DE7117074U - Formstuck aus verfestigtem, geschäumten Metall - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE

Dr. Ete.-g Dipl.-Ing. Stopf, 8 München 2, HllblestraOe 20 ·

Ihr Zeichen I" iel*en Datum dl Mal

Anwaltsakte 20 981
Be/A

Ethyl Corporation
Richmond (USA)

"Kunststoffbeschichtete Metallschäume"

Verschäumte Metalle wurden beispielsweise in den US-Patentschriften 2 895 819, 3 300 296 und 3 297 431 beschrieben. Im allgemeinen werden solche Schäume in der V/eise hergestellt, daß man eine Gas bildende Verbindung einem geschmolzenen Metall zusetzt und das eihaltene G-emisch zum Zerfall

Gase 3129 -2-

«· (0611) 'S 16 20 8) Telegramme: PATENTEULEMOnchen Bank· Bayerische Vcr«ltub=nk München 453 100 Poilschedc: MOndien 653 43

3-as srhitzt. lias Gas veranlasst das LIetali durch. !ix'oancion zur üc „au::: oil dun;-:» _~ach dera Blähen v.'ird der erhaltene _"cr·— per un^er !Sildunv eines verschäuir.ten ?estStoffs ^ekänl'Jo -iiii uoloher Gas bildender Feststoff kann ein ...etallhydrid_; •.vic IiH₀, ZrH^-, oder L'agnesium, Al'onini-un oder Litl.i'.üii.yurid, ^ein; ^iciie US-Patentschrift 2 983 597»

H^ ..urde nunmehr gefunden, daß nach sclchsn Verfahren her;cctfcllxe, vcrschLlj:.rje I.etallkörper - wie sie i:.. all^eneinin ooon oesc-iric-oen vrarden - wesentlich dadurch veroesöo-rt ".ver— den \zöi^:.c^, da2 nan sie nit einer. liunsτatcffmaterial beschichtet.

So verleiht beispielsweise die Beschichtung restigheit, besonders in solchen räilen, wo die Beschichtung in die Oberfläche des L.etails durch Pullen der Hohlräume auf der Oberfläche eingebettet ist. (Solche Hohlräume könren in ihrer

nen weiterhin aie _:eSchichtungen da^u dienen, ein verscnäur:- "es ...atall an eine:., anderen -Cörper zv. befe^^i^en. lies erfol-vt durch Schmelzen der ICunststoffbsschijhtun^, Anpresicn dercelbc-n an die ^ur befestigung vorgesehene Oberfläone, zo ua.B der .vecch^iolzene l-!unsts";off an beiden zur Tercinaun^

vor::es enenen

ο e"~ z. _L

cCiiiscLsns Sigenschafton durch, geeignete Auswahl des Be-Schichtungspolymerisats zu verleihen. So kann, um eine mehr oder weniger "gleitende" Oberfläche zu bilden, ein Teflon-Film auf die Oberfläche des geschäumten Körpers aufgeschmol zen werden. Um einen Körper elastisch oder "federnd" zu machen, kann ein Kautschuk darauf verschmolzen werden. Um die Oberfläche klebrig zu machen, kann ein Klebstoff verwendet werden, die Klebstoffschicht zu ihrem Schutz vor der Verwendung durch Papier, Gewebe oder dergleichen abgedeckt

Weiterhin können durch die Kunststoffbeschichtung die anderen Eigenschaften wesentlich verbessert werden. So haben die beschichteten Kunststoffe dieser Erfindung geringere Neigung, Flüssigkeiten, wie Wasser, zu absorbieren. Die Druck-, Biege-, Shear- und Zugfestigkeiten werden verbessert und die .Brüchig- und Sprödigkeit verringert.

Die beigefügte Zeichnung, die nicht maßstabsgerecht ist, erläutert die Erfindung. In der Zeichnung kennzeichnen die Punkte ABCD einen Schnitt durch einen verschäumten Metallkörper, wobei dieser Schnitt entlang der Kanten AB, BD und CD vorgenommen werden kann. Die Kreise und Teilkreise innerhalb des Schnitts stellen die Querschnitte von Blasen in den verschäumten Substrat dar. Die Blasen werden durch das Blähgas wäLrend dem Vers chaumungsverf ahr en gebildet. Es ist zu erkennen, daß die Blasen hinsichtlich ihrer Größe gleich

oder verschieden, voneinander völlig getrennt oder miteinander verbunden sein können. Es ist nicht notwendig, daß
die Blasen Kugelform haben.

•Vie dargestellt, weist die Oberfläche AC des verschäumten Substrats 3 Hohlräume auf. Natürlich können diese.Hohlräume während dem Blähverfunren gebildet werden, und die Anzahl der Hohlräume kann in jedem Abschnitt größer oder geringer sein.

Die Punkte AGS¹E --teilen eine Kunststoffschicht auf der Oberfläche AC des geschäumten Substrats dar. Wie dargestellt, erstreckt sich die Kunststoffs-h' ::nt in die Hohlräume der beschichteten Oberfläche. Nach der Erfindung werden Oberflächen mit Hohlräumen teilweise, im wesentlichen oder vollkommen gefüllt.

