DE102006024143A1 - Verfahren zum dekorativen Beschichten von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dekorativen Beschichten von Werkstücken, welche mit mindestens einer als Pulverlackbeschichtung ausgebildeten Unterschicht versehen sind, wobei die dekorative Schicht in Form des Wasser-Transfer-Druckverfahrens ausgebracht wird. Die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum dekorativen Beschichten von Werkstücken, insbesondere von dreidimensionalen Werkstücken mit unebenen Oberflächen, welche mit mindestens einer als Pulverlackbeschichtung ausgebildeten Unterschicht versehen sind, wobei die dekorative Schicht in Form des Wasser-Transfer-Druckverfahrens aufgebracht wird, anzugeben, wird dadurch gelöst, dass auf das Werkstück mindestens eine Pulverlackschicht als Untergrund aufgebracht wird. Danach wird das Werkstück in das Tauchbecken eingebracht und der Aktivator löst diese Untergrund-Pulverlackschicht an und auf das Werkstück wird mittels des an sich bekannten Wasser-Transfer-Druckverfahrens das Dekor auf diese angelöste Untergrund-Pulverlackschicht aufgebracht, wobei nach einer vorgegebenen Tauchzeit das mit dem Dekor versehene Werkstück wieder aus dem Becken entnommen und in einem ersten Spülgang das gelöste Trägermaterial der WTD-Folie abgespült wird und sich mindestens ein weiterer Spülgang mit vollständig entsalztem Wasser anschließt. Nach einer Trocknungsphase wird das dekorierte Werkstück einer Wärmebehandlung unterzogen und nach erfolgter Abkühlung das dekorierte Werkstück geschliffen und gesäubert, wonach das ...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dekorativen Beschichten von Werkstücken, welche mit mindestens einer als Pulverlackbeschichtung ausgebildeten Unterschicht versehen ist, wobei die dekorative Schicht in Form des Wasser-Transfer-Druckverfahrens aufgebracht wird.
• Dieses Wasser-Transfer-Druckverfahren (abgekürzt auch WTD) ist dem Fachmann allgemein bekannt.
• So wird in der EP 0 839 673 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Dekors auf einen Gegenstand beschrieben, wobei zum Aufbringen auf den Gegenstand das Dekor mit einem Stützfilm auf der Oberfläche einer Flüssigkeit in einem Becken angeordnet und dort nach Bedarf, in Abhängigkeit von der Gestalt des zu bedruckenden Gegenstandes parallel zur Oberfläche aufgeweitet und/oder verdichtet wird.
• Der Gegenstand wird in die Flüssigkeit eingetaucht, um das Dekor auf den Gegenstand zu übertragen.
• Zur Aufweitung und/oder Verdichtung des Dekors auf der Flüssigkeitsoberfläche sind Düsen unterhalb der Flüssigkeitsfläche angeordnet, um im Wasser Strömungen zu erzeugen.
• Des Weiteren wird das Wasser-Transfer-Druckverfahren für das Aufbringen von Dekoren auf Gegenstände in den EP 1 022 158 ; EP 1 526 001 sowie der EP 1 552 961 beschrieben.
• Die als Stand der Technik zu beachtenden Verfahrenschritte gehen davon, dass die Unterschicht für das aufzubringende Dekor als eine mindestens einschichtige Nasslackschicht aufgebracht ist. Der Schichtaufbau kann dabei wie folgt sein:
  Auf das saubere metallische Werkstück wird eine antikorrosive Metallschicht aufgebracht; beispielsweise wird auf das Stahlblech-Werkstück mittels einem Galvanoverfahren eine Schicht aus Zink aufgebracht.
• Auf diese Schicht wird in an sich bekannter Weise eine Haftschicht (Primer) für die Nasslackschicht aufgebracht. Auf diese Haftschicht wird nun beispielsweise elektrophoretisch eine Nasslackschicht aufgetragen, die im Durchlauf in einem Infrarot-Trockenofen eingebrannt wird.
• Für besondere Einsatzbedingungen kann eine zweite Nasslackschicht mittels Spritztechnologie aufgebracht und ebenfalls wieder eingebrannt werden.
• Dieses so vorbeschichtete Werkstück wird nun mittels des Wasser-Transfer-Druckverfahrens mit einem zusätzlichen dekorativen Motiv versehen.
• Zum Schutz vor Umweltweinflüsse und zum Teil vor mechanische Beschädigungen des dekorativen Motivs wird letztlich mindestens eine Deckschicht mit einem transparenten Nasslack aufgebracht.
