DE2536654A1

DE2536654A1 - PLASTIC PART WITH WEAR-RESISTANT PAINT LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING IT

Info

Publication number: DE2536654A1
Application number: DE19752536654
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Egert
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1975-08-16
Filing date: 1975-08-16
Publication date: 1977-02-17
Also published as: FR2321388B3; FR2321388A1

Description

Kunststoffteil mit verschleißfester Farbschicht und Verfahren zu dessen HerstellungPlastic part with wear-resistant paint layer and process too its manufacture

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffteil mit verschleißfestem Farbüberzug für die Innenausstattung von Fahrzeugen, insbesondere von Flugzeugen, bestehend aus Thermoplasten wie Polycarbonat, Akryl-Butadien-Styrol und dgl. und/oder aus Duroplasten wie Phenol, Melamin, Polyester und dgl. sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. The invention relates to a plastic part with wear-resistant Paint coating for the interior of vehicles, especially aircraft, consisting of thermoplastics such as polycarbonate, Acrylic butadiene styrene and the like and / or made of thermosetting plastics such as phenol, Melamine, polyester and the like. And a method for the production thereof.

Für die Innenausstattung von Flugzeugen wie z.B. Wandverkleidungen, Fenstereinfassungen, Türen usw. werden Kunststoffplatten verwendet, die gegebenenfalls durch Tiefziehen in die gewünschte Form gebracht werden. Diese Platten bestehen meist aus Polyvenylchlorid, Akryl-Butadien-Styrol,Gemischen aus beiden oder aus Polycarbonat. Zur Farbgebung kann das Material der Platte eingefärbt werden. So wird z.B. das Granulat zur Herstellung von Polycarbonat-Platten durch Zusatz von Pigmenten eingefärbt. Hierbei ergeben sich jedoch folgende Nachteile:For the interior of aircraft such as wall cladding, Window frames, doors, etc., plastic sheets are used, which may be brought into the desired shape by deep drawing will. These sheets usually consist of polyvinyl chloride, acrylic butadiene styrene, a mixture of both or of polycarbonate. The material of the plate can be colored for coloring. For example, the granulate is used to manufacture polycarbonate sheets colored by adding pigments. However, this has the following disadvantages:

Die Einfärbung erfolgt beim Halbzeug-Hersteller. Dies bedeutet Abhängigkeit von dessen Fertigungsablauf.The coloring is done by the semi-finished product manufacturer. This means that it depends on the production process.

Die exakte Einhaltung des Farbtons ist selbst innerhalb einer Charge nicht möglich.Exact adherence to the color shade is not possible even within a batch.

Die Fertigung dieser Halbzeuge ist nur in großen Mengen wirtschaftlich. Wegen der Vielzahl unterschiedlicher Farbwünsche, die außerdem modischen Schwankungen unterliegen, ergibt sich eine aufwendige und riskante Lagerhaltung sowie eine unnötige Kapitalbindung.The production of these semi-finished products is only economical in large quantities. Because of the large number of different color requests, which are also subject to fashionable fluctuations, an elaborate one results and risky storage as well as unnecessary capital commitment.

■709807/0962 ^/2 ■ ^{709807/0962/2}

7873 - 2 - 8. August 1975 7873 - 2 - August 8, 1975

Es hat sich gezeigt, daß eine Vielzahl von Pigmenten, wenn sie beigemischt oder aufgetragen werden, eine vorzeitige Unbrauchbarkeit der Teile durch Versprödung bewirken.It has been found that a large number of pigments, when admixed or applied, render them prematurely unusable cause the parts to become brittle.