Die Kunststoffe, die zur Beschichtung von verschäumten Metallen nach der Erfindung verwendet werden können, können aus vielen Materialien ausgewählt werden.

Die nachfolgenden Ausführungen geben erläuternd, ohne Einschränkung, Kunststoffarten an, die nach der vorliegenden Erfindung bei Polymerisat-beschichteten, verschäumten Metallen verwendet werden können.

(A) Derivate von natürlichen Produkten

Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Collulcseacetatbutyrat, Äthylcellulose, Kautschuk^ vulkanisierter Kautschuk, chlorierter Kautschuk.

j (B) Phenolmaterialien

Bakelit, Phenolformaldehydnovolacs und Eesolharze der A-, B- und C-Stufen.

(C) Andere Polymerisate auf Formaldehyd-Basis

Kondensationsprodukte von Formaldehyd mit Harnstoff oder Melamin.

Alkydharze

Kondensationsprodukte von Alkoholen wie Glycerin, Äthylenglykol, Diäthylenglykol oder Pentaerythrit mit Bernstein-, Adipin-, Zitronen-, Sebacin-, Azelain-, Phthal-, Terephthal- oder Maleinsäure.

(E) Epoxide und Phenoxyharze

Alkalische Kondensationsprodukte von Epichlorhydrin mit Bispt ;nol A.

(P) Silikone

(G-) Furanpolyinerisate

Polymerisate von Furfurylalkohol oder Furfural, Furfuralphenol-Harnstofffornaldehydharze mit dem Gehalt

- ο —
von Furfurylalkohol β

(-d) Nylons

Xondensationsprodukte von Disäuren mit Diaminen.,

(l) Polyamide
KyI OI1-6

(J) Polyurethane

Reaktionsprodukt von Toluol-2,4-diisocyanat und mehrwertigen Alkoholen.

(K) Thiokole

(L) Polycarbonate

hergestellt durch Phosgenierung von Dihydroxyaromaten wie Eisphenol A.

(M) Polysulfone

Reaktionsprodukte von Bisphenol A und bis-(p-Chlorphenyl)-sulfon.

(N) Chlorierte Polyester

Hergestellt durch Polymericierung von 3,3-bis-(Ghlormethyl)-1-oxacyclobutan in flüssigem SOp mit BF-..

(C) Acexalpolymerisate
Delrin, Celcon

711707/H9.8.71

(P) Polyphenylenoxid

(Q) Polyimide

Hergestellt durch Kondensation von Dianhydriden wie Pyromellitanhydrid und Polyaminen wie 4,4'-Diaminodiphenyläther.

(R) Polyxylole und Polyoxyäthylene

(S) Polyolefine

Polyäthylen, Polypropylen, ■>" sotaktisches Poly-1-buten, Mischpolymerisate von Äthylen und Vinylacetat, Methylacrylat, Propylen und Acrylsäure.

(T) Polystyrol

(U) Vinylpolymerisate

Polyvinylchlorid, Polymerisate von ungesättigten Estern wie Methylmethacrylat, Allylester, Äth,ylmethacryla1;, Vinylacetat. Mischpolymerisate von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Polyvinylacetat.

(V) Fluoriertes Äthylen-Prop,ylen, letrafluoräthylen und verwandte fluorierte Materialien

(V/) Poly-(alkylvinylether) , Polycarbazol und Polyvinyl pyrollidone

Das Kunststoi'f- oder polymere Beschichtungsmittel oder ihre

ν-· W - —> ^ ^ »-» — ^~ί — ^ t L^. W J W _>^—*i i ^,^.^i j w^j J u -^v^.-.^.» Ii ·■· ■ ί-: ' L-.

run;jL:;.iii;xel, i'aroc^C-ii'a, I'üilst- _e, ^r.-isxs-iisolie 1.-1-,--I, -.lix":-3l ^egen Kleorigl-reit u. ζ .Gleiten , ^,a>"öerios~ati>·..-Aufheller, feueriieinriende L-itxel, üV-Absorptxonsiaixti V/eichmiüCher in den Kunststoff- oder polymeren. Beschiciicungen verwendet werden. Beispiele soldier ilaterialien sind den ?aclinann bekannt; es sei hier auf Alodem Plastics 3ncyclopedia, iicGrav; Kill Inc., iiew York, Ιί.Υ., Ausgabe 1958, hingewiesen. Die Tabellen (in dieser Veröffentlichung), die auf

(a) Seite 505 (.'_;ntioi:idationsmittel)

(ü) Seite 500 (arr. itatische Liittel)

(c) Seite 496 (?ärbeniittel)

(ά) Seite.491 (organische Peroxide)

(e) Seite 466 (Y.'eichr.-.i.cher)

(f) Seite 494 (Löbungsrai-ötel)

(g) Seite 510 ... (Stabilisatoren)

(h) Seite 506 (ültraviolett-Absorptions-

mittel)

beginnen, werden hier ausdrücklich erwähnt. Zusätzlich können die Kunststoffe mit anderen Substanzen, -.vie Siliciumcarbid, £esiahlenem Glas oder ähnlichen Substanzen ge^ischx werden, uxi die .Beschichtung rauh oder rutschfest au nachen.

