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Obwohl bekanntermaßen Kunststoffe von ihren Herstellern heutzutage
auch eingefärbt als Rohstoff der weiterverarbeitenden Industrie zugeführt werden
und es deshalb im allgemeinen nicht schwierig ist, Gegenstände in beliebig gewünschten
Farben durch Druckguß, Blasen, Ziehen, spanabhebende Verformung u. dgl herzustellen,
ist es doch häufig erforderlich oder wenigstens zweckmäßig, Kunststoffartikel mit
einem Farbanstrich oder sonstigen Überzug zu versehen. Auch dies bereitet im allgemeinen
keine Schwierigkeiten, wenn auch gewisse Kunststoffe ziemlich komplizierte, aufwendige
und -damit zeit-und kostenverbrauchende Manipulationen für die Vorbereitung und
Nachbehandlung, also für eine vorbereitende Bearbeitung der Oberfläche, eine erforderliche
Trocknung usw., voraussetzen (vgl. zum Beispiel deutsche Patentschriften 844 348,
1053 773).
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Es ist ferner bekannt, Kunststoffgegenstände im Wege der Galvanisierung
oder Aufdampfung mit einem dünnen Metallfilm zu überziehen, jedoch ist dieses Verfahren
aufwendig und deshalb teuer.
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Außerdem gibt es gewisse Kunststoffe, wie z. B. hochhitzebeständige,
schlagfeste Kunststoffe aus der Reihe der Polykarbonate, auf der Basis von 4,4'-Dioxy-diphenyl-2,2-propan,
die nicht mit beliebigen Farben, insbesondere nicht mit Nitrozellulose-Lacken, angestrichen
werden dürfen, weil dann in dem mit einem Farbanstrich versehenen Gegenstand Spannungskorrosionsrisse
auftreten.
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Hier setzt die Erfindung ein, die eine einfache, billige, wirkungsvolle
und sehr vielseitig verwendbare Methode betrifft, um Kunststoffgegenstände, die
aus einem schlagfesten, hochhitzebeständigen Kunststoff bestehen, mit einer dünnen,
die Oberfläche in Hinblick auf den Einsatz der Gegenstände verbessernden Metallbeschichtung
zu versehen, die aber auch als Unterlage für einen Farbanstricht, als Schutzschicht
zur weiteren Bearbeitung durch Polieren, für die Wärmeableitung, Stromführung usw.
verwendet werden kann. Sie besteht allgemein darin, mit Hilfe des an sich bekannten
sogenannten Metallspritzens auf den fertig hergestellten, ausgehärteten Kunststoffgegenstand
oder auf eine ausgewählte Fläche desselben eine dünne, rauhe Metallschicht aufzubringen,
die mit der Fläche, auf der sie aufgebracht wurde, eine feste, unlösliche Verbindung
eingeht.
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Die Spritzmetallisierung von Gegenständen aus Kunststoff ist zwar
durch die auf R e i n i n g e r als Autor zurückgehenden Literaturstellen, »Gespritzte
; Metallüberzüge«, 1952,und »Metall-Reinigung+ Vorbehandlung«, 1964, S.48 bis 51,
bekannt, jedoch geht aus ihnen hervor, daß bisher gewisse und im Hinblick auf den
Einsatz der behandelten Gegenstände oft schwerwiegende Nachteile bei der Spritzmetallisierung
von Kunststoffen aufgetreten sind, die mit der Porosität dieser Spritzbeläge und
ihrer geringen Haftfähigkeit zusammenhängen. In der erstgenannten Literaturstelle
wird von Schwierigkeiten berichtet, die bei dem Polieren solcher spritzmetallisierten
Kunststoffe zwecks Herstellung von Reflektoren auftreten, und zur Behebung wurde
vorgeschlagen, die spritzmetallisierten Gegenstände einer erneuten Erhitzung in
einer Preßform zu unterwerfen und nur solche Metalle zur Beschichtung heranzuziehen,
die einen Schmelzpunkt im Bereich des Schmelzpunktes des zur Herstellung des Gegenstades
verwendeten Kunststoffes besitzen. Durch dieses komplizierte und aufwendige Verfahren
soll erreicht werden, daß die Spritzschicht zusammensintert und einen festen Zusammenhalt
auf der Kunststoffoberfläche erhält. Auch die zweitgenannte Literaturstelle behandelt
dieses Problem und weist auf ein Erhitzungsverfahren zwecks Verdichtung der Überzüge
hin. Sie beschreibt weiterhin ein Versiegelungsverfahren der erzeugten Oberfläche
mit Hilfe von verdünnten Lacklösungen auf Kunstharzbasis.
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Hierdurch war es verständlich, daß die Spritzmetallisierung von Kunststoffen,
die derart schwierige und aufwendige Nachbehandlungsverfahren erforderte, keinen
Eingang in die Praxis finden konnte. Um so überraschender war es, daß bei Verwendung
einer ganz bestimmten Kunststoffgruppe, nämlich den schlagfesten, hochhitzebeständigen
Kunststoffen aus der Reihe der Polykarbonate durch die Spritzmetallisierung ein
festhaftender, polierfähiger und auch bei Biegebeanspruchung haftender Belag erreicht
werden konnte.