Eine andere Möglichkeit der Farbgebung besteht darin, daß sogenannte Dekor-Folien verwendet werden, die auf das Trägermaterial, z.B. die ebene Platte aufgebracht werden. So ist beispielsweise ein Halbzeug erhältlich, bei dem das Trägermaterial aus einem Gemisch aus Akryl-Butadien-Styrol und Polyvenylchlorid beliebiger Farbe besteht, worauf folgende Schichten aufgebracht sind: eine nach Wunsch eingefärbte Polyvenylchlorid-Schicht und darauf eine farblose Venyl-Schicht als Deckschicht. Zur Herstellung derartiger Platten werden die einzelnen Schichten als Folien aufeinandergelegt und unter Druck- und Wärmeeinwirkung kaschiert. Das so entstandene Halbzeug hat gute Tiefzieh-Eigenschaften, weist jedoch folgende Nachteile auf:Another possibility of coloring is that so-called Decorative foils can be used, which are applied to the carrier material, e.g. the flat plate. So is for example a semi-finished product is available in which the carrier material consists of a mixture of acrylic butadiene styrene and polyvinyl chloride of any desired Color consists, on which the following layers are applied: a polyvinyl chloride layer dyed as desired and one on top of it colorless vinyl layer as a top layer. To manufacture such The individual layers are placed on top of each other as foils and laminated under the influence of pressure and heat. The resulting semi-finished product has good deep-drawing properties, but has the following disadvantages:

Einfärbung beim Halbzeug-Hersteller, siehe oben.Coloring at the semi-finished product manufacturer, see above.

Durch den Gehalt an Polyvenylchlorid (PVC) und Akryl-Butadien-Styrol (ABS) ergibt sich bei der Verbrennung oder Verschwelung eine sehr hohe Rauchdichte und Toxizität (wichtig bei Unfällen).Due to the content of polyvinyl chloride (PVC) and acrylic butadiene styrene (ABS), burning or charring results in a very high smoke density and toxicity (important in the event of accidents).

Eine andere als Halbzeug erhältliche Dekorfolie, die vorzugsweise bei Sandwich-Bauteilen verwendet wird, zeigt folgenden Aufbau: Eine dünne Trägerfolie aus PVC trägt eine eingefärbte PVC-Schicht, die durch eine farblose Schicht aus Polyvenylfluorid (PVF) geschützt ist. Diese drei Schichten werden beim Halbzeughersteller als Folien aufeinandergelegt, kaschiert und auf der Rückseite mit einer Klebstoffschicht versehen, wobei vorzugsweise Kontaktkleber oder Schmelzkleber verwendet werden. Die so entstandene Dekorfolie weist folgende Nachteile auf:Another decorative film available as a semi-finished product, which is preferably used for sandwich components, has the following structure: A thin PVC carrier film carries a colored PVC layer, which is protected by a colorless layer made of polyvinyl fluoride (PVF) is. These three layers are placed on top of one another as foils at the semi-finished product manufacturer, laminated and on the back provided with an adhesive layer, preferably contact adhesive or hot melt adhesive can be used. The resulting decorative film has the following disadvantages:

Nachteile infolge Einfärbung beim Halbzeug-Hersteller, siehe oben. Hohe Rauchdichte und Toxizität.
Nicht tiefziehfähig.Disadvantages due to coloring at the semi-finished product manufacturer, see above. High smoke density and toxicity.
Not thermoformable.

Die bisher bekannten Verfahren, um Farbschichten auf Kunststoff-Formteile aufzutragen wie Bedrucken, Farbspritzen usw. eignen sich nur für Teile aus Duroplasten wie Epoxid, Melamin, Phenol,The previously known methods of applying layers of paint to molded plastic parts, such as printing, spraying paint, etc., are only suitable for parts made of thermosetting plastics such as epoxy, melamine, phenol,