«j Die organischen Polymerisate können einzeln oder im Gemisch vsrvvendet werden. V/ema sie im Gemisch verwendet werden, können 2, 3, 4 oder mehr der oben angegebenen Harzarten verschieden kombiniert werden. 3o kann beispielsweise die Beschichtung ?in mehr oder weniger homogenes Gemisch von Kunststoffen sein, od.pi· ag können zwei oder mehr Kunststoffe auf den verschäumt* rper in aufeinanderfolgenden Schichten aufgebracht werden. Solche Beschichtungen in Laminatform sind eine Ausführungsform der Erfindung.

Beispielsweise können durch die Verwendung aufeinanderfolgender Schichten Körper mit verbesserten Eigenschaften und/ oder Körper mit annehmbaren Eigenschaften bei geringeren Kosten hergestellt werden. Es kann das verschäumte Material zuerst mit einem Harzmaterial behandelt werden, das in die Hohlräume auf der Oberfläche einsickert. Im besonderen kann diese erste Beschichtung beispielsweise als Flüssigkeit, wie beispielsweise als Lösung eines Polymerisats in einem organischen Lösungsmittel, aufgebracht werden. Danach läßt man das Lösungemittel - das das Einsickern in die Poren des Metallschaums erleichtert - verdampfen, wobei eine Polymerisatbeschichtung auf dem Schaum zurückbleibt. Die erste Beschichtung kann auch mit einem Monomer (oder dessen Lösung, Emulsion oder Suspension) unter nachfolgender Polymerisation des Monomers auf dem Schaum (und in den Oberflächenhöhlungen) durchgeführt werden. Wenn das Monomer zusammen

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da.i Lösungsmittel entweder vor oder nach der Polymerisation, je nach ».unsch, entfernt werden. l.xno:.\ere und Polymerisate lcönnen durch besprühen, Zintaucnen oder V/aizeii aufgebracht . werden.

2ei der bildung einer laninaren ieschici.tun:: /:'ocr.QTL v/eitere

Scliici.ten dera.olcen oder unxe.-schiedliclier poly^erer Materialien ücer dor ersten Schicht aufgebracht ν.ΌΧ'αοη.

ZuLü.t^lich zu ceii polyreren l-'aterialien können ebenso andere !..axorialar-en ^u_' der ersten Schicht aufgebracht werden»

So lco'm-.cn beispielov/cise eine oder mohrere Schichten eines I'Cunsts-ccff^, -.vie eines Phenol-ifOrnaldehydharzes, auf eine vercchäunte i-.lujiiniun:plaxte aufgebracht vverden. Danach v/ird eir.ö Alur.i::iu:..folie auf die ICunstsToffbeschichtung aufgei:Ie'cr, und dic^e li^r.n dann (gegebenenfalls) mit einer v/eite re.- ICun^~£:":cff3 0.:iS:-: 1:eisTt werden. 3}anach v/ira Papier auf

de.:orc>-iv3 lcij-.nun~ auf seiner nach auien gev/endeten Ober-

ten, v/iders~andsfähigen Kunststoffschicht beschichtet, die die rapierzeichnung gegen HpG,-Luft usv/. schützt. Die erhaltene r:eschü.uz;~e rlatxe ist brauchbar als tragende Platte fur eine ^:!^ancv.'ioh"-Platt;e, bei der der vcrschau^te :Liur.iniu:::^eii bei leichte::. C-ev/i^ht zur ^eati^eeit und iorra-reue

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x-agt Uij.ü. mc uesciiiciitete Papieroberfläche eins ästhe— j

! tisch ansprechende dekorative Wirkung ergibt. Ein solches j

^MSandwich"-Verbundmaterial kann für Innen- und Außenwandungen verwendet werden.

Die auf einen beschichteten Metallkörper dieser Erfindung aufgebrachten MateriaIschichten müssen nicht vollständig integral, d. h. als geschlossener, ein Ganzes bildender Körper aufgebracht werden. Beispielsweise können solche auf der beschichteten Oberfläche aufgebrachten Schichten ein Kunststoffschaum sein. Die beschichtete Oberfläche bildet eine bessere Bindung zwischen dem verschäumten Kunststoff und dem verschäumten Metall.

So wird beispielsweise eine relativ flache Oberfläche einer verschäumten Metallplatte mit einer polymeren Beschichtung versehen, die in die Schaumoberfläche eingebettet ist und eine relativ glatte Oberfläche auf dem verschäumten Körper bildet. Diese wird dann mit einer klebrigen, darauf aufgebrachten Schicht aus einem Klebstoff überlagert, so daß nach außen eine klebende Oberfläche gebildet wird.

