DE2748990A1

DE2748990A1 - Verfahren zur herstellung metallisierter verkleidungsplatten aus nicht- metallischem werkstoff

Info

Publication number: DE2748990A1
Application number: DE19772748990
Authority: DE
Inventors: Alban Puetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-02
Filing date: 1977-11-02
Publication date: 1979-05-03

Description

Verfahren
zur Herstellung metallisierter Verkleidungsplatten aus nicht-metallischem Werkstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung metallisierter Verkleidungsplatten aus nicht-metallischem Werkstoff wie z.B. Zementbeton, Kunststoffbeton, Glasfasermaterial, Metaminharz, Asbestzement, Schaumstoff u.dgl.
Das Metallisieren von Gegenständen aus nicht-metallischem Werkstoff ist an sich bekannt. Das einfachste Metallisieren besteht darin, daß man eine dünne Metallfolie auf die zu metallisierende Werkstoffplatte aufklebt bzw.
aufpreßt. Diese dünne Metallschicht ist jedoch nicht widerstandsfähig und wird schnell unansehnlich. Darüber hinaus reißt sie leicht bei Temperaturänderungen, und zwar insbesondere dann, wenn sie über Reliefkonturen aufgepreßt ist. An scharfen Reliefkanten blättert sie praktisch sofort ab. Für Verkleidungsplatten im Freien ist sie gänzlich unbrauchbar.
Es sind viele Versuche gemacht worden, einen nicht-metallischen Gegenstand dadurch zu metallisieren, daß man geschmolzenes Metall auf den Gegenstand aufsprüht. Bis vor wenigen Jahren wollte es jedoch nicht gelingen, eine dauerhafte Bindung des aufgesprühten Metalls an dem nichtmetallischen Werkstoff zu schaffen. Wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten sowie wegen der ebenfalls unterschiedlichen strukturell bedingten Verhaltensweisen der Materialien zeigten sich bisher bald Risse in dem aufgesprühten Metallbelag, der dann bei selbst leichten Stössen, ja sogar beim Abreiben und bei der Reinigung abbrökkelte. Lediglich der Elektronikindustrie gelang ein Verwicklung eines Verfahrens zur Metallisierung eines Polykarbonats auf der Basis von 4.4-Dioxyphenyl-2.2-propan, eines sehr kostspieligen Kunststoffs, das sich auf kleinen Flächen dauerhaft metallisieren läßt und für "aufgedruckte" Schaltungen insbesondere in der Transistortechnik verwendet wird. Dieser Kunststoff ist aber so teuer in der Herstellung, daß seine Verwendung für Verkleidungsplatten auch nicht entfernt in Frage käme.
Eine bleibende Haftung Metall-Kunststoff für praktisch alle Kunststoffe wurde erst durch die Lehre des deutschen Patentes 21 42 474 möglich. Dieses Patent lehrt, einen zu metallisierenden nicht metallischen Kunststoffgegenstand in der Weise zu metallisieren, daß man auf die Oberfläche des Kunststoffgegenstandes eine Kleberschicht aus Kunstharzkleber aufträgt und nach deren Erhärtung die Oberfläche mit geschmolzenem Zink besprüht. Auf dieser Zinkschicht binden dann weitere aufgesprühte Metallschichten, auch wenn es sich um andere Metalle handelt.
Durch diese Erfindung wurde erstmals die bisher nicht mögliche feste Bindung des aufgesprühten Metalls an praktisch jedem. Kunststoff erreicht; der Erfolg liegt darin, daß die Kleber schicht unter Einwirkung der von dem aufgesprühten flüssigen Metall abgegebenen Wärme ihre Klebefähigkeit wieder zurückgewinnt und im Bereich der Oberfläche eine Mischzone mit den Metallteilchen bildet. Diese Mischzone stellt eine unlösbare Bindung Metallschicht-Kleber-Kunststoffgegenstand dar.
Diese Erfindung, die einen großen Markterfolg verzeichnen kann, weist allerdings zwei Nachteile auf : erstens ist das Herstellungsverfahren recht umständlich und nimmt entsprechend viel Arbeitszeit in Anspruch, und zum anderen setzt das Verfahren das gleichzeitige Vorhandensein mindestens zweier Metalle voraus, das Zink als Bindemetall und das als Zieroberfläche jeweils gewählte Ziermetall Bronze, Messing, Kupfer u.s.w. - es sei denn, man wünscht eine Zinkoberfläche. Aus dem erstgenannten Grund ist das bekannte Verfahren praktisch nur handwerklich zu nutzen und wird dementsprechend weitgehend im Kunsthandwerk eingesetzt. Das Vorhandensein zweier Metalle in der Metallhülle begünstigt das Entstehen eines galvanischen Elements, das unerwünschte Veränderungen im Gefüge der Metallschichten hervorrufen kann, die unter erheblichem Zeitaufwand mittels Einzelversiegelungen unterbunden werden müssen.