709807/0962709807/0962

7873 - 3 - 8. August 19757873-3-8 August 1975

Polyester, usw., wobei eine besondere Grundschicht als Haftvermittler aufgetragen wird. Bei Teilen aus Thermoplasten wie ABS, PC, Polystyrol (PS), PVC, Polyamid usw. scheiden diese Verfahren aus, weil das Grundmaterial dieser Teile durch das Lösungsmittel der aufzutragenden Schichten angegriffen wird.Polyester, etc., with a special base layer as an adhesion promoter is applied. For parts made of thermoplastics such as ABS, PC, polystyrene (PS), PVC, polyamide, etc., these processes are ruled out, because the base material of these parts is attacked by the solvent in the layers to be applied.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kunststoffteile, vorzugsweise aus thermoplastischen Werkstoffen bestehend oder Tiefzieh-Halbzeuge, vorzugsweise aus den gleichen Werkstoffen bestehend, derart mit einem System von Schutzschichten und mindestens einer Farbschicht zu versehen, daß das Grundmaterial beim Auftragen dieser Schichten nicht durch deren Lösungsmittel angegriffen wird, die Farbgebung des fertigen Teils höchsten Anforderungen bezüglich Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegen Reinigungsmittel genügt und das eingefärbte Halbzeug in warmem Zustand verformbar ist, wobei die angewendeten Auftragsverfahren mittels beim Flugzeughersteller ohnehin vorhandener Einrichtungen auszuführen sind und auf Grundmaterialen von originär dunklem Aussehen wie Phenol eine Farbgebung von sehr guter Deckung erreicht wird.The invention is based on the object, plastic parts, preferably consisting of thermoplastic materials or deep-drawn semi-finished products, preferably consisting of the same materials, to be provided with a system of protective layers and at least one layer of paint in such a way that the base material is applied when this Layers are not attacked by their solvents, the color of the finished part makes the highest demands on abrasion resistance and resistance to cleaning agents is sufficient and the colored semi-finished product can be deformed in the warm state, wherein the application processes used are to be carried out using equipment that is already available at the aircraft manufacturer and on base materials an originally dark appearance, such as phenol, achieves a color of very good coverage.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Kunststoffteil der eingangs aufgezeigten Art erreicht durch eine zwischen dem Kunststoffteil und dem Farbüberzug aufgebrachte thermoplastische Sperrschicht, basierend auf einem Bindemittel, dessen Lösungsmittel das Grundmaterial nicht angreift und welches beständig ist gegenüber den Lösungsmitteln des Farbüberzugs. Hierdurch werden die eingangs erwähnten Nachteile in einfacher Weise zuverlässig vermieden. Als Bindemittel der Sperrschicht empfiehlt sich ein Gemisch aus einer Auswahl aus der Gruppe Polyamid, Polyurethan und Venyl, wobei als Lösungsmittel ein Gemisch, bestehend aus einer Auswahl aus der Gruppe Alkohole, Ester und Ketone, verwendet wird. Es genügt, wenn die Sperrschicht eine Dicke von 40 bis 60/xm besitzt. Auch kann die Sperrschicht selbst bereits eingefärbt werden, und es kann als Abschluß eine farblose Deckschicht auf Polyurethan- oder Akrylbasis vorgesehen sein.According to the invention, this is the above in the case of a plastic part shown type achieved by a thermoplastic barrier layer applied between the plastic part and the color coating, based on a binder, the solvent of which does not attack the base material and which is resistant to the Solvents of the paint coating. In this way, the disadvantages mentioned at the outset are reliably avoided in a simple manner. as A mixture of a selection from the group consisting of polyamide, polyurethane and vinyl is recommended as the binder of the barrier layer Solvent a mixture consisting of a selection from the group consisting of alcohols, esters and ketones is used. It is enough if the barrier layer has a thickness of 40 to 60 / xm. Can also The barrier layer itself can already be colored, and a colorless top layer based on polyurethane or acrylic can be used as a finish be provided.

