DE2034180A1

DE2034180A1 - Verfahren zum Maskieren von Teil flachen

Info

Publication number: DE2034180A1
Application number: DE19702034180
Authority: DE
Inventors: Seinosuke Nagoya Aichi Honki (Japan). P B44f
Original assignee: Nagoya Yukagaku-Kogyo K K., Tokai, Aichi (Japan)
Priority date: 1969-07-09
Filing date: 1970-07-09
Publication date: 1971-01-28
Also published as: DE2034180B2; US3667988A

Description

Verfahren zum Maskieren von Teilflächen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Maskieren von Flächenteilen,bei der Oberflächenbehandlung, beispielsweise beim Lackieren, Überziehen bzw. Beschichten oder Galvanisieren von Gegenständen, zum zeitweiligen Schutz von Flächen in Bohrungen, Ausnehmungen oder anderen Teilflächen des Gegenstandes, die beim Überziehen oder Galvanisieren freibleiben sollen.

Um eine oder mehrere Teilflächen bei Oberflächenbehandlungen wie Überziehen bzw. Beschichten oder Galvanisieren der Oberflächen, von Gegenständen von dem Überzug bzw. der Plattierung freizuhalten, wurden bisher Schutzabdeckungen aus Papierstreifen, Kunstharzbeschichtungen und dergl» verwendet. Wie die zu maskierenden Teilflächen jedoch in Bohrungen oder Ausnehmungen liegen, befriedigen solche gebräuchliche Abdeckungen aus Papier und dergl. nicht, da ihre Anbringung schwierig sowie kompliziert und eine wirksame Maskierung kaum erzielbar ist.

Daher wurden bisher für solche Zwecke zum Verstopfen der Bohrungen oder Ausnehmungen geeignete geformte Gummistopfen verwendet« Beispielsweise wurden beim elektrophoretischen Lackieren eines unteren Lenkers der vorderen Radaufhängung eines Kraftwagens die Innenflächen der zur Aufnahme der Lagerbuchsen bestimmten Öffnung en, an denen der-Auftrag von Lack nicht erwünscht ist, mittels in die Öffnung getriebener Gummistopfen abgedeckt. Wenn bei diesem Verfahren der lackierte oder plattierte Gegen-

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stand jedoch nach der Oberflächenbehandlung erhitzt wird, stellt sich bei dem Gummistopfen schnell Alterung und Zerfall aufgrund der Wärmeeinwirkung ein, so daß sich die Passung zwischen Stopfen und Öffnung verschlechtert und entweder die Stopfen während der Behandlung abfallen oder das Überzugsmaterial auf die Innenflächen der Öffnung(en) gelangt· Somit sind auf diese Weise befriedigende Ergebnisse nicht erzielbar. Darüberhinaus sind derartige Gummistopfen nach höchstens zehnmaliger Verwendung bereits verbraucht, wodurch sich die Kosten eines solchen Verfahrens beträchtlich erhöhen. Schließlich müssen die Gummistopfen nachBeendigung der Behandlung einzeln von "and entfernt werden, so daß dieses Verfahren auch in dieser Hinsicht aufwendig ist.

Daher ist ein wichtiges Ziel der Erfindung die Schaffung eines verbesserten Maskierverfahrens unter Vermeidung der vorstehend angeführten Nachteile, bei dessen Anwendung ein wirksames und iuüheloses Maskieren der Innenflächen von Bohrungen, Öffnungen ader bestimmten Teilflächen von einer Oberflächenbehandlung zu unterziehenden Gegenständen erzielbar ist.

Das erfindungsgemäße Maskierverfahren sieht im wesentlichen vor, daß eine bestimmte, von einem Überzug bzw. einer Beschichtung oder Plattierung freizuhaltende Teilfläche eines Gegen-Standes mit einem Abdeckelement maskiert wird, das aus bei normaler Temperatur stabilem und elastischem, bei Erwärmung über eine vorbestimmte Temperatur hinaus jedoch stark oder ^: schnell einschrumpfendem Kunstharzschaura hergestellt wird. Erfindungsgemäß eignen sich solche Abdeckelemente insbesondere zum Maskieren von Ausnehmungen, Bohrungen und ähnlichen, von einem Auftrag oder einer Plattierung freizuhaltenden Teilflächen bei der Oberflächenbehandlung eines Gegenstandes,

Der erfindungsgemäß verwendbare Kunstharzschaum für die Abdeckelemente kann irgendein thermoplastischer Kunstharxschaum sein, soweit dieser bei Normaltemperatur genügende Elastizität

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und keinerlei Schrumpfung aufweist, dafür jedoch bei Erwärmung über, eine bestimmte Temperatur, beispielsweise 9O C₁. eine schnelle Volumenverkleinerung erfährt. Geeignete Kunstharzschaumstoffe sind Polystyrolschaum, Polyäthylenschaum, Polypropylens chautn, Polyakrylharzschaum sowie Vinylschaumstoffe einschließlich Vinylhomopolymere oder -mischpolymere u» dergl „ «.