• Die Nachteile der Nasslackbeschichtung werden darin gesehen, dass der Einsatz der Lösungsmittel für das Aufbringen der Nasslackschicht(en) umweltschädlich ist.
• Da die Vernetzungsdichte einer Nasslackschicht geringer ist als bei einer Pulverlackschicht, ist zwangsläufig die erreichbare Diffusionsdichtheit geringer.
• Beim Aufbringen mehrerer Nasslackschichten muss mit einer geringeren Schichtdicke je Auftrag gearbeitet werden.
• Die Aushärtezeiten sind bei Nasslack länger.
• Es sind noch keine Verfahrensschritte bekannt geworden, wie das Aufbringen von Dekorschichten mittels dem Wasser-Transfer-Druckverfahren auf mit Pulverlack-Technologie beschichteten Flächen, insbesondere dreidimensionalen unebenen Werkstücken, vollzogen werden kann.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum dekorativen Beschichten von Werkstücken, insbesondere von dreidimensionalen Werkstücken mit unebenen Oberflächen, welche mit mindestens einer als Pulverlack-beschichtung ausgebildeten Unterschicht versehen sind, wobei die dekorative Schicht in Form des Wasser-Transfer-Druckverfahrens aufgebracht wird, anzugeben.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass auf das zu dekorierende Werkstück mindest eine Pulverlackschicht als Untergrund aufgebracht wird;
  danach das zu dekorierende Werkstück in das Wasserbecken eingebracht wird und der Aktivator diese Untergrund-Pulverlackschicht anlöst und auf das Werkstück mittels dem an sich bekannten Wasser-Transfer-Druck-Verfahren das Dekor auf diese angelöste Untergrund-Pulverlackschicht aufgebracht wird, wobei nach einer vorgegebenen Tauchzeit das mit dem Dekor versehene Werkstück wieder aus dem Becken entnommen und in einem ersten Spülgang das gelösten Trägermaterial der Wasser-Transfer-Druck-Folie abgespült wird und sich mindestens ein weiterer Spülgang mit vollständig entsalztem Wasser anschließt;
  nach einer Trocknungsphase das dekorierte Werkstück einer Wärmebehandlung unterzogen wird, und nach erfolgter Abkühlung das dekorierte Werkstück durch „Feinschleifen" gesäubert wird;
  wonach das dekorierte Werkstück mit mindestens einer Pulver-Klarlackschicht überzogen und diese ausgehärtet wird.
• Als einer der wesentlichen Vorteile dieser erfindungsgemäßen Lösung ist zu nennen, dass durch die Verwendung von Pulverlack eine wesentlich größere Vernetzungsdichte als bei einer Nasslackschicht erreicht wird und damit zwangsläufig die Diffusionsdichtheit größer ist, wodurch bei gleichzeitiger Nutzung der bekannten Vorteile der Dekorbeschichtung mittels dem Wasser-Transfer-Druck-Verfahren wiederum eine wesentlich höhere Widerstandsfähigkeit, insbesondere der Deckschicht erzielt wird.
• Das Anlösen der Untergrund-Pulverlackschicht mittels des Aktivators erforderlich ist, um eine wesentlich verbesserte Haftung des WTD-Dekors auf der Pulverlackschicht zu erreichen und sich somit nach dem Aufbringen der transparenten Deck-Pulverlackschicht keine Trennschicht bildet, sondern das WTD-Dekor vollständig homogen in den Schichtenaufbau integriert wird.
• Mit der Durchführung einer zusätzlichen Wärmebehandlungsphase wird erreicht, dass die eventuell auf der Oberfläche des Werkstückes verbliebenen Reste des Aktivators oder anderer flüchtiger Bestandteile ausgetrieben werden.
• Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich.
• Auf das zu dekorierende Werkstück wird nach einer entsprechenden Vorbehandlung zum Entfernen von Fett, Rost und ähnliche Schmutzbestandteile, mindestens eine Pulverlackschicht aufgebracht und diese ausgehärtet.
• Hier kann insbesondere der Grundfarbton in welchem das Werkstück ausgeführt sein soll aufgebracht werden.
• Je nach dem Verwendungszweck des zu dekorierenden Werkstückes, kann natürlich auch vorher unter dieser Pulverlackschicht noch eine andere, z.B. eine galvanische Metallschicht aufgebracht sein.