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Erstellung einer metallisierten Verkleidungsplatte nicht nur aus Kunststoff, sondern auch aus Zementbeton, Glasfaser o.dgl. zu ermöglichen, bei welcher nur eine einzige Metallschicht aufgesprüht werden muß, und die trotzdem eine unlösbare Verbindung des Metalls mit dem Plattenmaterial gewährleistet. Die erfindungsgemäße Verkleidungsplatte soll industriell zu fertigen sein, indem die einzelnen Fertigungsvorgänge einfach sind und für eine Reihenfertigung geeignet erscheinen.
Diese Erfindungsziele werden durch die folgenden Verfahrensschritte verwirklicht : Erst wird ein wasserdurchlässiger oder in sonstiger Weise an der Oberfläche ausspülbarer Formkern erstellt, wobei die Kernoberfläche wahlweise als Ebene oder als Relief gestaltet sein kann. Auf diese Kernoberfläche wird dann eine wasserlösliche Leimschicht, z.B. eine etwa bis zur Teigkonsistenz mit Quarzmehl hochgefüllte Schicht Zellulosenleims aufgetragen, und nach Austrocknen des Zellulosenleims sprüht man die Metallschicht darauf. Nach Abkühlung der Metall schicht trägt man auf diese eine Kleberharzschicht auf, wonach das Plattenmaterial, sofern gießbar, in die Form eingegossen wird und sich mit dem Kleberschicht verbindet. Ist das Plattenmaterial bereits vorgefertigt - z.B.
wenn es sich um glatte Platten handelt - drückt man es einfach an den Formkern heran. Nach Aushärten des eingegossenen Plattenmaterials und der Kleberharzschicht wird die Form umgedreht und mit Wasser durchgespült, bis sich die Zellulosenleimschicht auflöst und die fertige Verkleidungsplatte herausfällt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nach Auftragen und Aushärtung einer besonderen Kleberschicht auf der Oberfläche des Formkerns auf diese Kleberschicht eine dünne Aluminiumschicht auf den Formkern aufgesprüht.
Anhand der Zeichnungen wird in der Folge ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Form zur Erstellung metallisierter Verkleidungsplatten, in perspektivischer Sicht, Figur 2 den Schnitt X-X der Fig.1, stark vergrößert, mit schematisch verzerrten Maßstäben, Figur 3 eine fertige Verkleidungsplatte mit einem versenktem Relief (Blumendekor), in einer Draufsicht, Figur 4 die Form, mittels welcher die Verkleidungsplatte Fig.3 hergestellt worden ist, im Schnitt X-X der Fig.1 und Figur 5 einen mittigen Querschnitt der Verkleidungsplatte Fig.3, an welcher hier jedoch ein Hochrelief ausgebildet ist, ferner ist auf der Schnittdarstellung die Plattenhöhe gegenüber der Plattenlänge maßstäblich stark verzerrt (Maßverhältnis etwa 5 : 1).
Die Form Fig.1 besteht aus einem nach oben und unten hin offenen Formrahmen 1 in welchem der Kern 2 eingelassen ist. Der Formkern 2 ruht auf einer Füllung 3 aus Kies o.dgl., deren einzelne Steine mittels eines Klebematerials zusammengehalten werden oder auf einem am Unterteil des Rahmens 1 befestigten Sieb oder Netz gebettet sind. In jedem Fall muß die Füllung 3 und ihre Halterung wasserdurchlässig und leicht durchspülbar sein.
Der Formkern 2 ist ebenfalls wasserdurchlässig und besteht aus einer mit Epoxydharz verfestigten Sandschicht, in welcher ein Relief 4 eingearbeitet sein kann, vgl. Figuren 3 und 4. Ein solches Dekor muß mit seiner Negativseite nach oben zeigen, d.h. von der Füllung 3 abgewandt.
Insbesondere zu Industriezwecken kann die Oberfläche des Formkerns 2 mit einer dünnen Aluminiumschicht 5 verfestigt werden, indem man nach der Lehre des deutschen Patents 21 42 474 erst eine Kleberschicht 6 aufbringt und danach geschmolzenes Aluminium aufsprüht. Durch diese Maßnahme ist der Formkern imstande, für sehr viele Abzüge verwendet zu werden, ohne daß Sandkörner aus der Formoberfläche herausbrechen. Wie alle aufgesprühten Metallschichten ist diese Aluminiumschicht porös und bei einer Schichtstärke um 50 - 1004 hinreichend wasserdurchlässig.