Danach werden, (temporär, wenn gewünscht), rund um die Metallplatte Seitenteile angebracht, so daß die Platte mit den Seitenteilen einen offenen Elasten bildet, wobei sich die Klebeobe"flache "in" dem Kasten befindet. (Mit anderen Worten wird der Boden des Kastens durch die verschäumte Metall-

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platte gebildet,,) Da mi wir α eine verschcLuniDare Kunst Gto ffzubereitung auf die Kleboberfläche in der gewünschten Hone aufgebracht, wobei die Seitenteile dazu dienen, die verschäumbare Zubereitung einzudämmen, so dab der überlauf gering ist. Danach läßt man die Kunststoffzubereitung verschäumen, und die Klebschicht bildet eine Bindung zwischen dem Kunststoff- und Mecallschaum. Der Kunststoffschaum kann, je nach Wunsch, flexibel, steif oder halbsteif sein.

Diese Verbund-Kunststoff- und Metallschäume haben viele wünschenswerte Anwendungen. So können sie in den Wandungen von Fahrzeugen verwendet werden. Wenn sie so verwendet werden, ist der Metalls cha um "nach t-,<tlen" gerichtet, während der Kunststoffschaum an der Innenseite ist« Bei einer solchen Verwendung kann der Metallschaum viele Stöße aufnehmen, sollte ein Schlag au treten. Der Kunststoffschaum an der Innenseite hat mehr Nachgiebigkeit als der Metallschaum, und er schützt so besser Passagiere oder Gepäck, die unbeabsichtigt bzw. zwangsläufig gegen die Fahrzeugwandungen während dem Schlag geworfen v/erden.

Darüberhinaus können die Verbund-Kunststoffmetallschäume als Bodenbelag verwendet werden. In diesem !fall schafft das verschäumte Metall die strukturelle Festigkeit. Der darauf haftende Kunststoffschaum bildet ein als Teppich wirkendes, aufgebrachtes Polster. \\%nn gewünscht, kann die Kunststoffschaumoberfläche den Teppich vorverleimt aufweisen und/oder

es können die nicht beschichteten Oberflächen des Metallschaumkörpers Zungen oder üuten (oder sonstige Oberflächenausbildungen) aufweisen, die das Legen erleichtern.

Natürlich kann mehr als eine Oberfläche des Metallschaums einen damit verleimten Kunststoffschaum aufweisen. So können beispielsweise entgegengesetzte Oberflächen mit einem aufgeklebten Kunststoff schaum versehen v/erden, wodurch man ein "Sandwich"-ähnliches Gefüge oder einen "Sandwich"-ähnlichen Bauteil erhält.

Kunststoffschäume, die mit einem Metallschaum nach der Erfindung verleimt werden können, sind ohne Einschränkung beispielsweise Polystyrol (expandierte Perlen), Polyurethane

und Vinyl enthaltende Schäume, wie sie in den US-Patent-

] Schriften 3 338 845 und 3 338 84-6 beschrieben sind.

• Wie oben erläutert, können die auf den geschäumten Metallen

nach der Erfindung aufgebrachten polymeren 3eschichtungen

als Bindemittel zur Bindung czw. Verklebung anderer Materialien auf das geschäumte Lletali verwendet werden. Nach einer Ausführungsform iieser Erfindung muß das so verbundene Material keine einheitliche Oberfläche aufweisen. So kann beispielsweise eine schmelzbare, polymere Beschichtung auf eine Oberfläche eines geschäumter LIetallgegenstandes aufgebracht werden. Diese kann dann unter Bildung einer klebenden Oberfläche geschmolzen werden. In diese können dann zerklei-

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nerte Steine eingebettet v/erden, und diese Oberfläche kann dann unter Bildung eines verschäumten Lletaligegenstandes gekühlt v/erden, der eine durch die zerstoßene Steinbeschichtung gebildete, unregelmäßige Oberfläche hat. Damit werden neue künstliche G-egenstände geschaffen. Larüberhinäus können durch Änderung der Farben der zerkleinerten Steine verschäumte Metallplatten als außerordentlich gefällige Wandeinheiten hergestellt werden. Wenn gewünscht, kann das Farbmuster von solchen "Vorhang¹¹- oder Abschirmwandungen so ausgewählt werden, daß eine schachbrettartige, durch Abwechslung belebende lüosaik- oder kombinierte Wirkung erzielt wird

Abschirmwandungen und andere Baueinheiten, die aus mit Kunststoff beschichteten MetaIlschäumen nach dieser Erfindung hergestellt sind, müssen nicht Oberflächen haben, die durch atmosphärische oder Umweltsbedingungen unbeeinflußt bleiben. Tatsächlich beinhaltet diese Erfindung Ausführungsformen, bei denen durch die Umgebung veranlaßte Änderungen vorteilhaft verwendet werden. So beinhaltet eine Ausführungsform dieser Erfindung eine Baueinheit aus verschäumtem Metall mit Kunststoffbeschichtung, die ein phosphoreszierendes oder fluoreszierendes Material enthält. Solche Bauteile glühen in der Dunkelheit, nachdem sie Licht oder Fluoreszenz ausgesetzt wurden. Verbindungen, wie Acridini'arbstof f e, Rhodamin B und Rhodamin 6G sowie andere Materialien, die in Kirk-üthmer's Encyclopedia of Chemical Technology, 2. Aus-

