DE3445922A1

DE3445922A1 - Schutzbeschichtungsverfahren

Info

Publication number: DE3445922A1
Application number: DE19843445922
Authority: DE
Inventors: Reinhard 4992 Espelkamp Stanger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-02-09
Filing date: 1984-12-17
Publication date: 1985-09-05
Also published as: DE3445922C2

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schutzbeschichtungen aus Kunststoff an Kanten, Ecken und Auflageflächen von Metallteilen und anderen starren Gegenständen, insbesondere zum Beschichten der Auflageflächen an Abstandshaltern, wie Abstandshalterkörben für die Betonarmierung und als Schutz an Schneidkanten profilierter Bleche und dergleichen, wie Pahrradschutzbleche, im Tauchverfahren, bei dem die zur Reaktion kommenden Ausgangskomponenten des Kunststoffes als flüssige Mischung auf die zu beschichtende Kante, Ecke oder Auflagefläche aufgetragen werden und nachfolgend zu dem Kunststoff aushärten.

Derartige Schutzbeschichtungen können zwar grundsätzlich flächendeckend zur Anwendung kommen, doch wird bevorzugt lediglich eine Kante, Ecke oder Auflagefläche eines starren Gegenstandes, insbesondere eines Metallteiles, wie eines Metallbleches oder Metallstabes, mit der Schutzbeschichtung versehen, die dann im Vergleich zu einem reinen Flächenschutz relativ dicker sein muß, um die Kante, Ecke oder Auflagefläche möglichst wulstartig zu umgeben. Durch eine solche wulstartige Verdickung wird unter anderem ein guter Verletzungsschutz, eine gewisse Stoßabsorption sowie ein dauerhafter Korrosionsschutz dieser besonders exponierten Bereiche des starren Gegenstandes erreicht.

Eine solche Schutzbeschichtung ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 67 53 211 für die Anwendung an Abstandshaltekörben aus Draht im Bereich der fußähnlichen Drahtauflageflächen bekannt. Soweit diese bekannten Schutzbeschichtungen im Tauchverfahren hergestellt worden sind, war zur Erzielung einer ausreichenden Beschichtungsdicke und zur Gewährleistung vertretbarer Härtungszeiten die Verwendung thermoplastischer Kunststoffe erforderlich. Hierzu wurde bevorzugt ein entsprechendes thermoplastisches Granulat in einer ausreichend

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großflächigen Wanne bis zur Verflüssigung bei ca. 150° C erhitzt. Die Abstandshalter wurden dann eingetaucht und anschließend gewendet, um die gebildeten Fäden anzulegen. Durch anschließendes Eintauchen in kaltes Wasser wurde die Beschichtungsmasse infolge Abkühlens verfestigt. Aufgrund der erforderlichen Großflächigkeit der Tauchwanne mußte eine relativ hohe Heizkapazität zur Verfügung stehen. Entsprechend hoch war der Energieverbrauch. Ein weiterer Nachteil bestand darin, daß die Schmelzmassen aus thermoplastischem Kunststoff mit ansteigender Temperatur so viel an Festigkeit verloren, daß zum Beispiel bei sommerlich hohen Außentemperaturen Verformungen der Schutzbeschichtung auftraten und sich die Drähte durch die weich gewordene Beschichtungsmasse bohrten, so daß diese ihre Schutzwirkung verlor. Dieses Verfahren ist auch aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 04 086 bekannt, bei dem die vorerwähnten Nachteile in identischer Weise auftreten.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schutzbeschichtungsverfahren der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, mit dem die vorerwähnten vorteilhaften Eigenschaften ebenfalls erzielt werden, das die erwähnten Nachteile jedoch nicht aufweist und ein kostengünstigeres Herstellen von Schutzbeschichtungen im Tauchverfahren an Kanten, Ecken und Auflageflächen vor allem an Metallteilen etwa bei Raumtemperatur gestattet, so daß ein Beheizen der Tauchwanne entfallen kann; bevorzugt soll die Schichtdicke der Schutzbeschichtung einstellbar und möglichst wulstartig vergrößerbar sein, wobei der Energie- und der Materialbedarf trotz hoher Festigkeit der Schutzbeschichtung möglichst gering sein soll; insbesondere sollen bestehende Beschichtungsanlagen, die nach dem Tauchverfahren arbeiten, für das erfindungsgemäße Verfahren umrüstbar sein.