In der nachstehenden Tabelle sind einige in Versuchen "ermittelte Daten des Schrumpfverhaltens verschiedener polymerer Schaumstoffe angeführt.

Bezeichnung des	Grad der	Schrumpf-	120	⁰C	Veri
Polymers	Aufs cfaäiimng	teraperatur,	- ISO		lormuEgs-
Polystyrol	40 - 60	95 -	- i4o		temperatur, "C
Polyäthylen	20■ - 40	105 -	- 1%O		65 .
Polypropylen	20 - 40	11.0 -			40 -
Methakrylharz	20 - 40	110 -	60 -
70-
.90
- 50
. 75 '
-90

Der Ausdruck "Schrumpftemperatür" bezeichnet die Temperatur,, bei der das Schrumpf enjeinsetzt» Diese liegt gewöhnlich beträcEt· lieh .,über der Verformungsteinperatur des Polymers, jedoch unter der Einbrenntemperatur gebräuchlicher Beschichtungsmittel» Je stärker ein Material aufgeschäumt ist, um so niedriger liegt seine Schrumpftemperatur. Beispielsweise setzt bei einem Polystyrolschaum mit einem Aufschäumungsgrad bzw. Vergrößerungsfaktor von 80 das Schrumpfen sehr viel früher ein, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 90 C. ^ . .

Bei der Auswahl des Materials für die erfindungsgemäßen Abdeckelemente ist zu beachten, daß dieses nicht durch irgendwelche Bestandteile des zu verwendenden Auftragsmaterials" oder galvanischen Bades angegriffen wird, da die Abdeckelemente ja während der Oberflächenbehandlung an Ort und Stelle bleiben sollen. Somit ist die Art des zu verwendenden Kunstharzschautnstoffes in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des anzuwendenden Auftragsmaterials oder galvanischen Bades auszuwählen« Beim elektrophoretischen Auftragen von Melaminharz, Alkydharz oder Akrylharz

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ist beispielsweise Polystyrolsc_Jiaum ungeeignet, da er durch die Ester, Ketone oder aromatische Kohlenwasserstoffe enthaltenden Lösungsmittel dieser Stoffe gelöst würde. Dagegen ist bei dieser Behandlungsart Polyäthylenschaum am besten für die Abdeckelemente geeignet. Für das elektrophoretxsche Auftragen von wasserlöslichen Alkydharz-Uberzugsverbindungen, wie sie in · der USA-Patentschrift 3 230 162 angegeben sind, eignet sich andererseits Polystyrolschaum hervorragend; er ergibt ausgezeichnete Ergebnisse.

j Die erfindungsgemäßen Abdeckelemente sind vor der Oberflächen- ^k behandlung von Gegenständen; beispielsweise vor dem Lackieren oder Galvanisieren durchieinfaches Eintreiben in Ausnehmungen und Bohrungen oder durch Aufziehen auf bestimmte Teilflächen des Gegenstandes mühelos aufbringbar.

Die angestellten Versuche ergaben, daß die in der vorstehenden Tabelle angeführten Schaumstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet sind.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können nicht nur Ausnehmungen oder Bohrungen in Gegenständen beim Lackieren oder Galvanisieren geschützt werden, sondern auch solche Teilflächen wie Gewindteile von Schrauben oder Abschnitte der Oberfläche ^P von Stangen oder Rohren.

Zum Maskieren von Ausnehmungen oderBohrungen werden vorzugsweise aus Kunststoffschaum bestehende Abdeckelemente in Form von Walzen, Ringwülsten, Kugeln, Zylindern, Prismen, Würfeln u. dergl. in Abhängigkeit von der Form oder Umrißgestalt der zu maskierenden Ausnehmungen oder Bohrungen verwendet. Diese Abdeckelemente sind zweckmäßig so bemessen, daß ihre Quersc_hnittsfläche etwas größer ist als die der Ausnehmungen oder Bohrungen, so daß sie nur unter gewisser Gewaltanwendung in diese einführbar sind und während des Lackierens oder GaI-vanisierens dicht und passend an der Innenfläche der Ausnehmungen bzw. Bohrungen anliegen.

