DE2218320C3 - Verfahren zur Oberflächenvergütung von Gegenständen aus härtbarem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Gegenständen aus härtbarem Kunststoff sind mitunter die Anforderungen an die Obcrflächenqualität so hoch, daß diesen noch durch ei.e Nachbehandlung der Oberflächen, d. h. eine Ob^rflächervergütung durch Lackieren oder auch Metallisieren, er yprochen werden kann. Beispielsweise sind bei Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff, etwa aus März und Glasfasern, von vornherein die Brillanz und Glätte der Oberflächen beeinträchtigt. Beim Herstellen der Bauteile kann zwar eine harzreiche Schicht an den Oberflächen ausgebildet werden, welche die Oberflächenqualität auch beträchtlieh steigert, jedoch läßt sich dadurch die Güte des Glanzspiegels z. B. einer lackierten Oberfläche nicht erreichen.

Neben der dekorativen Gestaltung der Oberflächen spielt auch der Korrosionsschutz eine gewisse Rolle. So läßt sich z. B. die Witterungsbeständigkeit von Lichtplatten aus faserverstärktem Kunststoff für I.ichtkuppeln od. dgl. durch einen Lackauftrag (DD- oder Acrylharzlacke) erheblich steigern. Schließlich kann bei Behältnissen etwa aus UP-Harzen (unmodifizierte so Polyesterharze), speziell für den Lebensmittelsektor, durch eine Lackierung eine zusätzliche Sicherheit gegen eine eventuelle geschmackliche Beeinflußung des Füllgutes erreicht werden (im Falle von unvollständig gehärteten Laminaten). SS

In der Praxis erfolgt bisher das Aufbringen von Lack auf die Oberflächen dieser Kunststoffgegenstände, naturgemäß mit Ausnahme elektrostatischer und elektrophoretischer Verfahren, im wesentlichen in der gleichen Weise wie bei der Lackierung von Melällgegenständen, wobei das sehr rationelle Lackspritzen am häufigsten angewendet wird. In den meisten Fällen muß zuvor eine Reinigung der Oberflächen von Form-Trennmitteln vorgenommen werden, was bei den üblichen Trennmitteln auf Wachs- oder Siliconbasis nur durch ein Aufrauhen der Oberflächen mittels Schleifen od. dgl. möglich ist. Da hierbei unter den Oberflächen meist vorhandene Luftblaseneinschlüsse aufgebrochen werden, welche bei unmittelbar anschließender Lackierung zu einer Poren- und Kraterbildung führen würden, ist noch eine Vorbehandlung der gereinigten Oberflächen durch Spachtelung erforderlich. Erst nach dem Enthärten der Spachtelschicht, nochmaligem Schleifen und ggf. anschließendem Grundieren kann Lack aufgetragen werden. Das Lackieren der Kunststoffgegenstände erfordert demnach in der Regel eine sehr aufwendige Vorbehandlung, wobei sich insbesondere die Forderung nach einer geringen, aber ausreichenden Schichtdicke der Spachtelung nur unter erheblichen Schwierigkeiten erfüllen läßt. Überdies hat sich vielfach gezeigt, daß Spannungsdifferenzen zwischen der Kunststoff-Oberfläche und der Spachtel- bzw. der darüber aufgetragenen Lackschicht, etwa infolge von Verwindungen des betreffenden Gegenstandes, zum Abblättern der Spachtelschicht und/oder des Lackes führen. Dies gilt besonders für Flugzeugbauteile aus faserverstärktem Kunststoff. Praktisch ist es bisher bei derartigen hochbeanspruchten Bauteilen aus Kunststoff nicht gelungen, in rationeller Weise einen Lack im erforderlichen Maße haftend aufzutragen. Durch eine Einbrennlackierung läßt sich zwar die Haftfestigkeit des Lackes beträchtlich steigern; jedoch führt meist die erneute Erwärmung der Bauteile beim Einbrennen zu Verformungen. Ein anderes bekanntes Verfahren, nämlich das Auftragen von Lacken in Folienform, hat den Nachteil, daß es vielfach zur Runzclbildung insbesondere an Ecken der Bauteile kommt.

Der Aufwand der beschriebenen Vorbehandlung ließe sich zwar bei Anwendung eines durch die US 27 81 553 bekannten Verfahrens zur Oberflächenvergütung von in einer Form herzustellenden Gegenständen aus härtbarem Kunststoff vermeiden, bei welchem auf der Formfläche ein Vergütungsmittel, das ein Bindemittel mit einem härtbaren Kunststoff enthält, im flüssigen Zustand aufgetragen und dort unter Wärmezufuhr so weit vorgehärtet wird, daß es sich mit einem gleichfalls noch nicht ausgehärteten Grundkörper zu einem integralen Körper vereinigen kann, worauf der Grundkörper auf das Vergütungsmittel gebracht und beide zusammen ausgehärtet werden. Jedoch muß hier der Auftrag des Vergütungsmittels auf eine heiße Formfläche erfolgen, was eine unkontrollierte Vorhärtung zur Folge hat. Ferner werden sich durch das Fließen des Vergütungsmiltels zwangsläufig unterschiedliche Auftragsdicken ergeben.

Mit solchen Nachteilen ist auch ein durch die GB 8 82 225 bekanntes Verfahren zur Oberflächenvergütung von Holzmaterialien behaftet, bei dem das Vergütungsmittel zwar in Form einer Pulverbeschichtu"~.g. aber auch direkt auf die heiße Formfläche aufgetragen wird und folglich eine unkontrollierte Vorhärtung erfolgt sowie ein gleichmäßiger Schichtauftrag nur schwer erzielbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art eine kontrollierte Vorhärtung des Vergütungsmittels bei gleichmäßigem Schichtdickenauftrag zu erreichen.

