DE10037213A1 - Plastic surface with a thermally sprayed coating and process for its production - Google Patents

Plastic surface with a thermally sprayed coating and process for its production

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Abstract

The invention relates to a plastic surface with a coating applied by a thermal spraying technique and a method for production thereof. According to the invention, the coating may be zinc, zinc alloys, aluminium alloys and/or materials which are exothermic during the spraying process. The coating with good adhesion is particularly applied as a wear-resistant layer by means of arc-spraying, flame spraying or cold-gas spraying. The invention finds application, above all, in sports equipment with a coated plastic surface, in particular, in golf clubs (preferably in striking surfaces with a thermally sprayed coating).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststoffoberfläche mit zumindest teilweiser Beschichtung, welche mittels thermischer Spritzverfahren aufgetragen ist.The invention relates to a plastic surface with at least partial coating, which is applied by thermal spraying.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer mittels thermischer Spritzverfahren auf einer Kunststoffoberfläche aufgebrachte Beschichtung.The invention further relates to a method for producing a thermal Spraying process on coating applied to a plastic surface.

Kunststoffe gewinnen auch heute noch in ihrer industriellen Verwendung zunehmend an Bedeutung. Dabei müssen in vielen Fällen besondere Anforderungen für den Einsatz der Kunststoffe erfüllt werden. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Kunststoffe eine Beschichtung aufweisen, welche mittels eines thermischen Spritzverfahrens hergestellt wird.Even today, plastics are increasingly gaining in industrial use in importance. In many cases, special requirements for the Use of plastics can be met. This happens, for example, by the fact that Plastics have a coating, which by means of a thermal Spraying process is made.

Beim Beschichten von Kunststoffen mittels thermischen Spritzen besteht ein Problem im Unterschied zum Beschichten von beispielsweise von Metallen darin, dass eine ausreichende Haftung der Spritzschichten erzielt wird. Es besteht in der Regel die Gefahr, dass die gespritzten Beschichtungen insbesondere bei Belastungen sich vom Grundkörper ablösen.There is a problem when coating plastics by thermal spraying in contrast to the coating of metals, for example, in that a sufficient adhesion of the spray layers is achieved. There is usually the Danger that the sprayed coatings, especially under loads, differ from the Remove the base body.

Kunststoffe werden neben anderen Anwendungen insbesondere auch im Bereich von Sportgeräten eingesetzt, auch hier in zunehmendem Maße.In addition to other applications, plastics are also used in particular in the area of Sports equipment used, also here increasingly.

Auch bei Golfschlägern geht inzwischen die Entwicklung zumindest in Teilbereichen zum Einsatz von Kunststoffen als Basismaterial insbesondere im Bereich des Schlägerkopfes. Diese Golfschläger mit Kunststoffmaterialien sollen in erster Linie dazu dienen, den Ball extrem weit schlagen zu können.The development of golf clubs is now going at least in some areas for the use of plastics as base material, particularly in the area of Club head. These golf clubs with plastic materials are designed primarily serve to be able to hit the ball extremely far.

Das Beschichten von Golfschlägern mittels Thermischen Spritzens ist an sich bekannt. Aus der eigenen deutschen Patentanmeldung DE 197 57 735 A1 ist beispielsweise ein Golfschläger mit Schlagfläche zum Schlagen von Golfbällen beschrieben, der zumindest im Bereich der Schlagfläche eine mittels eines thermischen Spritzverfahrens aufgebrachte Beschichtung umfasst. Angesprochen sind hier Golfschläger aus den üblichen Materialien, d. h. aus Metallen oder Metalllegierungen. Die Schlägerbeschich­ tungen werden bevorzugt mittels des Hochgeschwindigkeits-Flammspritzverfahrens oder mittels des Kaltgasspritzverfahrens aufgebracht. Für die Beschichtung der Golfschläger mittels thermischen Spritzens können als Spritzmaterialien insbesondere Metalle, Metalllegierungen, Oxide (insbesondere Al2O3 und/oder TiO2), Carbide, Boride, Kunststoffe oder Mischungen der vorgenannten Stoffe verwendet werden.The coating of golf clubs by means of thermal spraying is known per se. From the German patent application DE 197 57 735 A1, for example, a golf club with a striking surface for hitting golf balls is described, which includes a coating applied by means of a thermal spraying process, at least in the region of the striking surface. Golf clubs made from the usual materials, ie from metals or metal alloys, are addressed here. The racket coatings are preferably applied by means of the high-speed flame spraying process or by means of the cold gas spraying process. Metals, metal alloys, oxides (in particular Al 2 O 3 and / or TiO 2 ), carbides, borides, plastics or mixtures of the abovementioned substances can be used as spray materials for the coating of the golf clubs by means of thermal spraying.

