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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation eines Oberflächenmusters auf einer Bauteil-Oberfläche nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Zur Individualisierung eines Fahrzeuges kann die Lackschicht der Fahrzeugkarosserie mit einem Dekormuster nach Art eines Tattoos (nachfolgend auch als Tattoo-Applikation bezeichnet) versehen sein. Beispielhaft können Rallye-Streifen auf der Motorhaube und/oder Motive sowie Schriftzüge an den Türen und an den Anbauteilen des jeweiligen Fahrzeuges appliziert werden. Eine solche Individualisierung erfolgt in gängiger Praxis durch die Folientechnologie. Aufgrund mechanischer oder Witterungseinflüsse ist die Haftfähigkeit an der Fahrzeugkarosserie jedoch zeitlich begrenzt. Zudem besteht die Problematik, dass sich die Folien in einer Waschanlage und/oder unter Hitzeeinwirkung partiell ablösen können. Zudem erzeugt eine solche Folien-Applikation aufgrund der vergleichsweise großen Materialstärke optisch nachteilhafte Aufbaukanten, die auch durch ein mehrmaliges Überlackieren nicht beseitigt werden können.
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Ausgehend davon ist aus der
WO 2013/182280 A2 ein gattungsgemäßes Verfahren zur Applikation eines solchen Oberflächenmusters auf einer Bauteil-Oberfläche bekannt. Bei diesem Verfahren erfolgt eine Erstlackierung, die sich unterteilt in eine Tauchgrundierung, ein Füllern, eine Farbton-Grundlackierung (Basislackauftrag), eine Zwischentrocknung, eine Klarlackaufbringung sowie einer Trocknung. Vor der Erstlackierung wird ein einschichtiges Funktionsmuster appliziert, das anschließend durch die Klarlackaufbringung nach außen versiegelt ist. Das Funktionsmuster wird nach dem Prinzip von Tintenstrahldruckern auf die zu bedruckende Bauteil-Oberfläche appliziert.
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Aus der
DE 199 60 170 A1 ist ein weiteres Verfahren zur Applikation eines Oberflächenmusters bekannt, dass mittels einer Einrichtung zur Erzeugung eines gerichteten Tinten-Farbstrahls auf das Bauteil aufspritzbar ist und das Oberflächenmuster durch eine Klarlackaufbringung versiegelt wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein serientaugliches Verfahren zur Applikation eines Oberflächenmusters bereitzustellen, das mit hoher Konturschärfe sowie ohne Aufbaukanten im Lackaufbau einer Oberflächenlackierung integrierbar ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 wird ein Applikationsschritt bereitgestellt, bei dem das Oberflächenmuster in einem Siebdruckprozess aufgebracht wird und anschließend das Oberflächenmuster mit Klarlack beschichtet wird. Durch den Siebdruckprozess ist prozesstechnisch einfach ein zweidimensionales Oberflächenmuster mit äußerst geringer Materialstärke sowie mit großer Konturschärfe im Lackaufbau der Oberflächen-Lackierung des Bauteils integrierbar. Die Siebdruck-Technologie kann ohne weiteres für Metall-Oberflächen bei Karosserien und/oder für Kunststoff-Oberflächen bei Anbauteilen an Serienfahrzeugen zum Einsatz kommen. Zudem ergibt sich aufgrund der Vielzahl von einsetzbaren Farben und Motiven im Vergleich zu herkömmlichen Applikationen eine weitgehende Designfreiheit. Radien, das heißt die Geometrie der Karosserie und/oder der Anbauteile, sind ohne größere Einschränkungen applizierbar.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich ein Mehrwert für den Kunden, zum Beispiel durch das Applizieren der eigenen Unterschrift auf das Fahrzeug oder dergleichen, ohne dass sichtbare oder fühlbare Aufbaukanten entstehen, da im Siebdruckprozess die Schichtdicke des Oberflächenmusters bei nur wenigen Mikrometern liegen kann. Zudem ist aufgrund der Integration des Oberflächenmusters im Lackaufbau gewährleistet, dass sich das Oberflächenmuster nicht ablöst, sondern vielmehr genauso beständig ist wie die Serienlackierung.