Auf die Oberfläche des Kerns2 - bzw., wenn vorhanden, auf die dünne Aluminiumschicht 5 - wird nun eine wasserlösliche Schicht etwa bis zur Teigkonsistenz hochgefüllten Zellulosenleims 7 aufgetragen, z.B. Methylzellulose, handelsüblich "Farbenleim" genannt. Die Füllung des Zellulosenleims erfolgt mit Quarzmehl. Die Stärke der Zellulosenleimschicht 7 beträgt 0,1 bis 0,2 mm.
Mit dem Auftragen und Austrocknen der Zellulosenleimschicht 7 ist die Form einsatzbereit. Nun wird die Metallschicht 8 auf den Formkern 2 aufgetragen, indem man das jeweils gewünschte Metall in geschmolzenem Zustand und unter Druck auf die Zellulosenleimschicht 7 aufsprüht. Dieses Aufsprühen geschmolzenen Metalls auf eine Fläche mittels einer Spritzpistole ist an sich bekannt; die Technik ist in der DE-PS 21 42 474 ausführlich beschrieben. Die Metallschicht 8 kann beliebig dick gestaltet werden und bildet eine formgetreue Wiedergabe der Kernoberfläche.
Auf die Metallschicht 8, die, wie jede aufgesprühte Metallschicht, durchgehend porös ist, wird nunmehr eine Schicht von Kleberharz 9 (Polyurethan-, Polyester- oder Epoxydharz) aufgetragen. Der Kleberharz dringt in die Poren der Metallschicht 8 ein und geht mit dem Metall eine unlösbare Verbindung ein.
Daraufhin wird Plattenmaterial in der Form von Polyesterbeton, Zementbeton o.dgl. in die Form 1 eingefüllt, wobei die Metallschicht 8 als Gießform wirkt. Das Plattenmaterial liegt auf der Kleberharzschicht 9 auf, die es mit der Metallschicht 8 zusammenklebt. Falls das Plattenmaterial 10 nicht eingegossen, sondern in der Gestalt fertiger Platten in die Form 1 eingebracht werden, geschieht im Prinzip das Gleiche : die Platte 10 wird mittels der Kleberharzschicht 9 mit der Metall schicht 8 zusammengeklebt.
Nachdem das Kleberharz und - falls gegossen - das Plattenmaterial 10 ausgehärtet sind, dreht man die Form 1 um und begießt sie von ihrer Rückseite her mit Wasser, das durch den wasserdurchlässigen Unterteil der Form hindurch läuft und die Zellulosenleimschicht 7 löst. Daraufhin fällt die metallisierte Verkleidungsplatte 8,9,10 aus der Form 1 heraus. Bei kleineren Formen ist es denkbar, die Leimschicht von der Seite her zu lösen, indem man sie seitlich bespült.
Die Metalloberfläche wird daraufhin gereinigt und geschliffen sowie mit einer Schutzschicht aus flüssigem Acrylharz versehen. Da die Kleberschicht 9 die Metallschicht 8 von innen her luftdicht abschließt, ist die Metallschicht 8 beiderseitig versiegelt und für Korrosionseinflüsse unerreichbar.
Diese beiderseitige Versiegelung hat zusammen mit dem Plattenmaterial 10 eine andere wichtige Wirkung : es ist nicht möglich, daß z.B. im Zuge einer Reinigungsaktion (Entfernung von Farbkleckse o.dgl.) Lösungsmittel zu der Kleberharzschicht 9 hineindrängen kann und diese beschädigen.
Weil nur ein einziges Metall in der Metallschicht 8 vorhanden ist, kann sich kein galvanisches Element bilden.
Der durch die beschriebene Erfindung zustandegekommene technische Fortschritt ist unmittelbar aus dem Ausführungsbeispiel erkennbar. Das Metallisieren von nicht-metallischen Verkleidungsplatten - und zwar nicht nur von Kunststoff, sondern von jedem gut verklebbaren Material - erfolgt nach einem einfachen Verfahren schnell und zuverlässig, und die Verbindung Metall-Plattenmaterial ist praktisch unlösbar.
Das Herstellungsverfahren ist gut geeignet, industriell aufgezogen zu werden. Die mit Aluminium verfestigte Oberfläche des Formkerns ist verwendbar für eine große Anzahl von Abzügen.
Für die Größe der erfindungsgemäßen Verkleidungsplatte sind keine.Grenzen gesetzt. Die Verkleidungsplatte kann für die Verkleidung von Fassaden, Innenwänden o.dgl. verwendet werden; man kann sie aber auch als Türblatt für Außen- und Innentüren oder als Garagentor ausbilden, und zwar wahlweise in einem Stück oder aus mehreren Elementen zusammengesetzt. Es ist für den Beschauer nicht möglich, festzustellen, daß die erfindungsgemäße Verkleidungsplatte nicht eine herkömmliche Metallgußplatte ist; erst das Gewicht wird ihm sagen, daß dies nicht der Fall sein kann. Sowohl strukturell als auch in bezug auf Material ist die Oberfläche der Metallschicht 8 nicht anders als die Oberfläche einer aus demselben Metall gegossenen Metallgußplatte.
2 Ansprüche