Weiterhin hat es sich als nützlich erwiesen, wenn die Deckschicht eine Dicke von etwa 70jU.m besitzt. Vorteilhaft ist es, wenn die Deckschicht ein Material auf Olifinbasis enthält. Andererseits kannFurthermore, it has proven to be useful if the cover layer has a thickness of approximately 70 μm . It is advantageous if the cover layer contains an olifin-based material. On the other hand, can

709807/0962709807/0962

■7073 _ 4 - 8. August 1975■ 7073 _ 4 - August 8, 1975

ihr auch ein Material auf Fluorkohlenwasserstoffbasis wie Polyaethylen, Polytetrafluraethylen in Pulverform beigemischt werden.you also like a fluorocarbon based material Polyethylene, polytetrafluoroethylene added in powder form will.

Ein Verfahren zur Herstellung von Kunstoffteilen nach der Erfindung sieht vor, daß das Kunststoffteil bereits bei der Halbzeugherstellung mit einer Sperrschicht kaschiert wird, die auf das noch warme Grundmaterial aufgebracht wird. Nach dem Aufbringen der Sperrschicht kann das Kunststoffteil einem Tiefziehvorgang unterzogen werden. Das Aufbringen der Farbüberzüge kann im Siebdruck-, Farbspritz- und/oder Abziehbildverfahren erfolgen.A method for producing plastic parts according to the invention provides that the plastic part is already used in the manufacture of semi-finished products is laminated with a barrier layer that is applied to the still warm base material. After applying the barrier layer can deep-draw the plastic part be subjected. The color coatings can be applied using the screen printing, spray paint and / or transfer method.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen folgende Beispiele:The following examples serve to further explain the invention:

example 1

Eine Platte aus Polycarbonat (PC) wird im Siebdruckverfahren mit einer deckenden Sperrschicht versehen, die im gewünschten Farbton eingefärbt ist und aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht. Nach Trocknung bzw. Aushärtung ist ein tiefziehfähiges Halbzeug im gewünschten Farbton entstanden. Nach der Verformung wird eine Schutzschicht auf Polyurethan (PUR) - Basis aufgespritzt, wobei diverse Struktureffekte erzielt werden können. In diesem Fall dient die Sperrschicht gleichzeitig als Farbschicht.A sheet made of polycarbonate (PC) is screen-printed with an opaque barrier layer in the desired color is colored and consists of a thermoplastic material. After drying or hardening, a semi-finished product is suitable for deep drawing created in the desired shade. After the deformation, a protective layer based on polyurethane (PUR) is sprayed on, whereby various structural effects can be achieved. In this case, the barrier layer also serves as a layer of paint.

Example 2

Eine Platte aus PC wird im Farbspritzverfahren mit einer im gewünschten Farbton eingefärbten Sperrschicht aus thermoplastischem Kunststoff versehen. Zur Erzielung eines bestimmten Dekors werden zwei weitere thermoplastische Farben aufgedruckt, wobei die Sperrschicht ein Eindringen der Lösungsmittel in das Grundmaterial verhindert. Nach Trocknung ist ein tiefziehfähiges Halbzeug mit dem gewünschten Dekor entstanden. Nach der Verformung wird eine Schutzschicht auf PUR-Basis aufgespritzt.A plate made of PC is sprayed with an im desired Colored barrier layer made of thermoplastic material. To be able to achieve a certain decor two more thermoplastic colors are printed on, whereby the barrier layer prevents the solvents from penetrating into the base material. After drying, a deep-drawable semi-finished product is with the desired decor emerged. After the deformation, a protective layer based on PUR is sprayed on.

Example 3

Eine Platte aus PC wird im Farbspritzverfahren mit einer deckendenA plate made of PC is sprayed with an opaque

/5/ 5

709807/0962709807/0962

7873 - 5 - 8. August 19757873-5-8 August 1975

Sperrschicht versehen, die im gewünschten Farbton eingefärbt ist und aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht. Danach wird eine Farbschicht unter Verwendung von Schablonen aufgespritzt. Nach Trocknung bzw. Aushärtung ist ein tiefziehfähiges Halbzeug im gewünschten Dekor entstanden. Nach der Verformung wird eine Schutzschicht auf PUR-Basis aufgespritzt. In diesem Fall dient die Sperrschicht gleichzeitig als Farbschicht.Provided a barrier layer that is colored in the desired color and consists of a thermoplastic material. Then a layer of paint is sprayed on using stencils. After drying or hardening, a semi-finished product is suitable for deep drawing created in the desired decor. After the deformation, a protective layer based on PUR is sprayed on. In this case the Barrier layer at the same time as color layer.