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In einer ersten Ausführungsform kann der Applikationsschritt ein Teilschritt sein, der in die Erstlackierung integriert ist. Die Erstlackierung (das heißt Ganzlackierung) besteht in an sich bekannter Weise aus den Teilschritten Tauchgrundierung, Füllern, Farbton-Grundlackierung, Zwischentrocknung, Klarlackaufbringung mit jeweils nachgeschalteten Trocknungsschritten. Der oben erwähnte Applikationsschritt kann dabei bevorzugt zeitlich nach der Zwischentrocknung der Farbton-Grundlackierung sowie vor Durchführung der Klarlackaufbringung erfolgen. Die Materialstärke der Tauchgrundierungsschicht liegt beispielhaft bei 20 μm, die Füllerschicht bei exemplarisch 35 μm, die Farbton-Grundlackierung bei ca. 15 μm sowie die Klarlackschicht bei etwa 40 μm. Demgegenüber kann das durch den Siebdruckprozess aufgebrachte Oberflächenmuster eine Lackschichtdicke von 2 bis 7 μm aufweisen, die auch bei nur einmaligem Überlackierung mit dem Klarlack nicht zu einer optisch nachteiligen Aufbaukante im Lackaufbau der Fahrzeugkarosserie führt.
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In einer zweiten Ausführungsform kann der Applikationsschritt nicht unmittelbar in die Erstlackierung (Ganzlackierung) integriert sein, sondern vielmehr zeitlich nach der Erstlackierung erfolgen. In diesem Fall wird die Erstlackierung zunächst in gängiger Praxis durchgeführt, und zwar mit den Teilschritten Tauchgrundierung, Füllern, Farbton-Grundlackierung, Klarlackaufbringung sowie zwischengeschalteten Trocknungsschritten. Erst nach Abschluss dieser Erstlackierung (das heißt Ganzlackierung) erfolgt dann der Applikationsschritt, bei dem das Oberflächenmuster im Siebdruckprozess auf die Klarlackschicht appliziert wird.
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Zur Vorbereitung des Siebdruckprozesses kann zunächst ein Schleifschritt durchgeführt werden, bei dem die zu bedruckende Oberfläche vorbehandelt, zum Beispiel geschliffen, wird. Im obigen Fall werden dabei ca. 1 bis 5 μm von der Klarlackschicht der Erstlackierung abgetragen. Anschließend erfolgt der Siebdruckprozess sowie eine erneute Klarlackaufbringung. Mit der obigen zweiten Ausführungsform ergibt sich somit ein Lackaufbau, bei dem das Oberflächenmuster zwischen der in der Erstlackierung aufgebrachten Klarlackschicht und der im Applikationsschritt aufgebrachten Klarlackschicht angeordnet ist.
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Zur Durchführung des Siebdruckprozesses kommt ein aus feinmaschigem Gewebe hergestelltes Sieb zum Einsatz, welches in einem Rahmen aufgespannt ist. Zur Durchführung des Siebdruckprozesses wird eine Druckfarbe mittels einer Rakel über durchlässige sowie undurchlässige Bereiche des Gewebes gestrichen. An den durchlässigen Bereichen wird die Druckfarbe unter Bildung des Oberflächenmusters bis auf die zu bedruckende Oberfläche gedrückt. Die Druckfarbe besteht in üblicher Weise aus einem dickflüssigen, pastösen Material.
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Im Hinblick auf eine einwandfreie Prozesssicherheit sowie Prozessvereinfachung ist es besonders bevorzugt, wenn der bei der Farbton-Grundlackierung verwendete Basislack, insbesondere ein Wasserbasislack, und die beim Siebdruckprozess verwendete Druckfarbe von gleichem Grundaufbau sind, das heißt materialeinheitlich oder -identisch sind. In diesem Fall kann die pastöse Druckfarbe bevorzugt also ein an sich äußerst dünnflüssiger Basislack sein, der unter Zugabe zum Beispiel von Verdickermaterial oder Bindermaterial entsprechend modifiziert ist, das heißt dickflüssiger bereitgestellt ist.
