicht aus Kunststoff der Struktur der Oberfläche des metallischen Trägers entspricht.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der strukturierten Metalloberfläche und der aufgebrachten Kunststoffschicht noch zusätzlich ein Haftprimer vorhanden ist.

3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Träger aus Eisen, Magnesium oder Aluminium oder aus Legierungen von diesen Metallen be steht.

4. Gegenstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Träger in Form eines Bleches, eines Rohres oder in einer anderen beliebigen geometrischen Form vorliegt.

5. Gegenstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Deckschicht 50 µm bis 100 µm, insbesondere 70 µm bis 90 µm beträgt.

6. Gegenstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Kunststoffbeschichtung um eine Zwei- Komponenten-Beschichtung handelt.

7. Gegenstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung aus der Stoffgruppe der Polyurethane stammt.

8. Gegenstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung Farbpigmente bzw. Farb stoffe enthält.

9. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus einem metallischen Träger und einer Deckschicht aus Kunststoff, dessen Oberfläche strukturiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche eines metallischen Trägers durch eine Vorbehandlung eine vorprogrammierte gewünschte Strukturierung erzeugt wird und darauf eine Deckschicht aus Kunststoff auf die strukturierte Oberfläche des metallischen Körpers aufgebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des metallischen Trägers mit einem gasförmigen oder flüssigen Ätzmittel angeätzt wird, um die gewünschte Strukturierung zu erzeugen.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des metallischen Trägers auf fotochemischem Wege angeätzt wird, um die gewünschte Strukturierung zu erzeugen.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des metallischen Trägers mittels eines Walz- oder Prägevorganges die Positivform der gewünschten Strukturierung erzeugt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Strukturierung auf der Oberfläche des metallischen Trägers mittels Siebdruck erzeugt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bereits beim Gießen des metallischen Trägers auf dessen Oberfläche eine Strukturierung erzeugt wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren Ansprüchen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf die strukturierte Oberfläche des metallischen Trägers vor dem Aufbringen der Deckschicht zusätzlich ein Haftprimer aufgebracht wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht auf Kunststoff mittels eines elektrostatischen Spritzvorganges auf die Metalloberfläche aufgebracht wird.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der auf die strukturierte Metall oberfläche aufgebrachten Deckschicht 50 bis 100 µm, insbesondere 70 bis 90 µm beträgt.

18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckschicht eine Zwei-Komponenten-Beschichtung aufgebracht wird.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckschicht eine Kunststoffbeschichtung aus der Stoffgruppe der Polyurethane aufgebracht wird.

20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die als Deckschicht aufgebrachte Kunststoffschicht Farbpigmente oder Farbstoffe enthält.

21. Verwendung eines nach den Ansprüchen 9 bis 20 herge stellten Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand als Ausstattungsteil im Kraftfahr zeug-Innenbereich eingesetzt wird.