Example 4

Eine Platte aus PC wird im Farbspritzverfahren mit einer im gewünschten Farbton eingefärbten Sperrschicht aus thermoplastischem Kunststoff versehen. Zur Erzielung eines bestimmten Dekors wird eine Farbschicht im Abziehbildverfahren aufgetragen. Nach Trocknung ist ein tiefziehfähiges Halbzeug mit dem gewünschten Dekor entstanden. Nach der Verformung wird eine Schutzschicht auf PUR Basis aufgespritzt.A plate made of PC is sprayed with an im desired Colored barrier layer made of thermoplastic material. To achieve a certain decor is used a layer of paint applied in a decal process. After drying, a thermoformable semi-finished product with the desired decor is created. After the deformation, a protective layer based on PUR is sprayed on.

Example 5

Für Reparaturzwecke wird ein Kunststoffteil in einem bestimmten Farbton benötigt. Halbzeuge in diesem Farbton sind nicht vorhanden, eine Einrichtung der Druckmaschine lohnt sich nicht. In diesem Falle wird ein entsprechendes Ersatzteil aus Grundmaterial z.B. ABS mit PVC von beliebiger Einfärbung geformt und im Spritzverfahren mit Sperrschicht, Farbschicht und Deckschicht versehen.A plastic part in a certain color is required for repair purposes. Semi-finished products in this color are not available, setting up the printing press is not worthwhile. In this case, a corresponding spare part is made from the basic material, e.g. ABS molded with PVC of any color and sprayed with a barrier layer, color layer and top layer.

Example 6

Für Reparaturzwecke wird ein Kunststoffteil in einem bestimmten Dekor benötigt. Halbzeuge im entsprechenden Grundfarbton sind nicht vorhanden. In diesem Falle wird ein entsprechendes Formteil aus Grundmaterial z.B. ABS mit PVC von beliebiger Einfärbung im Spritzverfahren mit einer entsprechend eingefärbten Sperrschicht versehen und das gewünschte Dekor im Abziehbildverfahren aufgebracht. Danach Aufspritzen einer Deckschicht auf Akryl - Basis.For repair purposes, a plastic part is in a particular Decor needed. Semi-finished products in the corresponding basic color are not available. In this case, a corresponding molded part is made Base material, e.g. ABS with PVC of any color, spray-coated with an appropriately colored barrier layer and applied the desired decor in the decal process. Then spray on a top coat based on acrylic.

709807/0962709807/0962

7373 - 6 - 8. August 19757373 - 6-8 August 1975

Example 7

Halbzeuge, die durch Kaschieren des Grundmaterials mit Folien hergestellt werden, weisen als Deckschicht eine dünne Venylschicht auf, Diese Schicht erfüllt weder die Forderungen bezüglich Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegen Reinigungsmittel noch ist sie schmutzabweisend. Um aus Halbzeugen der vorgenannten Art gefertigte Kunststoffteile, die mittels der Dekorfolie bereits ihr endgültiges Aussehen haben, mit einer wirkungsvolleren Deckschicht zu versehen, verfährt man wie folgt: nach der Verformung werden die Teile vorzugsweise mit Waschbenzin gereinigt; danach folgt Aufspritzen einer farblosen Sperrschicht und nach der Trocknung Aufspritzen einer farblosen Deckschicht.Semi-finished products made by laminating the base material with foils have a thin vinyl layer as the top layer. This layer does not meet the requirements for abrasion resistance and resistance to detergents nor is it dirt-repellent. To be made from semi-finished products of the aforementioned type To provide plastic parts, which have already had their final appearance by means of the decorative film, with a more effective cover layer, the procedure is as follows: after shaping, the parts are preferably cleaned with white spirit; then one is sprayed on colorless barrier layer and, after drying, spraying on a colorless top layer.