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Bei dem Metallspritzen wird in einer verhältnismäßig einfachen Apparatur
ein fortlaufend im Maße des Verbrauchs nachgeschobener Draht an seinem freien Ende
durch Hitzeeinwirkung, z. B. mittels einer Heizspirale, verflüssigt und das jeweils
verflüssigte Metall durch Druckluft oder ein Druckgas ähnlich wie bei einer Farbspritzpistole
als Metallnebel mitgerissen, der auf eine Fläche gerichtet werden kann. Erstaunlicherweise
kann mit diesem Verfahren, ohne daß die bisher beim Farb-oder Metallschichtenüberzug
notwendigen Vorbereitungen, wie Wärmebehandlung oder Beizen, überhaupt erforderlich
sind, oder nach primitiven Vorbereitungshandlungen, wie leichtes Sandstrahlen, eine
unlösliche Verankerung der aufgebrachten Schicht mit der Oberfläche des Kunststoffgegenstandes
erzielt werden, was man nach den mit Kunststoffgegenständen, insbesondere Gegenständen
aus einem hochhitzebeständigen, schlagfesten Material, gemachten Erfahrungen für
unmöglich hielt. Es muß angenommen werden, daß die zunächst auf die Kunststoffoberfläche
auftreffenden Metallnebelpartikeln einerseits infolge des ihnen noch innewohnenden
Wärmeinhalts und andererseits infolge der ihnen durch das Trägermedium erteilten
Energie eine Art Schweißverbindung eingehen, auf welche Anfangsschicht sich die
übrige Schichtstruktur aufbaut.
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Demnach betrifft die Erfindung die Anwendung des an sich bekannten
Metallspritzens, bei dem ein Metall in Draht- oder Stangenform am freien Ende erhitzt
und der verflüssigte Anteil in einem Luft-oder Gasstrom mitgerissen und auf eine
beschichtete Fläche gerichtet wird, für die Beschichtung von Kunststoffgegenständen
aus schlagfesten, hochhitzebeständigen Kunststoffen aus der Reihe der Polykarbonate
auf Basis von 4,4'-Dioxy-diphenyl-2,2-propan zum Zweck der Erzeugung einer dünnen,
unlösbaren Metallauflage, z. B. als Schutzschicht, Wärmeleitungsschicht, Stromführungsschicht
oder Unterlage für weitere Beschichtungen, wie Farbaufträge.
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So beschichtete Flächen an Gegenständen aus schlagfesten, hochhitzebestängigen
Kunststoffen lassen sich z. B. mit beliebigen Lacken anstreichen, ohne daß das Lösungsmittel
oder sonstige Bestandteile des Lackes das Gefüge des Kunststoffes angreifen oder
nachteilig verändern können. Dies ist insbesondere dort von Vorteil, wo die Herstellung
von Gegenständen
verschiedener Farbe aus entsprechend eingefärbtem
Kunststoff die Lagerhaltung sehr erschweren würde oder so unvorhersehbare Kundenwünsche
die Herstellung eines bestimmten Gegenstandes in nur einer Farbe mit der Absicht
der nachträglichen Farbauftragung zweckmäßig erscheinen im praktischen Einsatz der
Gegenstand zusammen mit seiner Umgebung angestrichen wird. Als Beispiel seien hier
Kunststofftüren für elektrische Schaltkästen, Lichtmaste usw. erwähnt, die selbstverständlich,
wenn der Maler den aus Metall bestehenden Kasten oder Mast anstreicht, im allgemeinen
nicht ausgelassen werden.
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Die erfindungsgemäß beschichteten Flächen lassen sich aber auch ohne
eine weitere Beschichtung, z. B. durch einen Lackanstrich, oder ohne weitere Bearbeitung
einsetzen. Bei aus Kunststoff bestehenden Türen oder Deckeln für Verteilerkästen
an Lichtmasten u. dgl., die, um den Zutritt von Schmutz, Staub und vor allem Wasser
zu verhindern, sehr leicht sitzen müssen und deshalb für die meist runden Lichtmaste
mit einem Radius gefertigt werden, der geringer als der des zugehörigen Mastes ist
und sich erst beim Einsetzen und Verriegeln der Tür durch eine starke Biegebeanspruchung
hervorrufendes Aufweiten dem Radius des Mastes anpaßt, hat man z. B. bisher oft
darüber geklagt, daß sie wegen ihres hohen Oberflächenglanzes eine Blendwirkung
hervorrufen, die unerwünscht und gegebenenfalls sogar verkehrsgefährdend sein kann.
Dergleichen erfindungsgemäß behandelte Teile haben diese Blendgefahr nicht.