Als technische Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen

des Patentanspruches 1 vorgeschlagen,das demnach dadurch gekennzeichnet ist, daß die flüssige Mischung aus UV-härtbarem Reaktionsharz, einem reaktiven Verdünner und einem Photoinitiator besteht und bei Verarbeitungstemperatur, insbesondere bei Raumtemperatur, eine für solche Mischungen vergleichsweise hohe Viskosität aufweist und daß nach dem Auftrag eine Verteilung der flüssigen Mischung bis zum Erhalt der gewünschten Beschichtungsdicke vorgenommen und danach die Schicht bis zur Aushärtung mit UV- oder Elektronen-Strahlen bestrahlt wird.

Die Erfindung beruht demnach auf dem Grundgedanken, für die Schutzbeschichtung starrer Gegenstände einen UV-härtenden Kunststoff zu verwenden.

Erfindungsgemäß wird unter "Tauchverfahren" jedes Verfahren verstanden, bei dem sich die Beschichtungsmasse lediglich aufgrund ihres Eigengewichtes oder ihres Auftriebs auf den zu beschichtenden Bereichen des Gegenstandes verteilt; hierzu kann der Gegenstand von oben in die flüssige Masse eingetaucht oder - umgekehrt - die flüssige Masse von oben über den zu beschichtenden Bereich des Gegenstandes gegossen werden. Unter "Kanten, Ecken und Auflageflächen", werden alle exponierten Bereiche des Gegenstandes verstanden, bevorzugt aber solche Bereiche, die vergleichsweise kleine Krümmungsradien aufweisen.

Erfindungsgemäß hergestellte Schutzbeschichtungen weisen unter anderem die folgenden Vorteile auf:

- Als Duroplaste erweichen sie auch bei hochsommerlichen Temperaturen nicht, sondern behalten ihre Form und ihre Festigkeit;

- für die UV-Härtung, zum Beispiel bei Fußbeschichtung an Abstandshaltekörben aus Metalldraht, ist nur etwa 1/10 der Energie erforderlich, die bei den bekannten Tauchverfahren zum Aufschmelzen der Beschichtungsmasse benötigt wird;

- Vorheizzeiten entfallen, so daß ohne Zeitverzögerung sofort mit der Beschichtungsarbeit begonnen werden kann;

- die Nachfüllregulierung des Tauchbeckens ist einfacher als mit Granulaten für Heißschmelzmassen;

- der Tauchschritt ist gefahrloser, da Verbrennungen nicht auftreten können;

- vorhandene Beschichtungsanlagen können einfach umgerüstet werden, indem in das bisherige Wasserbecken die Bestrahlungsstrecke eingebaut wird;

- zur Aushärtung können handelsübliche UVA-Leuchtstoffröhren verwendet werden, die keine Ozonabgabe haben;

- die Abriebfestigkeit ist auch bei sommerlich hohen Temperaturen verbessert;

- die optische Ausbildung der Schutzbeschichtung ist besonders gut, da beim Abtropfen keine Fäden gebildet werden;

- die Metallhaftung ist besser als bei Thermoplasten;

- der Materialverbrauch ist geringer als bei Thermoplasten,

da die höhere mechanische Festigkeit eine wesentlich geringere Schichtstärke zuläßt;

- die Aushärtung ist außer mit UV-Strahlung auch mit Elektronenstrahlung möglich, so daß die bei UV-Strahlung erforderliche Aushärtezeit von bis zu 60 Sekunden (je nach Beschichtungsstärke und Strahlungsintensität) auf Werte bis 0,01 Sekunden verringerbar ist;

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- Lösungsmittel kommen nicht zur Anwendung;

- durch Variation der Abtropfzeit können die Schichtstärken bestimmt werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, die insbesondere die Herstellung einstellbarer, relativ dicker Schutzschichten und günstige Auszeithärten sowie ein verbessertes Aussehen der fertigen Schutzbeschichtung sowie eine einfache und kostengünstige Arbeitsweise sowie Umrüstung alter Tauchanlagen gewährleisten, sind in weiteren Ansprüchen enthalten.

Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden 'Verfahrensschritte und Ausgangsstoffe unterliegen in ihren Verfahrenbebindungen, ihrer Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in den jeweiligen Anwendungsgebieten bekannten Auswafc kritarien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugter Verfahrensablauf schematisch dargeste] worden ist.

In einem an sich bekannten, heb- und senkbaren Tauchbecken 1 befindet sich bei einer Temperatur von etwa 20⁰C eine flüssige Mischung aus 70 Teilen eines UV-härtbaren Reaktiom harzes, 2b Teilen eines reaktiven Verdünners, 3 Teilen eines Photoinitiators, 2 Teilen eines Pigmentes und evt. 20 Teilen eines Füllstoffes aus Mineralien ; die Viskosi tat beträgt 200 mx Pa χ s. Bei der Kunstharzkomponente hande] es sich um ein Harz auf Acrylat basis und zwar Acryl -Harz. Bei dem reaktiven Verdünner handelt es sich um

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'N-Vinylpyrrolidon und bei dem Photoinitiator

um l- (i|- Isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methyl-propan-l-on. Zu beschichten sind Abstandshaltekörbe 2 aus Eisendraht für die Armierung von Beton, wie sie aus der DE-OS 22 04 086 bekannt sind. Diese werden an einer Transportkette 3 in etwa horizontaler Richtung bewegt. Sobald sich ein Abstandshaltekorb 2 über dem Anfang der Tauchstrecke befindet, hebt sich das Tauchbecken 1 automatisch und niveaugeregelt, bis die zu beschichtenden Auflageflächen (Füße) des Metallkorbs 2 ausreichend weit in die flüssige Mischung eingetaucht sind. Am Ende der Tauchstrecke senkt sich das Tauchbecken 1 automatisch, so' daß der Abstandshaltekorb 2 den Beckenrand überwindet; danach ist das Tauchbecken für den nächsten Tauchvorgang einsatzbereit. Danach durchläuft der Abstandshaltekorb 2 eine"Abtropfstrecke A, wobei die beschichteten Bereiche zumindest anfänglich - so wie im Tauchbecken - nach unten weisen. Hierdurch kann überschüssiges Beschichtungsmaterial abtropfen und zur Wiederverwendung aufgefangen werden. Die Länge der Abtropfstrecke A, die Transportgeschwindigkeit und die Viskosität der Mischung im Tauchbecken sind so aufeinander abgestimmt, daß die gewünschte Dicke und Querschnittsform der Schutzschicht am Ende der Abtropfstrecke A erreicht ist. Durch Wenden des Abstandskorbes um etwa l80°Viconnen die beschichteten Bereiche am Ende der Abtropfstrecke auch nach oben weisen, so daß ein weiteres Abtropfen unterbleibt}, vorzugsweise beträgt die Drehung 36O°.

Das Wendemanöver kann mit einem gleichzeitigen Absenken der Transportkette 3 verbunden sein. Hierdurch wird der Abstandshaltekorb über den Rand einer der Abtropfstreeke A nachgeordneten Wanne H gehoben-, in welche die beschichteten Bereiche besonders tief eingetaucht sind. In dieser Wanne 4, bei der es sich um die für das Tauchbeschichten mit Schmelzmassen übliche - nun aber unbefüllte - Abschreckwanne handeln kann, sind

handelsübliche UVA-Leuchtstoffröhren,

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die kein Ozon abgeben, angeordnet, so daß eine Aushärtstrecke entsteht, von deren Ende der Abstandshaltekorb mit nunmehr ausgehärterter Kunststoffschutzbeschichtung fortransportiert wird. Es können alternativ auch UV Halogenstrahler verwendet werden. Durch die hohe Leucht dichte sind dann wesentlich verkürzte Aushärtungszeiten möglich. Das hierbei durch die Brenner entstehende Ozongas muß über Absaugungsvorrichtungen ins Freie geleitet werden.