Bei Golfschlägern für weite Schläge soll die durch den Schwung des Golfspielers aufgebrachte Energie optimal über den Schlägerkopf auf den Golfball umgesetzt werden. Dabei entstehen enorme Kräfte, die punktförmig und möglicherweise durch Deformieren des Balls auch in gewisser Weise flächenförmig auf der Schlagfläche des Golfschlägers angreifen.For golf clubs for long shots, this is due to the swing of the golfer optimally applied energy applied to the golf ball via the club head become. This creates enormous forces that are punctiform and possibly through Deforming the ball in a certain way flat on the face of the Attack golf club.

Der Golfschlägerkopf mit Kunststoff muss diesen extremen Anforderungen beim Schlag standhalten. Zusätzlich ist eine möglichst verschleißbeständige Beschichtung vorzusehen, damit beispielsweise wegen der Berührungen des Schlägers mit dem Boden beim Schlagen des Balles ein Verschleiß des Golfschlägerkopfes vermieden wird.The golf club head with plastic has to meet these extreme requirements Withstand shock. In addition, there is a wear-resistant coating to be provided so that, for example, because of the contact of the racket with the Avoid wear of the golf club head when hitting the ball becomes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kunststoffoberfläche und ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, welche eine thermisch gespritzte Beschichtung auf der Kunststoffoberfläche mit guter Haftung ermöglichen.The invention is therefore based on the object, a plastic surface and a To show methods of the type mentioned, which is a thermally sprayed Allow coating on the plastic surface with good adhesion.

Diese Aufgabe wird für die Kunststoffoberfläche dadurch gelöst, dass die Beschichtung Zink, Zinklegierungen, Aluminiumlegierungen und/oder beim Spritzprozess exotherm wirkende Materialien umfasst.This task is solved for the plastic surface in that the coating Zinc, zinc alloys, aluminum alloys and / or exothermic during the spraying process acting materials includes.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren dadurch gelöst, dass eine Zink, Zinklegierungen, Aluminiumlegierungen und/oder beim Spritzprozess exotherm wirkende Materialien umfassende Beschichtung insbesondere als Verschleißschutzschicht mittels eines thermischen Spritzverfahrens auf der Oberfläche aufgebracht wird.This task is solved for the method in that a zinc, zinc alloy, Aluminum alloys and / or materials exothermic during the spraying process comprehensive coating, in particular as a wear protection layer by means of a thermal spraying process is applied to the surface.

Als exotherm wirkende Materialien können beispielsweise Nickel-Aluminium (NiAl) oder Molybdän (Mo) eingesetzt werden. Dadurch, dass diese Materialien beim Spritzprozess an einer exothermen Reaktion teilnehmen, wird zusätzlich Energie zur Verfügung gestellt, was sich in einer Erhöhung der Haftung aber auch der Verschleißbeständigkeit bemerkbar macht.Nickel-aluminum (NiAl) or, for example, can be used as exothermic materials Molybdenum (Mo) can be used. Because these materials are used in the spraying process  If you participate in an exothermic reaction, additional energy is available posed, which results in an increase in liability but also wear resistance noticeable.