Die gezeigten Beispiele machen deutlich, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine sehr flexible Fertigung von einschlägigen Serien- und Ersatzteilen erzielt werden kann. Da die Farbgebung der Kunststoffteile erfahrungsgemäß meist zu einem recht späten Zeitpunkt festgelegt wird, besteht seitens des Flugzeugherstellers das Bedürfnis, diese Kunststoffteile in großer Zahl farbneutral vor· zufertigen, damit die Farbgebung später erfolgen kann. Ebendies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht. Außerdem wird durch dieses Verfahren die Möglichkeit eröffnet, als Hauptbestandteil des Grundmaterialsder Teile Polycarbonat zu verwenden, das sowohl bezüglich Bruchfestigkeit als auch Toxizität und Rauchdichte sehr günstige Werte aufweist.The examples shown make it clear that with the inventive Method a very flexible production of relevant series and spare parts can be achieved. As the color scheme experience has shown that the plastic parts are usually quite late Time is determined, there is a need on the part of the aircraft manufacturer to provide these plastic parts in large numbers in a neutral color. so that the coloring can be done later. This is precisely what is made possible by the method according to the invention. Also will this process opens up the possibility of using polycarbonate as the main component of the base material of the parts, which has very favorable values both in terms of breaking strength as well as toxicity and smoke density.

/7/ 7

PatentansprücheClaims

709807/0962709807/0962

Claims

1. plastic rope with wear-resistant color coating for the interior X ^^ equipment of vehicles, in particular of aircraft, consisting of thermoplastics such as polycarbonate, acryl-butadiene-styrene And the like. And / or made of thermosetting plastics such as phenol, melamine, polyester and the like., characterized by a applied between the plastic part and the paint coating thermoplastic barrier layer, based on a binder, the solvent of which does not attack the base material and which is resistant to the solvents used in the paint coating.

2. Plastic part according to claim 1, characterized in that that as a binder of the barrier layer a mixture selected from the group consisting of polyamide, polyurethane and vinyl serves, a mixture consisting of a selection from the group of alcohols, esters and ketones being used as the solvent will.

3. Plastic part according to claims 1 and 2, characterized in that the barrier layer has a thickness of 40 to

m owned.

>0/jL> 0 / jL

4. Plastic part according to claims 1 to 3, characterized in that the barrier layer is colored.

5. Plastic part according to claims 1 to 4, marked net through a colorless top layer.

6. Plastic part according to claim 5, characterized with a top layer based on polyurethane or acrylic.

7. Plastic part according to claims 1 to 6, characterized g e k e η η records that the top layer has a thickness of about 7Ο / 677Ί.

709807/0962

owns.

- ■ & ■ - August 8, 1975

8. Plastic part according to claims 1 to 7, characterized in that the cover layer is a material Olifin base, mixed in powder form, contains.

9. Plastic part according to claims 1 to 8, characterized in that the cover layer is a material Fluorocarbon based such as polyethylene and polytetrafluoroethylene admixed in powder form contains.

10. A method for producing a plastic part according to the claims 1 to 9, characterized in that the The plastic part is already laminated with a barrier layer during the production of the semi-finished product, which is applied to the still warm base material is applied.

11. The method according to claim 10, characterized in that that the plastic part is subjected to a deep-drawing process after the barrier layer has been applied.

12. A method for producing plastic parts according to the claims 1 to 11, characterized in that the application of the paint coatings in screen printing, paint spraying and / or decal process is done.

709807/096 2