Diese Aufgäbe wird effindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs I aufgeführten Merkmale gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß sich nach dem Verfahren f>emäß der Erfindung auf den Kunststoffgegenständen Überzuge mit derselben Oberflächengüte herstellen lassen wie bei der Anwendung von herkömmlichen Verfahren, z. B. Spritzverfahren, bei denen sich demgegenüber aber im wesenll chen nur ein haftende Bindung,

also kein inniger Verbund zwischen dem Kunststoffgegenstand und seinem Überzug erreichen läßt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß ohne Schwierigkeiten Überzüge in geringer Schichtdicke hergestellt werden können, indem unter Verwendung einer Form aus Metall das Pulver auf die Formfläche elektrostatisch aufgetragen wird. Hierdurch lassen sich zudem Verluste an Pulver wesentlich geringer halten als beispielsweise beim Auftragen mittels eines Spritzverfahrens mit Luft als Treibmittel.

Eine Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

F i g. I im Schnitt ein Formteil aus Kunststoff,
F i g. 2 im Schnitt eine Form,

F i g. 3 das Formteil gemäß F i g. I in der Form gemäß Fig. 2.

Zum Lackieren der Oberfläche 1 eines Formteiles 2 (Fig. I)aus faserverstärktem härtbaren Kunststoff,z. B. aus Glasfasern und einem Kunstharz, wird zunächst die Formfläche einer metallischen Form .3 (Fi*. 2) mit einem einbrennbaren Trennmittel 4 überzogen. Als Trennmittel 4 kommt beispielsweise ein Siiieoneinbrennlack in Betracht, welcher in üblicher Weise durch ein Lackspritzverfahren auf der Formflüche aufgetragen werden kann. Das Einbrennen erfolgt in einem nicht dargestellten Brennofen, z. B. einem sog. Tunnelofen. Somit ist eine dauerhafte Trennwirkung des Trennmittcls 4 und eine feste Haftung desselben auf der Formfläche gewährleistet.

Nach dieser Vorbehandlung der Form 3 wird auf ihre Formfläche bzw. dem Trennmittel 4 ein Lackpulver 5 in gleichmäßig geringer Schichtdicke aufgetragen. Es sei hier vermerkt, daß sowohl das Lackpulver 5 als auch das Trennmittel 4 in Wirklichkeit wesentlich dünner aufgetragen werden, als dies in den F i g. 2 und 3 aus Darstellungsgründen der Fall ist. Vorzugsweise erfolgt das Auftragen des Lackpulvers durch ein bekanntes elektrostatisches Verfahren, bei dem das Lackpulve, /erstäubt, ionisiert und schließlich im elektrischen Feld auf die Formfläche der geerdeten Form 3 transportiert wird. Hierzu kann sowohl eine stationäre, mechanisierte Anlage üblicher Bauart als auch eine elektrostatische Handspritzpistole verwendet werden. Bei einer Form aus Kunststoff kann das Lackpulver auf die Formfläche gestäubt werden.

Anschließend wird das auf der Formfläche befindliche Lackpulver 5 gesintert, d. h. dicht unter den Schmelzpunkt erhitzi, was ebenfalls in dem vorgenannten Tunnelofen geschehen kann. Durch das Sintern wird das Lackpulver 5 teigig bis flüssig. Nach dieser Vorbehandlung des Lackpulvers 5 wird das Formteil 2 in noch nicht ausgehärtetem, jedoch bereits formbeständigen Zustand direkt auf die teigig-flüssige Lackpulver-Schicht aufgebracht (Fig.3) und zusammen mit dieser unter Wärmezufuhr und Luftabschluß ausgehärtet. Beim Aushärten, ggf. in einem Autoklav, verschmilzt das Lackpulver 5 mit den im selben teigig-flüssigen Zustand befindlichen Oberflächen-Partikeln des Formteiles 2 und geht mit diesem einen innigen, unlösbaren Verbund ein, wobei sich ein glatter Überzug ausbildet. Naturgemäß ist die Glätte dieses Überzuges auch von der Oberflächengüte der Formfläche abhängig. Wie sich gezeigt hat, lassen sich bei der vorbeschriebenen Vorbehandlung der Form 3 zumindest ebenso gute Ergebnisse erzielen wie bei Verwendung einer Spritzlackierung. Nach dem Entformen des Formteiles 2 bedarf es keiner Nachbehandlung seiner lackierten Oberfläche mehr.

Es versteht sich, daß das Metallisieren von Formteilen aus härtbarem Kunststoff in gleicher Weise geschehen kann, wobei dann lediglich anstelle des Lackpulvers ein Metallpulver mit beigemengtem Bindemittel vorzusehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Oberflächen vergütung von in einer Form herzustellenden Gegenständen aus härtbarem Kunststoff, wobei auf der Formfläche ein S Vergütungsmittel, das ein Bindemittel mit einem härtbaren Kunststoff enthält, in gleichmäßiger Schichtdicke aufgetragen und dort unter Wärmezufuhr so weit vorgehärtet wird, daß es sich mit einem gleichfalls noch nicht ausgehärteten Grundkörper zu einem integralen Körper vereinigen kann, worauf der Grundkörper auf das Vergütungsmittel gebracht und beide zusammen ausgehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver₆ütungsmittel als Pulver aufgetragen wird und anschließend die Vorhärtung des Vergütungsmittels durch kontrollierte Zufuhr der Wärme über eine Sinterung zu einer teigig-flüssigen Schicht vorgenommen wird

2. Verfahrer» nach Anspruch I unter Verwendung einer Form aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver auf die Formfläche elektrostatisch aufgetragen wird.