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gäbe (in dem Abschnitt unter "Luminescent Materials") angegeben sind, können verwendet werden,,

Weiterhin können elektrisch leitende Drähte in die auf das verschäumte Substrat aufgebrachte Kunststoffschicht eingebettet werden. Damit erhält man eine AbscMrmwandungsplatte, die zur Erwärmung eines Raums durch Strahlwärme verwendet werden kann, sofern man Strom durch die Widerstandsdrähte leitet.

In ähnlicher Weise können Materialien, die ihre Farbe durch unterschiedliche Feuchtigkeitsmengen ändern, in die plastische Beschichtung eingebracht und den Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden. Salze, wie Kobalt(ll)-chlorid und Bromid, können in dieser V/eise verwendet werden.

Eine Kunststoffschicht kann auf dem verschäumten Metalxkörper durch Kaltgießen aufgebracht werden. Nach diesem Verfahren wird eine organische Zubereitung mit einem Phenolharz, das in einem Lösungsmittel di^pergiert ist, gemischt. Dieses Gemisch wird seinerseits mit einem Füllstoff, wie Asbestfasern, Siliciumdioxid oder ülagnesiumoxid, gemischt. Die erhaltene Masse wird, sofern möglich, suf die geeignete Größe des Endgegenstandes vorgeformt. Danach werden die Zubereitung und der verschäumte! Metallkörper in eine x^H'orrn gegeben. Die Zubereitung und das verschäumte Lictallsubstrat werden dann unter Druck zusammengepreßt, um das Polymerisat

enthaltende Material mit dem verschäumten Metallsubstrat zu binden. Es gibt bei diesem Arbei.tsverfah.ren .veder eine Erhitzungs- noch Kühlungsstufe.

Man kann auch eine Kunststoffs .cht mittels Heißdruokrer formung aufbringen. Dieses Verfahren wird am besten ~si hitzehärtbaren Zubereitungen angewendet, weil ther¹".-^-.astische Materialien das Kühlen vor der Entfernung des ü-c_oenstandes und das Vorerhitzen vor der Aufnahme der nächsten Beschickung erforderlich machen. Das macht dieses Verfahren teuer, weil ein Zeitverlust entsteht.

Im allgemeinen wird die Beschickung und das verschäumte Metallsubstrat in eine erhitzte Form gebracht, die Form im allgemeinen unter geringem Druck geschlossen, bis Druck auf das Material ausgeübt wird. Die Beschickung wird plastisch und unter dem erhöhten Druck gezwungen, Hohlräume in der Oberfläche des Schaumsubstrates auszufüllen. Der geformte Gegenstand wird bis nach der Härtung unter Druck gehalten. Danach wird die ^orm geöffnet und der geformte Teil entfernt

Die Beschickung besteht gewöhnlich aus Perlen, Schnitzeln, Granulaten, sie kann jedoch ebenso tablettiert oder vorgeformt sein. Das Vorformen ist vorteilhaft, wenn die Beschickung nur gering fließt, wie bei Polytetrafluoräthylen.

Die Beschickung kann vor d_r Einführung in die Form vorer-

hitzt werdenο Elektrisone, Dampf- oder Luftvorerhitzung sind bekannte Verfahren. iJie Verformung wird gewöhnlich "bei Temperaturen von 145 tis 380⁰G durchgeführt, wobei insbesondere Temperaturen von 145 oit; 2üQ G verwendet werden. Ler verwendete Druck kann im Bereich von 21 bis 56 ata (300 bis 800 psig) "liegen, ,vobei jedoch am besten Drücke von 35 bis 350 ata (500 bis 5000 prig) verwendet werden. Geringe Drücke können verv/endet wi ., solange die Form geschlossen ist und höhere Drücke können während der Verformung selbst verv/endet werden.

Preßspritzformverführen, wie sie von Golding, Polymers and Resins, D. Van Nostrand Co., Inc. New York (1959) auf Seiten 587 bis 589 beschrieben sind, können verwendet werden.

Alle Arten von verschäumten Materialien können als Substrate für diese Erfindung verwendet werden. Jedoch ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform kunststoffbeschichtetes, verschäumtes Aluminium. Das Aluminium kann mit verschiedenen Metallen legiert sein. So kann es bis zu ungefähr 50 $ Magnesium, Mangan oder Kupfer enthalten. Verschäumtes Aluminium, das bis zu ungefähr 10 Gew.^ Bleilegierung enthält,, ist eine bevorzugte Ausführungsform, weil solche verschäumte Aluminiumlegierungen überlegene Schalldämpfungseigenschaften aufweisen.