• Dieses so vorbehandelte Werkstück wird nun in an sich bekannter Weise nach dem Wasser-Transfer-Druck-Verfahren mit dem aufzubringenden Dekor beschichtet.
• Dabei schwimmt die das Dekor tragende Folie auf der Wasseroberfläche eines entsprechend großen Tauchbades. Die das Dekor tragende Schicht der Folie ist mehr oder weniger stark wasserlöslich, d.h. die Schicht wird gallertartig und weich und liegt absolut faltenfrei auf der Wasseroberfläche.
• Diese auf der Wasseroberfläche schwimmende Dekorschicht wird nun mit einer definierten Menge des Aktivators, einem organischen Lösungsmittel, eingesprüht.
• Nach Ablauf einer gewissen Einwirkungszeit tritt eine sichtbare Entspannung der Oberfläche ein.
• Nun wird das zu dekorierende Werkstück auf diese Oberfläche aufgesetzt und in dieses Tauchbad eingedrückt, wobei hier der Aktivator auch mit der Pulverlackschicht in direkter Berührung kommt und ein Anlösen dieser Pulverlackschicht bewirkt.
• Die Wasser-Transfer-Folienschicht legt sich faltenfrei an die Werkstückoberfläche an.
• Das so eingetauchte und nun mit dieser Schicht überzogene Werkstück verharrt noch eine definierte Zeit in der Tauchstellung und in dieser Verharrungszeit verklebt sich die eigentliche Dekorschicht mit der angelösten Pulverlackschicht. Dabei bestimmt die Pulverschichtqualität die zu verwendende Aktivatorqualität.
• Nach Ablauf der vorgesehenen Eintauchzeit wird das Werkstück dem Tauchbad entnommen und das noch verbliebene restliche Trägermaterial der WTD-Folie mit warmem Wasser abgespült und abschließend mit vollständig entsalztem Wasser nachgespült. Das so beschichtete Werkstück wird nun bei Raumtemperatur getrocknet und anschließend einer Wärmebehandlung von etwa 200 °C unterzogen.
• Bei diesem Verfahrensschritt werden eventuell noch verbliebene Restbestandteile des Aktivators oder auch andere flüchtige Bestandteile ausgetrieben.
• Nach dem das Werkstück wieder auf Raumtemperatur abgekühlt ist, wird mit einem leichten Schleifmittel (Scotch-Tuch) die dekorierte Oberfläche gesäubert und so noch anhaftende Staubpartikel beseitigt.
• Nach diesem Säubern der Oberfläche erfolgt das Aufbringen der Deckbeschichtung mittels transparenten Pulverlacks, wobei hier, entsprechend dem späteren Verwendungszeck, unterschiedliche Eigenschaften durch Auswahl verschiedener Deckbeschichtungssysteme, wie Polyester-, Polyurethan- oder Acrylpulverlacke, realisiert werden können.

Claims (4)

1. Verfahren zum dekorativen Beschichten von Werkstücken, insbesondere von Werkstücken mit unebenen Oberflächen, welche mit mindestens einer als Pulverlackbeschichtung ausgebildeten Unterschicht versehen sind, wobei die dekorative Schicht in Form des Wasser-Transfer-Druckverfahrens aufgebracht wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte, dass auf das zu dekorierende Werkstück mindestens eine Pulverlackschicht als Untergrund aufgebracht wird; das zu dekorierende Werkstück in das Tauchbecken eingebracht wird und der Aktivator diese Untergrund-Pulverlackschicht anlöst; auf das Werkstück mittels dem in an sich bekannten Wasser-Transfer-Druck-Verfahren das Dekor auf diese angelöste Untergrund-Pulverlackschicht aufgebracht wird; nach einer vorgegebenen Tauchzeit das mit dem Dekor versehene Werkstück aus dem Becken entnommen wird; in einem ersten Spülgang das gelöste Trägermaterial der Wasser-Transfer-Druck-Folie abgespült wird und sich mindestens ein weiterer Spülgang mit vollständig entsalztem Wasser anschließt; nach einer Trocknungsphase das dekorierte Werkstück einer Wärmebehandlung unterzogen wird; nach der erfolgten Abkühlung das dekorierte Werkstück geschliffen und gesäubert wird und danach das dekorierte Werkstück mit mindestens einer Pulver-Klarlackschicht überzogen und diese ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchzeit zwischen 5 und 120 Sekunden beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Spülwassers zwischen 25 °C und 40 °C beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung mit einer Temperatur von ca. 200 °C durchgeführt wird.