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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung
für ein
Bauteil, insbesondere für
ein Kraftfahrzeugteil, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Art.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
eine Beschichtung für
ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung
ein Bauteil mit einer Beschichtung.
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Um
freie Lackfilme oder auch freitragende Komplettlackaufbauten für Bauteile,
insbesondere auch für
Kraftfahrzeugbauteile, zu erhalten, werden bislang durch elektrochemisches
Tauchlackieren hergestellte Tauchlackfilme durch Amalgamierung einer Zinnfolie,
auf welcher die Abscheidung des Lackfilms während des elektrochemischen
Tauchlackierens stattfand, von der Folie abgelöst. Nachteilig dabei ist, dass
das Verfahren sehr aufwändig
ist und für
den Anwender eine Gesundheitsgefährdung
durch den Einsatz von Quecksilber besteht.
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Es
ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Herstellen einer Beschichtung für
ein Bauteil, insbesondere für
ein Kraftfahrzeugteil, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten
Art bereitzustellen, mittels welchem unaufwändig, gesundheitsschonend und
kostensparend vielseitig einsetzbare, qualitativ hochwertige Beschichtungen
herstellbar sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung für ein Bauteil, insbesondere
für ein
Kraftfahrzeugteil, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den übrigen
Patentansprüchen
angegeben.
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Um
ein Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung für ein Bauteil,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeugteil, bei welchem die Beschichtung in einem Tauchbad
elektrophoretisch auf einer Oberfläche eines Hilfskörpers abgeschieden
und anschließend
auf das zu beschichtende Bauteil aufgebracht wird, bereitzustellen,
welches unaufwändig
und gesundheitsschonend durchführbar
ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
dass vor dem Abscheiden der Beschichtung wenigstens bereichsweise
zumindest eine hydrophobe Nanostruktur auf die Oberfläche des
Hilfskörpers
aufgebracht wird. Durch die hydrophobe Nanostruktur wird die Haftung
der Beschichtung an dem Hilfskörper
verringert. Hierdurch kann die Beschichtung einfach, zeitsparend
und ohne Risiken für
die Gesundheit des Anwenders von dem Hilfskörper gelöst werden und steht für alle möglichen
Anwendungen zur Verfügung.
Das Abscheiden der Beschichtung während der kathodischen Tauchlackierung
auf Edelstahlblechen wird durch die Nanokristalle nicht behindert.
Während
der Abscheidung des kathodischen Tauchlackfilms ist dabei eine ausreichende
Haftung durch den dichten Film (Elektroosmose) gegeben. Die gesundheitsgefährdende
Verwendung von Quecksilber beim Ablösen der Beschichtung von dem
Körper
entfällt.
Damit ist das Verfahren umweltfreundlicher und benutzerfreundlicher
durchführbar.
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In
weiterer Ausgestaltung wird die Oberfläche des Hilfskörpers vor
dem Aufbringen der zumindest einen hydrophoben Nanostruktur mit
einer naturidente Salze aufweisenden Reinigungslösung gereinigt. Die tensidfreie
Reinigungslösung
verringert die Haftung von Schmutzpartikeln auf der Oberfläche des
Hilfskörpers,
da sie weder schmutzanziehende Seifen noch Enzyme, Bleichmittel
oder Füllstoffe/Farbstoffe
enthält.
So wird die Qualität
der von dem Hilfskörper
abgelösten
Beschichtung erhöht.
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Es
ist von Vorteil, wenn der Hilfskörper
mit der auf ihm abgeschiedenen Beschichtung bei vorzugsweise 140°C bis 190°C erhitzt
wird. Während dieses
Einbrennvorgangs verflüssigt
sich die elektrophoretisch abgeschiedene Beschichtung und verläuft. Aufgrund
der Hydrophobierung der Oberfläche des
Hilfskörpers
durch die hydrophoben Nanostrukturen benetzt die Beschichtung den
Körper
nur noch ungenügend
und kann nach dem Einbrennen leicht und ohne die Beschichtung zu
beschädigen
abgezogen werden.
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Vorteilhafterweise
wird die Beschichtung nach dem Erhitzen mittels einer Walze vom
Hilfskörper
abgezogen. Durch den Einsatz der Walze Isst sich die Beschichtung
besonders schonend vom Hilfskörper
abziehen.