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Für das Maskieren von Gewinde-Endstücken von Schrauben oder Abschnitten der Mantelflächen von Stangen oder Rohren eignen sich Abdeckelemente in Form von Nippeln oder Muffen mit wenigstens einem sich zumindest über drei Viertel der Dicke des Materials von der Außenseite einwärts erstreckenden Einschnitt.

Solche Schaumstoff-Abdeckelemente in Form von Nippeln oder Muffen sollten zweckmäßig einen Innendurchmesser aufweisen, der etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Stange oder des Rohrs, um einen dichten Sitz zwischen der Stange bzw. dem Rohr und dem Abdeckelement zu gewährleisten.

In der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst die gegen einen Auftrag oder Galvanisieren zu maskierenden Ausnehmungen, Bohrungen oder Teilflächen eines Gegenstandes mittels der vorstehend beschriebenenAbdeckelemente verstopft oder abgedeckt. Darauf wird der Gegenstand mit einem gebräuchlichen Überzugsmaterial behandelt oder galvanisiert, Versuche haben ergeben, daß Flächen, an denen der Schaumstoff anlag._t vollkommen vor dem Auftragsmaterial oder dem Galvanisieren geschützt waren. Beim anschließenden Erhitzen des Gegenstandes auf eine zu seiner Warmbehandlung erforderliche Temperatur schrumpften die Abdeckelemente ohne Festkleben an der Oberfläche des Gegenstandes auf et-wa ein Zehntel ihres Ausgangsvolumens und ließen sich ohne die bei Gummistopfen auftretenden Schwierigkeiten entfernen.

Erfindungsgemäße Abdeckelemente in Nippel- oder Muffenform schrumpfen bei der Warmbehandlung des lackiertem oder galvanisierten Gegenstandes schnell auf sehr kleine Abmessungen zusammen, wobei sie an den Einschnitten aufrissen,, so daß sich das _- geschrumpfte. Abdeckelement mühelos von dem betreffenden Gegenstand entfernen ließ« - '

Di· vor diem Lackiere» oder Galvanisieren, zu schiii-seiado i"'IäcSi® kauft, vorbereitend mit geeignete», -das Mitteln bestrichen werdeist, - boi8p£olewei<33 mit M&ö<yliimer&öl ₅

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Silikonöl od. dergl., die das Ablösen des geschrumpften Schaumteile von dem Gegenstand erleichtern.

Somit werden bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dazu bestimmte Ausnehmungen oder Bohrungen eines einer Oberflächenbehandlung zu unterziehenden Gegenstandes durch formschlüssiges Einpassen von aus Kunstharzschaum bestehenden Abdeckelementen gegen eine Oberflächenbehandlung, beispielsweise Lackieren oder Galvanisieren zuverlässig geschützt. Bei der nachfolgenden Warmbehandlung schrumpfen die Abdeckelemente sehr schnell zusammen und fallen dabei von selbst aus den Ausnehmungen oder Bohrungen heraus, so daß das bei den gebräuchlichen, Gummistopfen verwendenden Maskierverfahren erforderliche Entfernen der Abdeckelemente von Hand entfällt. Ein weiterer wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Maskieren mit sehr niedrigen Kosten erfolgen kann, da der erfindungsgemäß verwendete Kunstharzschaum äußerst billig ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus derjfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In dieser ist:

Fig. 1 eine Schrägansicht des unteren Lenkers der Vorderradaufhängung eines Kraftwagens mit darin eingesetzten erfindungsgemäßen Schaumstoffstopfen,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teiles des unteren Lenkers nach Fig. 1 nach einer Warmbehandlung sowie des geschrumpften und abgelösten Schaumstoffteils,

Fig. 3 eine Schrägansicht einer Stange mit einem erfindungsgemäßen muffenförmigen Abdeckelement,

Fig. 5 eine Schrägansicht eines Teiles einer Schraube mit ei*- ηem enfindungsgemäßen nippeiförmig®» Ab.deckelement und

Fig* 6 eine entsprechend® Aasicfet der'gleichen-Schraube nach dar Warmbehandlung, KBit dam geschnarapfton Schaumteil»'

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Beispiel 1

Das Beispiel bezieht sich auf den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten unteren Lenker nach Fig. 1 und 2.