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Außerdem wird es häufig gewünscht, Kunststofftüren oder -deckel an
Masten für Straßenleuchten, Verkehrsampeln, Hinweisschildern u. dgl. nicht auf den
ersten Blick in Erscheinung treten zu lassen. Bei den häufig eingesetzten verzinkten
Stahlmasten hat man sich in dieser Beziehung eine Zeit lang damit zu behelfen versucht,
daß man in das zu verarbeitende Kunststoffgranulat oder -pulver als Farbgeber Aluminiumpulver
einarbeitete, aber dieser Weg ist nicht mehr gangbar, weil die Herstellerwerke aus
Sicherheitsgründen ihn ablehnen, nachdem es bei der Einarbeitung von Aluminiumpulver
in Kunststoffe bereits zu Explosionen kam. Außerdem war dieser Weg sowieso nur eine
Notlösung, schon deshalb, weil die verzinkten Masten im Laufe der Zeit durch Oxydation
der Außenhaut ein anderes Äußeres annehmen und dann die Türen oder Deckel mit »Aluminiumeffekt«
vom äußeren Bild des übrigen Teiles abstachen. Mit der Erfindung hat man es in der
Hand, für einen Metallteil, z. B. Metallkasten oder -mast, einen Außenteil, z. B.
eine Tür oder einen Deckel, aus Kunststoff herzustellen, dessen sichtbare Oberfläche
aus dem gleichen Metall wie der zugehörige Teil besteht Die Beschichtung nach der
Erfindung kann ferner als elektrisch leitende Schicht dienen, sowohl um einen bestimmten
und beabsichtigten Stromfluß zu leiten, als auch um unkontrollierbare Ströme, z.
B. Kriechströme, abzuleiten. So kann z. B. eine Kunststoffplatte oder dergleichen
Gegenstand mit einer Schablone abgedeckt werden, die nur die vorgegebenen Stromwege
offenläßt, so daß sich diese nach der Beschichtung auf der Oberfläche des Kunststoffgegenstandes
zeigen. Gegenüber dem bekannten Drucken von Stromwegen hat das erfindungsgemäße
Verfahren den Vorteil der einfachen Variation, da sich entsprechende Schablonen
im Gegensatz zu Druckplatten sehr einfach herstellen lassen. Außerdem kann eine
erfindungsgemäß beschichtete Fläche in an sich bekannter Weise blank poliert werden,
z. B. um Spiegel, Reflektoren u. dgl. herzustellen. Gerade für Scheinwerferreflektoren
können selbstverständlich nur hochhitzebeständige Materialien eingesetzt werden,
da die mitten im Reflektor sitzende Leuchtquelle durch die durch den Reflektor hervorgerufene
und beabsichtigte Bündelung auf der Oberfläche desselben Wärme erzeugt. Reflektoren
und andere in der Elektrotechnik verwendete Teile aus Kunststofl herstellen zu können
ist aber auch deshalb von Bedeutung, weil sich immer mehr das Bestreben durchsetzt,
bei solche Teile verwendeten Anlagen den Vorschriften der Schutzklasse 2 nach den
VDE-Normen zu genügen, die bekanntlich vorschreiben, daß alle Teile, mit denen man
bei der Montage oder Reparatur in Berührung kommen kann, gegen Stromführung geschützt
sind. Mit einem Teil aus Kunststoff, das nur an der nicht zugänglichen Fläche mit
einem Metallüberzug versehen ist, läßt sich dies am besten erreichen.
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Auch für die Wärmeableitung, d. h. einen Wärmetransport im weitesten
Sinne, ist die Beschichtung nach der Erfindung geeignet. Da Kunststoff ein bekanntermaßen
schlechter Wärmeleiter ist, würde z. B. in einem Kunststoffgehäuse, das eine Wärmequelle
aufnimmt, z. B. eine Glühbirne, einen Glühdraht od. dgl., ein Wärmestau einstellen,
der mit Hilfe der Beschichtung nach der Erfindung nach außen abgeleitet werden kann.
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Gegenüber herkömmlichen bekannten Beschichtungsverfahren hat das nach
der Erfindung den Vorteil der sehr einfachen Handhabung und der fast unbegrenzten
Variationsmöglichkeit. So können z. B. Kunststoffe beschichtet werden, die bisher
nur dem galvanischen Verfahren zugänglich waren, es können aber auch Kunststoffe
beschichtet werden, die diesem Verfahren bisher nicht zugänglich waren, und es kann
ein sehr einfacher übergang von einem Metall zu einem anderen, z. B. von Zinn zu
Aluminium oder Kupfer, durch einfaches Auswechseln des Drahtes in der Spritzeinrichtung
vonstatten gehen. Die Beschichtung kann für stärkerer Biegebeanspruchung ausgesetzten
Gegenständen angewendet und auf bestimmte ausgewählte Flächen durch einfaches Abdecken
der Umgebung beschränkt werden, und die aufgebrachte Beschichtung kann bearbeitet
werden, z. B. mit einer weiteren Beschichtung in Form eines Lackanstriches versehen,
poliert werden od. dgl.