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In
weiterer Ausgestaltung wird die Beschichtung zum Beschichten des
Bauteils ausgeformt, insbesondere zugeschnitten. Das Ausformen ermöglicht einen
sehr vielseitigen Einsatz der qualitativ hochwertigen Beschichtungen
zum Beschichten sehr vieler unterschiedlicher Bauteile.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren ein Bauteil, insbesondere ein Kraftfahrzeugteil,
welches in einem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt ist. Eine so hergestellte Beschichtung ist qualitativ
hochwertig und zum Beschichten zahlreicher unterschiedlicher Bauteile
einsetzbar.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
ein Bauteil mit einer Beschichtung, welche durch ein erfindungsgemäßes Verfahren
hergestellt ist.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1 eine
schematische, seitliche Schnittansicht eines Tauchbades, in welchem
in einem Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung für ein Bauteil,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeugteil, die Beschichtung elektrophoretisch auf einer
Oberfläche eines
Hilfskörpers
abgeschieden wird, wobei vor dem Abscheiden der Beschichtung wenigstens
bereichsweise zumindest eine hydrophobe Nanostruktur auf die Oberfläche des
Hilfskörpers
aufgebracht wird; und
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2 eine
schematische Schnittansicht eines Hilfskörpers, auf dessen Oberfläche in einem Verfahren
zum Herstellen einer Beschichtung für ein Bauteil, insbesondere
für ein
Kraftfahrzeugteil, die Beschichtung in einem Tauchbad elektrophoretisch abgeschieden
wurde, wobei vor dem Abscheiden der Beschichtung wenigstens bereichsweise
zumindest eine hydrophobe Nanostruktur auf die Oberfläche des
Hilfskörpers
aufgebracht wurde, wobei
- A) das einfache Lösen der
Beschichtung von dem Körper
und
- B) das einfache Lösen
der Beschichtung von dem Körper
mittels einer Walze zeigt.
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In 1 ist
ein Tauchbad 10 dargestellt. Das Tauchbad 10 ist
dabei zum Durchführen
einer elektrochemischen Tauchlackierung ausgebildet. Bekannterweise
unterscheidet man zwischen anodischer (ATL) und kathodischer Elektrotauchlackierung (KTL).
Beide Tauchlackierverfahren sind elektrochemische Lackierverfahren.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
wird einzig die kathodische Elektrotauchlackierung (KTL) beschrieben.
Prinzipiell ist die vorliegende Erfindung jedoch auch für eine anodische
Elektrotauchlackierung anwendbar.
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Im
erfindungsgemäßen Verfahren
werden auf eine Oberfläche 12 eines
Hilfskörpers 14 vor
dem Eintauchen des Hilfskörpers 14 in
das Tauchbad 10 hydrophobe Nanostrukturen aufgebracht.
Dies geschieht im Ausführungsbeispiel
mithilfe einer Imprägnierlösung, welche
auf einem speziellen Kristallisationsprozess von in der Lösung befindlichen
Nanopartikeln basiert. Die kristallisierten Nanopartikel sind ca. 20
nm groß und
nach dem Auftragen auf die Oberfläche 12 gitterartig über die
Oberfläche 12 verteilt.
Die Kristalle bilden eine kovalente Bindung mit dem Trägermaterial
der Oberfläche 12 und
haften somit sehr gut. Die mikrokristalline Struktur ist dabei weder sichtbar
noch tastbar, so dass ursprüngliche
Materialeigenschaften der Oberfläche 12 des
Hilfskörpers 14 erhalten
bleiben.
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Vorliegend
wird bevorzugt der ”Idealsystemschutz” von Midas
Nanotec als Imprägnierlösung verwendet,
allerdings ist auch ein anderes Aufbringen hydrophober Nanostrukturen
auf die Oberfläche 12 des
Hilfskörpers 14 beispielsweise
durch andere, denselben Effekt erzielende Imprägnierlösungen vorstellbar.
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Vor
dem Aufbringen der hydrophoben Nanostrukturen wird die Oberfläche 12 des
Hilfskörpers 14 noch
mit einer Reinigungslösung,
welche naturidente Salze aufweist, gereinigt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die angewandte Reinigungslösung
ebenfalls von der Firma Midas Nanotec hergestellt. Der so vorbehandelte
Hilfskörper 14 wird
dann in an sich bekannter Weise zur kathodischen Tauchlackierung
in das Tauchbad 10 eingetaucht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Hilfskörper 14 als Karosserieform 16 eines
Kraftfahrzeugs ausgeformt. Natürlich
kann der Hilfskörper 14 zur
Anwendung im erfindungsgemäßen Verfahren
auch ganz anders ausgeformt sein.
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Im
Tauchbad 10 ist nun in an sich bekannter Weise eine Anode 18 angeordnet.