Der untere Lenker 4 besteht aus Stahlblech und weist drei kreisförmige Öffnungen 1, 2, 3 auf, mit Durchmessern zwischen 26 und 40 nun. In die drei kreisförmigen Öffnungen 1, 2, 3 sind aus Polystyrolschaum mit einem Aufschäumungsgrad von 50 bestehende, zylindrische Abdeck- oder Maskierungselemente 5» 6, 7r deren Durchmesser jeweils um etwa 0,5 bis 2 mm. größer sind ils die der Öffnungen, gewaltsam eingetrieben und dichtend darin gehalten.

Der so vorbereitete Lenker wurde in ein wasserlösliches Alkydharz- Auftragsmaterial enthaltendes Bad eingetaucht und zur Bildung einer Beschichtung 8 auf den nicht bedeckten Flachen einem gebräuchlichen elektrophoretischen Überzugsverfahren unterzogen. Der auf diese Weise beschichtete Gegenstand wui*de anschließend in einen Heißluft-Trockenofen gebracht und zum Einbrennen der Beschichtung während 60 Min. auf I90 C erhitzt. Während des Erhitzens schrumpften die Abdeckelemente schnell ein und fielen von selbst aus den Öffnungen, deren Innenflächen, mit denen die Abdeckelemente während der Behandlung in Anlage waren, unbeschichtet blieben (Fig. 2).

Beispiel 2

Eine Stahlstange 9 mit einem Durchmesser von 15 mm ist in eine aus Methakrylharzschaum mit einem Aufschäumungsgrad. von 35 her-• ges-tellte Muffe 10 mit einem Innendurchmesser von Ik mm und einem Außendurchmesser von'30 mm eingeführt. Von der Außenseite der Muffe 10 her erstreckt sich ein Einschnitt 11 von 12 mm Tiefe radial einwärts (Fig. 3).

Die mit der Muffe 10 versehene Stahlstange 9 wird durch elektrostatischen Auftrag mit einem Lack 12 beschichtet und dann während

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30 Min. bei l8O C eingebrannt. Während der Warmbehandlung riß die Muffe 10 am Einschnitt 11 auf, schrumpfte auf etwa ein Zehntel des ursprünglichen Volumens und fiel von der Stange ab. Die durch die Schaumstoffmuffe maskierte Teilfläche blieb frei von jeglichem Überzugsmaterial (Fig. k).

Beispiel 3

Das Gewindeende 13 einer Schraube Ik mit einem Durchmesser von 10 mm wurde mittels eines aus Polyäthylenschaum mit einem Aufschäumungsgrad von 35 gefertigten Nippels 15 mit einem Innen-4h durchmesser von 9 mm und einem 7 mm teifen Einschnitt l6 maskiert

Die mittels des Nippels maskierte Schraube wurde galvanisch mit Chrom 17 überzogen. Die galvanisch verchromte Schraube wurde anschließend auf etwa l6o C erwärmt. Dabei riß der maskierende Nippel am Einschnitt auf, schrumpfte schnell zusammen und fiel von der Schraube ab. Dabei blieb das Gewindeende der Schraube frei von jeglicher galvanischer Beschichtung.

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Claims

Pa t ent a η s ρ r ü c he

(lJ Verfahren zum Maskieren von Gegenständen für Oberflächen-Dehaiidlungen, dadurch g e k ennz e ichne t , daß eine bestimmte, von einem Überzug bzw. einer Beschichtung oder Plattierung freizuhaltende Teilfläche eines Gegenstandes mit einem Abdeckelement maskiert wird, das aus bei normaler Temperatur stabilem und elastischem, bei Erwärmung über eine vorbestimmte Temperatur hinaus jedoch sc_Jinell einschrumpfendem Kunstharzschaum hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dasAbdeckelement aus einem thermoplastischen Kunstharzschaum mit einem Aufschäumungsgrad zwischen 20 und 80 hergestellt wird.
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet , daß das Abdeckelement aus Polystyrol-, Polyäthylen-, Polypropylen-, Polyakryl- oder Vinylharzschaum hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch g e-

k e η η ze ic h η e t , daß das Abdeckelement eine regelmäßige Form, z.B. eines Stabes, einesWuIstringes, einer Kugel, eines Zylinderabschnitts, eines Prismas, eines Würfels od. dergl. aufweist und mit Preßpassung in Ausnehmungen oder Öffnungen des einer Oberflächenbehandlung zu unterziehenden Gegenstandes eingetrieben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch g β k en η zeichnet , daß das Abdeckelement die Form eines Nippels oder einer Muffe mit wenigstens einem radial verlaufenden Einschnitt aufweist und auf einen stabförmige^ oder rohr- 'fö'rmigen ' Gegenstand aufgeschoben wird. ■

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