Die Erfindung basiert auf der Idee, dass die Kunststoffoberfläche mit einer thermisch gespritzten Beschichtung versehen wird, die sowohl als Haftschicht als auch als für die Anwendung benötigte Funktionsbeschichtung (beispielsweise eine Verschleißschutz­ beschichtung) dient. Es hat sich gezeigt, dass durch das Verspritzen der oben genannten Werkstoffe insbesondere die Haftung der thermisch gespritzten Beschich­ tung auf der Kunststoffoberfläche wesentlich erhöht werden kann.The invention is based on the idea that the plastic surface with a thermal sprayed coating is provided, both as an adhesive layer and as for the Application required functional coating (for example wear protection coating). It has been shown that by spraying the above mentioned materials in particular the liability of the thermally sprayed coating tion on the plastic surface can be increased significantly.

Im Rahmen der Erfindung können zum Auftragen der Beschichtung grundsätzlich alle bekannten Verfahrensvarianten des Thermischen Spritzens eingesetzt werden.Within the scope of the invention, basically all can be used for applying the coating known process variants of thermal spraying can be used.

Der Haftgrund kann insbesondere mittels Lichtbogenspritzeris, Flammspritzens oder Kaltgasspritzens als Verfahrensvarianten des Thermischen Spritzens aufgetragen werden.The primer can in particular by means of arcing, flame spraying or Cold gas spraying applied as process variants of thermal spraying become.

In Ausgestaltung der Erfindung kann der thermisch beschichtete Kunststoff aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen. Als faserverstärkte Kunststoffe kommen dabei insbesondere Kunststoffe mit Kohlenstofffasern (CFK), mit (Para-)Aramidfasern (KEVLAR®), mit Glasfasern (GFK) und dergleichen in Betracht.In an embodiment of the invention, the thermally coated plastic can be made from one fiber-reinforced plastic. Here come as fiber-reinforced plastics especially plastics with carbon fibers (CFRP), with (para) aramid fibers (KEVLAR®), with glass fibers (GRP) and the like.

Die genannten Kunststoffe eignen sich hervorragend für den Einsatz im Zusammen­ hang mit Sportgeräten. Dabei sind insbesondere Golfschläger zu nennen.The plastics mentioned are ideal for use together hang with sports equipment. Golf clubs are particularly worth mentioning.

Die Golfschläger sind im Rahmen der Erfindung vor allem im Bereich des Golfschläger­ kopfes und hier insbesondere im Bereich der Schlagfläche zumindest teilweise mit einer thermisch gespritzten Beschichtung versehen.Within the scope of the invention, the golf clubs are primarily in the field of golf clubs head and here in particular in the area of the face at least partially provided with a thermally sprayed coating.

Als Gase für das Thermische Spritzen im Rahmen der Erfindung kommen grundsätz­ lich alle bekannten Gase in Betracht, insbesondere Stickstoff, Argon, Helium, Neon, Krypton, Xenon, ein Wasserstoff enthaltendes Gas, ein kohlenstoffhaltiges Gas, insbesondere Kohlendioxid, Sauerstoff, ein Sauerstoff enthaltendes Gas, Luft, Wasserdampf oder Mischungen der vorgenannten Gase. Basically come as gases for thermal spraying in the context of the invention Lich all known gases, in particular nitrogen, argon, helium, neon, Krypton, xenon, a gas containing hydrogen, a gas containing carbon, in particular carbon dioxide, oxygen, an oxygen-containing gas, air, Steam or mixtures of the aforementioned gases.  

Für den Fall, dass der Haftgrund mittels Lichtbogenspritzen aufgetragen wird, hat sich gezeigt, dass Stickstoff als Treibgas besondere Vorteile mit sich bringt.In the event that the primer is applied by means of arc spraying, has demonstrated that nitrogen as a propellant gas has special advantages.

Für den Fall, dass der Haftgrund mittels Flammspritzens aufgetragen wird, wird vorteilhafterweise hinsichtlich des Verhältnisses von Brenngas zu Sauerstoff eine neutrale oder auch eine reduzierte Flammeneinstellung verwendet.In the event that the primer is applied by flame spraying, advantageously with regard to the ratio of fuel gas to oxygen neutral or a reduced flame setting is used.