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Bezugszeichenliste

1 Tauchbecken

2 Abstandshaltekörbe

3 Transportkette

4 Wanne

A Abtropfstrecke

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Claims

PATENTANWALT

Kaiser-Friedrich-Ring 70 3445922 DlPL-PHYS. DR. H. SCHUMACHER

D-4000 DÜSSELDORF 11 EUROPEAN PATENT ATTORNEY

Meinzeichen 23 754 Datum: 14. Dezember 1984

Reinhard Stanger, In der Tütenbeke 18, 4992 Espelkamp

Schutzbeschichtungsverfahren

Patentans ρ r ü c h e :

Verfahren zum Herstellen von Schutzbeschichtungen aus Kunststoff an Kanten, Ecken und Auflageflächen von Metallteilen und anderen starren Gegenständen im Tauchverfahren, bei dem die zur Reaktion kommenden Ausgangskomponenten des Kunststoffes als flüssige Mischung auf die zu beschichtende Kante, Ecke oder Auflagefläche aufgetragen werden und nachfolgend zu dem Kunststoff aushärten, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Mischung aus UV-härtbarem Reaktionsharz, einem reaktiven Verdünner und einem Photoinitiator besteht und bei Verarbeitungstemperatur eine vergleichsweise hohe Viskosität aufweist und daß nach dem Auftrag eine Verteilung der flüssigen Mischung bis zum Erhalt der gewünschten Beschichtungsdicke vorgenommen und danach die Schicht bis zur Aushärtung mit UV- oder Elektronen-Strahlen bestrahlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsharz ein Harz auf Acryl-, Polyester- oder Polyurethanbasis oder ein Gemisch dieser Harze ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der reaktive Verdünner aus N-Vinylpyrrolidon (NVP), Äthyldiglykolakrylat (KDGA), Phenoxyäthylakrylat (PEA),

Laurylakrylat, Isodecylakrylat, 2-A'thylhexylakrylat (EHA), 1,6-Hexandioldiakrylat (HDDA), 1,4-Butandioldiakrylat (BDDA), Neopentylglykoldiakrylat (NPGDA), Tripropylenglykoldiakrylat (TPGDA), Triäthylenglykoldiakrylat (TDA=TEGDA), Tetraäthylenglykoldiakrylat (TTDA=TTEGDa), Diäthylenglykoldiakrylat (DEDA=DEGDA), ethoxyliertes Bisphenol A Diakrylat (DDA), Trimethylolpropantriakrylat (TMPTA), ethoxyliertes Trimethylolpropantriakrylat (ETMPTA) oder Pentaerythrittriakrylat (PETA) oder deren Gemischen besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoinitiator besteht aus 1-C4- Isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methyl-propan-l-on
5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mischung zusammensetzt aus

20 bis 97 , vorzugsweise 70 Teilen des Kunstharzes

78 bis 0 j vorzugsweise 27 Teilen des reaktiven Verdünnders und

0,01 bis 15 , vorzugsweise 3 Teilen des Photoinitiators.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung Pigmentstoffe enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung mineralische oder andere Füllstoff« enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zu beschichtende Gegenstand mit der zu beschichtenden Fläche in die flüssige Kunststoffmischung eintaucht, nachfolgend außerhalb der Tauchwanne mit nach unten gerichteter beschichteter Fläche gehalten wird bis durch Abtropfen eines Teiles der flüssigen Kunststoffmischung die gewünschte Beschichtungsdicke erreicht ist

und schließlich die beschichtete Fläche der UV- oder Elektronen-Strahlung ausgesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Gegenstand nach der Abtropfphase um mindestens 180°, vorzugsweise um 360°,derart gedreht wird, daß die beschichtete Fläche zeitweise nach oben gerichtet ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9_S dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Gegenstand mit nach unten gerichteter beschichteter Fläche etwa horizontal durch eine oben offene Wanne geführt wird, in der die Strahler angeordnet sind.

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