Die nachfolgenden Legierungen liefern Schäume, die für diese

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Erfindung geeignet sind, wenn ^ie in einem Verfahren unter Verwendung von Titsn oder Ziroonh^vclrid ^ls Treibmittel verwendet werden. Geeignete Verfahren sind die Verfahren nach dem Dtand der Technik, die in dein vorausgehenden Abschnitt auf den Seiten 1 und 2 beschrieben sind. Darüberhinaus liefern die Legierungen geeignete Schäume, wenn die geschmolzene Legierung durch ein geeignetes, Viskosität erhöhendes dattel viskoser gemacht wird.

ichriUiiKen der AluminiumleVierungen ,,_ ν ti —= β— (Alco)

7U7iJ (1 j 6 f? GUj l-,b i" Mg; 0-3 % Gr. 5,6 % Zn. Rest Al)

2024 (4,5 7> Gu, 0,6 $> Mn, 1 , i? ^ Mg, Rest Al)

5Oö6 (0,45 ^ iuxi, 4,0 5fe Mg, 0,1 $> Gr, Rest Al)

6063 (0,4 $> Si, 0,7 ^ Mg, Rest Al)

Almag 35 (o-8 $> mg in Al)

1000 (Al minimal 99,6 #)

2011 (5,5 9i Cu, 0,5 1° Fd, 0,5 ^ Bi, Rest Al)

2218 (4,0 5fa Gu, 1,5 ^ Mg, 2 fo Ni, Rest Al)

3005 (1,2 ^ LIn, 0,4 ?& Mg, Rest Al)

4042 (12,2 fr Si, 0,9 °/i Gu, 1,1 # Mg, 0,9 ^ M, Rest Al)

4Ü43 (5 ^ Si, 95 ?» Al)

8280 (1,5 ζ» Si, 1,0 τί Gu, 0,5 # iii, Rest Al)

1,-agnaIium - 70 >b Al, 30 ^c/o i£g

I/is nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung

Beispiel 1

Dieses Bei-Spisl beschreibt ein allgemeines Verfahren zur Erläuterung der Herstellung von kunststoffbeschichteten Metallschäumen mittels Heißpreß-Formverfahren.

Es wird eine Probe eines verschäumten Aluminiums mit einer 10 bis 40 $igen Dichte eines Aluminiumbarrens verwendet. Solche Proben haben ungefähr die Abmessungen von 15»2 χ χ 2,5 cm (6" χ 2" χ 1"). Wenigstens eine der 15,2 χ 5 cm (6^M χ 2") Oberflächen hat eine mit Narben versehene Ausbildung. Eine solche narbige Ausbildung kann dadurch erhalten werden, daß man die Probe unter Bildung eines Schnitts durch einen verschäumten Aluminiumkörper der angegebenen Dichte herstellt, v/obei die Porengrößen durchschnittlich 1,58 bis 0,79 mm (1/16 - 3/32") groß sind und die Porengröße von etwa 80 ⁰Jo der Poren von ungefähr 3,1 bis ungefähr 0,39 mm (1/8" - 1/64-") groß sind.

Von 5 bis 15g Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz wird auf die oben angegebene 15,2 χ 5 cm (6" jl 2") große Fläche aufgebracht. (Als Harz wurde "Ty br en. 27, Natural 7" von der "Dow Chemical Co." verwendet. Ein solcher Kunststoff ist ein Feststoff in Tablettenform.) Wenn gewünscht, werden die Tabletten bzw. Pellets mit ungefähr 2 Gew./« Farbstoff gemischt. Geeignete Farbstoffe werden von der Allied Chemical Corp. unter den folgenden Y/arenz eichen auf den Markt gebracht:

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BC 70920 plasto blue G (blau)

BG 70921 plasto blue RLA (blau)

BC 70922 plasto green G (grün)

BC 70923 plasto orange G (orange)

BC 70924 plasto red B (rot)

BC 70925 plasto yellow iuGS (gelb)

BC 70926 plasto yellow Y (gelb)

Das verschäumte Metallsubstrat, der Kunststoff (und Farbstoff) werden in eine hydraulische Presse gebracht, deren 15,2 χ 15,2 cm (6" χ 6") große Platten vorausgehend auf 245 bis 26O⁰C (475 - 500⁰P) erhitzt wurden. Das Material wird so in die Presse eingebracht. ΉΒ der Kunststoff (und Farbstoff) sich obenauf befindet. Zwischen der Kopfplatte und den Pellets wird eine Deckschicht einer etwas schweren Aluminiumfolie, beispielsweise von einer Stärke von 0,381 mm (15 mil) eingebracht. '. .e Presse wird einfach mit 250 kg/

m Druck geschlossen und in dieser Anordnung ungefähr 3 bis 5 Minuten stehengelassen. Auf diese Ϋ/eise erhitzt die heiße Kopfplatte den Kunststoff.