Für das Kaltgasspritzen eignen sich für das den pulverförmigen Zusatzwerkstoff tragende Gas neben den aus der EP 0 484 533 B1 bekannten Gasen Luft und/oder Helium ein Stickstoff, Argon, Neon, Krypton, Xenon, Sauerstoff, ein Wasserstoff enthaltendes Gas, ein kohlenstoffhaltiges Gas, insbesondere Kohlendioxid, Wasser­ dampf oder Mischungen der vorgenannten Gase und Mischungen dieser Gase mit Helium. Der Anteil des Helium am Gesamtgas kann bis zu 90 Vol.-% betragen. Bevor­ zugt wird ein Heliumanteil von 10 bis 50 Vol.-% im Gasgemisch eingehalten.For cold gas spraying, the powdered filler material is suitable carrying gas in addition to the gases known from EP 0 484 533 B1, air and / or Helium a nitrogen, argon, neon, krypton, xenon, oxygen, a hydrogen containing gas, a carbon-containing gas, especially carbon dioxide, water steam or mixtures of the aforementioned gases and mixtures of these gases with Helium. The proportion of helium in the total gas can be up to 90% by volume. before a helium content of 10 to 50% by volume is maintained in the gas mixture.

Claims (10)

1. Kunststoffoberfläche mit zumindest teilweiser Beschichtung, welche mittels thermischer Spritzverfahren aufgetragen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Zink, Zinklegierungen, Aluminiumlegierungen und/oder beim Spritzprozess exotherm wirkende Materialien umfasst.1. Plastic surface with at least partial coating, which is applied by means of thermal spraying, characterized in that the coating comprises zinc, zinc alloys, aluminum alloys and / or materials which exotherm in the spraying process. 2. Kunststoffoberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mittels Lichtbogenspritzens, Flammspritzens oder Kaltgasspritzens aufgetragen ist.2. Plastic surface according to claim 1, characterized in that the Coating by means of arc spraying, flame spraying or cold gas spraying is applied. 3. Kunststoffoberfläche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein faserverstärkter Kunststoff ist.3. Plastic surface according to claim 1 or 2, characterized in that the Plastic is a fiber-reinforced plastic. 4. Sportgerät mit einer beschichteten Kunststoffoberfläche nach einem der vorangehenden Ansprüche.4. Sports equipment with a coated plastic surface according to one of the preceding claims. 5. Golfschläger mit einer beschichteten Kunststoffoberfläche nach einem der vorangehenden Ansprüche.5. Golf clubs with a coated plastic surface according to one of the preceding claims. 6. Golfschläger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagfläche zumindest teilweise eine thermisch gespritzte Beschichtung aufweist.6. Golf club according to claim 5, characterized in that the club face at least partially has a thermally sprayed coating. 7. Verfahren zur Herstellung einer mittels thermischer Spritzverfahren auf einer Kunststoffoberfläche aufgebrachte Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zink, Zinklegierungen, Aluminiumlegierungen und/oder beim Spritzprozess exotherm wirkende Materialien umfassende Beschichtung insbesondere als Verschleißschutzschicht mittels eines thermischen Spritzverfahrens auf der Oberfläche aufgebracht wird.7. Process for producing a by means of thermal spraying on a Plastic surface applied coating, characterized in that a zinc, zinc alloys, aluminum alloys and / or during the spraying process coating comprising exothermic materials in particular as Wear protection layer by means of a thermal spray process on the Surface is applied. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mittels Lichtbogenspritzens, Flammspritzens oder Kaltgasspritzens aufgetragen wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the coating applied by arc spraying, flame spraying or cold gas spraying becomes.   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftgrund mittels Lichtbogenspritzens aufgetragen wird, wobei Stickstoff als Treibgas eingesetzt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the primer by means Arc spraying is applied, using nitrogen as the propellant becomes. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftgrund mittels Flammspritzens aufgetragen wird, wobei hinsichtlich des Verhältnisses von Brenngas zu Sauerstoff eine neutrale oder reduzierte Flammeneinstellung verwendet wird.10. The method according to claim 8, characterized in that the primer by means Flame spraying is applied, with respect to the ratio of Fuel gas to oxygen a neutral or reduced flame setting is used.
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