Claims

Verfahren zur Herstellung metallisierter Verkleidungsplatten aus nicht-metallischem Werkstoff Patentansprüche 0 Verfahren zur Herstellung einer metallisierten Verkleidungsplatte aus nicht-metallischem Werkstoff, indem die Metalloberschicht der Verkleidungsplatte aus bei hoher Temperatur und unter Druck aufgesprühtem geschmolzenem Metall besteht, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte a) Bereitstellung eines wasserdurchlässigen oder sonst von innen her ausspülbaren Formkerns (2), bei Relief (4) mit dessen Negativseite an der Kernoberfläche, b) Auftragen einer etwa bis zur Teigkonsistenz hochgefüllten Schicht Zellulosenleims (7) auf die Oberfläche des Formkerns (2), c) nach Austrocknen des Zellulosenleims (7) das Aufsprühen der Metallschicht, d) nach Abkühlen der Metallschicht (8) Auftragen einer Kleberharzschicht (9) auf die Metalloberfläche, e) Eingießen des Plattenmaterials (1) auf die Kleberharzschicht (9), f) nach Aushärtung Durchspülung der Form (1) von der Formkernseite mit Wasser, bis sich die Zellulosenleimschicht (7) auflöst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Formkerns (2) nach Auftragen und Aushärtung einer Kleberschicht (5) eine dünne Aluminiumschicht (6) aufgesprüht wird.