Danach kann zusätzlicher Druck, beispielsweise 48 bis 250 kg/m (10-50 lbs./sq.foot), aufgebracht werden, um den Kunststoff schmelzen und über die gesamte obere Pläciie des verschäumten Aluminiums fließen zu lassen. Wenn die gesamte Kopfoberfläche mit Kunststoff bedeckt ist, wird der kunststoffbeschichtete Schaum aus der i'orm entfernt. Dadurch er-

halt man einen kunststoffbeschichteten Schaum, auf dem die schwere Folie aufgebracht ist.

Der Gegenstand wird dann gekühlt, gegebenenfalls mit V/asser oder einem anderen Kühlmittel wie Trockeneis. Die Aluminiumfolie kann, wenn gewünscht, entfernt werden.

Verwendet man ungefähr 5 g Harz auf der oben beschriebenen Oberfläche, so erhält man eine Schaumbeschichtung mit einer dünnen Kunststoffschicht. Mit anderen Y/orten sind die oberen Teile der Wandungen der Porenoberflächen durch den Kunststoff sichtbar- Damit erhält man eine ästhetisch sehr anregende Wirkung ähnlich dem "Cloisonne" (Zellen- oder Kapselschmelz), wobei der größte Teil der Beschichtung sich in den Oberflächenaushöhlungen des ochaums befindet, und diese Aushöhlungen zu einer glatten Oberfläche ausfüllt. Natürlich gibt mehr Kunststoff als 5 g eine dickere Beschichtung auf der Oberfläche des Metallschaums.

Das oben beschriebene Verfahren kann gut in seinem Maßstab erhöht werden. So können größere, beschichtete, verschäumte Körper hergestellt werden, wenn vergleichsweise größere Mengen an Kunststoff(und Farbe) zwischen größeren Preßplatten auf stärkeren Substratproben verwendet werden.

Das oben angegebene Verfahren wurde auf ein hitzehärtbares Kelaminharz ausgedehnt. Die Preßplattentemperatur betrug

190 G (373 F). Es wurden ungefähr 5 g nicht gefärbtes MeI-äninhürz verwendet, und die ern^Itene kunststoffbeschichtete Sohaumoberfläche war weiß-grau (graulich-weiß) mit einem marmorähnlichen Aussehen.

In ähnlicher Weise wurde das vorausgehende Verfahren auf ein Methacryiatharz ausgedehnt, das mit einem Härter gemischt wurde. Es wurde eine klare Kunststoffbeschichtung erhalten.

In ähnlicher Weise wurde eine Polypropylenbeschichtung unter Verwendung eixier Druckplattentemperatur von ca. 200 G (4OO F] hergestellt.

Sofern das oben angegebene Verfahren verwendet wurde, füllte das polymere Material in allen Fällen die Hohlräume in der bshandelten überfläche aus.

Bei Verwendung der niederen Drücke dieses Beispiels wurden beschichtete Materialien ebenso aus anderen Proben von verschäumtem Aluminium hergestellt, bei denen die Hohlräume größer als die oben erwähnten waren. In einem Fall waren die Hohlräume im allgemeinen 2,3 bis 3,9 mm (3/32"-5/32") groß. Bei Verwendung dieces Materials wurde eine entsprechend größere Menge Kunststoff verwendet.

In den Fällen, bei denen das vorausgeiiende allgemeine Verfahren verwendet wurde, zeigte die visuelle Prüfung, daß

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die Kohlräume in der Oberfläche so behandelt wurdenj laß sie mit dem Kunststoffmaterial bis in die Tiefen der in der Oberfläche vorhandenen Hohlräume gefüllt wurden.

Bei kleineren Hohlräumen ist es zweckmäßig, Druck und/oder Temperatur und Druck zu erhöhen, um den Kunststoff zu zwingen, in die kleineren Poren einzudringen. Drücke im Bereich von 0,7 bis 14 kg/cm (10-200 psig) werden vorteilhafterweise verwendet. Üblicherweise wird es natürlich bevorzugt, einen geringeren Druck als den zu verwenden, dex das geschäumte Substrat zusammendrückt, wobei jedoch nach Wunsch höhere Drücke verwendet werden können, wenn die behandelte Oberfläche durch Einmischen der Kunststoffbeschichtung in die zerdrückte, verschäumte Oberfläche materialmäßig geändert werden soll.

Ein flüssiges Polyesterharz (Michigan Fibreglas Sales, Inc. No.130) wurde mit einem Härter (Michigan Fibreglas Sales, Inc. EH Uo. 37) im Verhältnis von vier Teilen Harz zu einem Teil Härter gemischt. Dieses Harz wurde dann auf eine verschäumte Aluminiumprobe mit einer Porengröße von ungefähr 1,58 bis ungefähr 0,79 nun (1/16 - ca. 1/32"), wie in Beispiel 1 beschrieben, besprüht. (Bürsten, V/alzen oder Besprühen sind geeignete Aufbringverfahren.) Nach dem A.ufbringen wurce eine Faserglasmatte auf die Harzoberfläche gebracht und das liarz härten lassen. Wach Trocknen wurde eine

v/eitere Harzbeschichtung auf das laserglas aufgetragen. Die Beschichtung ließ man trocknen und sie wurde dann gesandet. Zusätzliche Harz- und Faserglasschichten können vor oder nach dem Sanden aufgebracht werden.