Beim Anlegen einer Spannung mittels einer Spannungsquelle 20 fungiert
der Hilfskörper 14 als
Kathode. Im Tauchbad 10 befindet sich ein wässriger
Tauchlack 22, welcher elektrisch leitfähig ist und aus welchem durch
das angelegte Gleichspannungsfeld eine Beschichtung 24 an
der Oberfläche 12 des
als Kathode geschalteten Hilfskörpers 14 abgeschieden
wird. Auf diese Weise wird ein geschlossener, haftender Lackfilm
als Beschichtung 24 erzeugt.
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Nach
dem Abscheiden der Beschichtung 24 an der Oberfläche 12 des
Hilfskörpers 14 kann
in an sich bekannter Weise ein Einbrennen der Beschichtung 24 erfolgen.
Hierzu wird der Hilfskörper 14 bei vorzugsweise
140°C bis
190°C erhitzt.
Während
des Einbrennvorgangs verflüssigt
sich die kathodische Tauchlackierung und verläuft. Aufgrund der Hydrophobierung
durch die hydrophoben Nanostrukturen auf der Oberfläche 12 des
Hilfskörpers 14 benetzt
die kathodische Tauchlackierung als Beschichtung 24 den
Hilfskörper 14 nur
noch ungenügend
und kann nach dem Einbrennen einfach abgezogen werden.
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Das
Abziehen der Beschichtung 24 von dem Hilfskörper 14 ist
in 2 dargestellt. Anhand des Pfeils 26 ist
verdeutlicht, dass die Beschichtung 24 nach dem Einbrennen
sehr leicht von dem Hilfskörper 14 abgezogen
werden kann (2A).
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Bevorzugt
kann das Ablösen
dabei mit einer Walze 28 erfolgen. Hierbei wird mit der
Walze 28 die Beschichtung 24 auf der Walze 28 aufgewickelt
und ist leicht für
spätere
Anwendungen transportierbar beziehungsweise aufbewahrbar. Die Beschichtung 24 kann
dann sehr gut zum Beschichten aller möglichen Bauteile spezifisch
ausgeformt, insbesondere zugeschnitten werden. So können zum
Beispiel Klebepads hergestellt werden, welche selbstklebend mit einem
doppelseitigen Klebeband ausgestattet sind. Auch Lackpflaster sind
vorstellbar, welche mit einem Epoxidkleber wieder abziehbar befestigbar
sind.
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Es
kann aus der Beschichtung 24 ein Kantenschutz in Wagenfarbe
hergestellt werden, der eventuell selbstklebend ist. Auch Dekorstreifen
zum Beispiel im Chromlack oder verschiedene, abziehbare und wechselbare
Tarnfarben (Wüstentarn,
Woodland-Tarn) können
so leicht und kostensparend hergestellt werden. Im Rohbau ist ein
Einsatz der erfindungsgemäß hergestellten
Beschichtung 24 an normalerweise unzugänglichen Stellen vorstellbar.
Prinzipiell sind auch kathodische Tauchlackfolien für den Schiffsbau
(Streifenbeklebung, Tapezieren von Bootsrümpfen), als Folien für Nutzfahrzeuge
oder auch als Folien für
Brücken
und Schiffscontainer herstellbar.
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Vor
allem ist aber auch eine Anwendung der im erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Beschichtungen 24 im Innenraum von Kraftfahrzeugen möglich. So
sind beispielsweise Zierleisten und Armaturen in Wagenfarbe mit
den frei hergestellten Beschichtungen 24 beklebbar. Mobiltelefone,
Uhren, Lampen, Möbel,
Hi-Fi-Geräte,
Haushaltsartikel, Accessoires, Kratzfolien, Holzartikel und Ähnliches kann
in Wagenfarbe mit der Beschichtung 24 beschichtet werden.
Insbesondere soll erwähnt
sein, dass unter mit der Beschichtung 24 zu beschichtenden
Bauteilen auch die gesamte Karosserie eines Kraftfahrzeugs zu verstehen
ist.
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Mithilfe
der so hergestellten freitragenden Beschichtungen 24 ist
auch eine weitergehende Untersuchung bezüglich beispielsweise einer
elektrochemischen Impedanzspektroskopie oder auch jeweiligen Lackpermeabilitäten oder
auch dynamischmechanischer Thermoanalysen durchführbar. Das Herstellungsverfahren
der freien Beschichtungen 24 bietet den Vorteil, dass die
Lackierung auslagerbar ist. Die Beschichtung 24 wird einfach
gelöst,
aufgerollt und anwendungsgerecht zugeschnitten.
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- 10
- Tauchbad
- 12
- Oberfläche
- 14
- Körper
- 16
- Grundlackierungsform
- 18
- Anode
- 20
- Spannungsquelle
- 22
- Tauchlack
- 24
- Beschichtung
- 26
- Pfeil
- 28
- Walze