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert ein allgemeines Verfahren ~ur Herstellung eines kunststoffbeschichteten Hetallsc v.^. , wobei Gegenstände in die Kunststoffschicht eingebettet sind.

Verschäumte Aluminiumproben werden wie in Beispiel 1 hergestellt, wozu man 5 bis 15g ABS-Harz auf einer 15»2 χ 5 cm (6^V| χ 2") großen verschäumten Metalloberfläche verwendet.

Danach wird das beschichtete Material (die beschichtete Seite nach oben) in die Presse zurückgebracht, wobei die Druckplatte auf eine Temperatur vorerhitzt wurde, die die Kunststoff beschichtung aufweichen kann. Eine geeignete Druckplattentemperatur ist 245 bis 26O⁰C (475 - 500⁰P).

Nachdem das kunststoffbeschichtete Material aufgeweicht ist, wird das zur Einbettung vorgesehene Material in die Kunststoffschicht auf die aufgev/eichte Oberfläche eingebracht. Solche Substanzen sind beispielsweise Quarz, Marmor oder Emailleschnitzel, zerkleinerte Steine, Metallflocken, Drähte oder Späne und Glaswolle oder Perlen. Es wird dann ein Druck von 48 bis 490 kg/m^ (10-100 lbs./sq..ft.) verwendet, wodurch

die Substanz durch Druck in die ieschichtung eingebettet wird. Xach Ablassen des Drucks wird der erhaltene Gegenstand abkühlen lassen.

Bei Verwendung des vorausgehenden Verfahrens können zwei verschäumte Aluminiumkörper in der Weise vereinigt werden, daß man ^.nen. Körper in die weichgemachte Beschichtung eines anderen Kö--· <~· iufbringt. Auf diesf; Weise wird Kunststoff zwischen die ^sammenstoßenden Oberflächen eingebracht. Verschäumte Aluminiumkörper können ebenso dadurch vereinigt v/erden, daß man auf ihrer Oberfläche, d. h. oben, unten und/oder an den Seiten von beiden zur Verbindung vorgesehenen Körper Kunststoffbeschichtungen verwendet, wobei der Kunststoff je nach Wunsch zwischen den aneinanderstoßenden Oberflächen vorhanden sein kann, ode^ nicht.

Beispiel 4

Einige verschäumte Metallproben haben eine große Anzahl offener Zellen und/oder kleinere Fehler in den Wandungen von scheinbar geschlossenen Zellen. Diese ermöglichen, daß Flüssigkeit frei von den Oberflächenhohlräumen in den Körper des verschäumten Metalls eindringt. Bei Verwendung solcher Proben können Kunststoffbeschichtungen aufgebracht werden, die in jede gewünschte Tp.efe in den verschäumten Körper eindringen.

Dies wird durch das folgende Verfahren erläutert. Ein Ge-

misch von Polycleur, eine Acrylsubstanz von Transer. ο Oo. Ixic» of Rowley, MGcccicim^ctts j wird ΐτ.Ίτ- ρΙπργπ Häi't-unKHJiii t Lei., wie es von den Erzeuger geliefert wird, gemischt. Wenn dieses Gemisch sofort auf verschäumtes Aluminium mit kleinen Fehlern in den Zellwandungen aufgebracht wird, kann das noch flüssige Gemisch bis zu ungefähr 70 °/o in die 'liefe eines 2,5 cm (1 inch) starken Schaums vor der Härtung eindringen. Wenn man das Gemisch ungefähr 15 iuinuten vor dem Aufbringen abbinden läßt, wird dio Eindringtiefe auf 20 bis 30 # verringert .

Wenn man das Gemisch längere Zeit abbinden läßt, kann die Eindringtiefe noch v/eiter verringert werden.

Schnittfähige EpoxybeSchichtungen können aus Schlämmen von Epoxyharzen, beschichtet auf verschäumten Metallen, hergestellt werden. Der Epoxy-Harz-Verbundstoff kann für Prüfzwecke, beispielsweise zur numerischen Steuerung von Abschneide-, Scher-, Schränn- oder Tuchschermaschinen verwendet v/erden.

Patentanspruch

Claims (1)

1. Formstück aus verfestigtem, ge" 'häumtem Metall, besondres aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet , daß dessen Oberfläche Hohlräume oder Narben aufweist und bei dem wenigstens ν .:.. .er Oberflächen mit einer relativ dünnen Schicht einer organopolymeren Kunststoffbeschichtung beschichtet ist, die wenigstens teilweise in die Hohlräume oder Karben der Oberfläche eingedrungen ist.