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In der oben erwähnten zweiten Ausführungsform kann der Applikationsschritt nicht vollflächig über die gesamte Erstlackierung des Bauteils ausgeführt werden, sondern vielmehr nur punktuell im Bereich des Oberflächenmusters, das heißt als sogenannter Spot-Repair. In diesem Fall wird die Oberflächenmuster-Klarlackbeschichtung lediglich örtlich begrenzt auf die bereits großflächig auf die Bauteil-Oberfläche aufgebrachte Erstlackierung aufgetragen. Um optisch nachteilhafte Lackkanten an der Oberflächenmuster-Klarlackierung zu vermeiden, kann die Oberflächenmuster-Klarlackierung (zum Beispiel unter Nutzung einer sogenannten Beispritzverdünnung) eine randseitig umlaufende Auslaufzone aufweisen, bei der die Schichtdicke nach außen keilförmig abnimmt. Dadurch ergibt sich ein optisch vorteilhafter kontinuierlicher Übergang zwischen der Oberflächenmuster-Klarlackierung und der Original-Klarlackierung.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Es zeigen:
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1 in einer Prinzipdarstellung den Lackaufbau einer Oberflächenlackierung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 ein Blockschaltdiagramm, das die Prozessschritte zur Herstellung des in der 1 gezeigten Lackaufbaus veranschaulicht;
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3 eine Prinzipdarstellung, in der ein Siebdruckprozess angedeutet ist;
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4 und 5 jeweils Ansichten entsprechend der 1 und 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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In der 1 ist der Lackaufbau 11 einer auf einer Bauteil-Oberfläche 13 aufgebrachten Lackierung gezeigt. Das Bauteil kann beispielhaft ein Karosserieblechteil oder ein Kunststoff-Anbauteil sein, dass in der Fahrzeugkarosserie verbaut ist. Wie aus der 1 hervorgeht, ist der Lackaufbau insgesamt vierlagig ausgeführt, und zwar mit einer KTL-Schicht 15 mit einer Schichtdicke von beispielhaft 20 μm, einer Füllerschicht 17 mit einer Schichtdicke von beispielhaft 35 μm, einer farbgebenden Basislackschicht 19 mit etwa 15 μm sowie einer Klarlackschicht 21 mit beispielhaft 40 μm aufweist. In dem Lackaufbau 11 ist örtlich begrenzt ein Oberflächenmuster 23 integriert, das zwischen der Basislackschicht 19 und der Klarlackschicht 21 angeordnet ist. Das Oberflächenmuster 23 ist mittels eines später beschriebenen Siebdruckprozesses in den Lackaufbau 11 mit einer geringen Schichtdicke in einer Größenordnung von 2 bis 7 μm integriert.
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Das Aufbringen der Lackschichten 17, 19, 21 kann in einer Lackieranlage unter Einsatz von Hochrotationszerstäuber erfolgen. In der 2 sind die Prozessschritte zur Herstellung des in der 1 gezeigten Lackaufbaus 11 angedeutet. Demzufolge erfolgt am Karosseriebauteil im Rahmen einer werksseitigen Erstlackierung die nachfolgenden Prozessschritte 1 bis 7, und zwar eine Tauchgrundierung 1 zur Aufbringung der KTL-Schicht 15, ein Füllern 2 zur Aufbringung der Füllerschicht 17, eine Farbton-Grundlackierung 3 zur Aufbringung der Basislackschicht 19 sowie eine sogenannte Tattoo-Applikation 5 zur Aufbringung des Oberflächenmusters 23, eine Klarlackaufbringung 6 sowie eine abschließende Trocknung 7.
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In der 3 ist der bei der Tattoo-Applikation 5 durchgeführte Siebdruckprozess angedeutet, bei dem eine Druckfarbe 25 auf die Basislackschicht 19 aufgebracht wird. Bei dem Siebdruckverfahren kommt ein Sieb 27 zum Einsatz, welches einen mit einem Gewebe 29 bespannten Rahmen 31 umfasst. Im Sieb 27 sind für die Druckfarbe 25 durchlässige sowie undurchlässige Bereiche 33, 35 eingearbeitet. Mittels einer Rakel 28 kann die pastöse Druckfarbe 25 durch die durchlässigen Bereiche 35 des Gewebes 29 gedrückt werden, und zwar unter Bildung des Oberflächenmusters 23. Anschließend wird die Klarlackschicht 21 großflächig auf die Basislackschicht 19 aufgetragen und der so fertig gestellte Lackaufbau 11 getrocknet (Trocknung 7).
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Zur Prozessvereinfachung sowie zur Steigerung der Beständigkeit des Lackaufbaus 11 sind der bei der Farbton-Grundlackierung 3 verwendete Basislack, bevorzugt ein Wasserbasislack, und die beim Siebdruckprozess verwendete Druckfarbe 25 im Grundaufbau weitgehend materialidentisch. Entsprechend ist das Grundmaterial bei der Herstellung der pastösen Druckfarbe 25 ein an sich äußerst dünnflüssiger Basislack, der unter Zugabe von Verdickermaterial oder Bindermaterial zu einer dickflüssigen Substanz modifiziert wird, die als pastöse Druckfarbe 25 im Siebdruckprozess anwendbar ist. In diesem Fall kann ein sogenannter 2K-Lack verwendet werden, in dem der Basislack die erste Komponente ist und das Verdickermaterial die zweite Komponente ist.
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In der 4 ist der Lackaufbau 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist in der 4 die Oberflächenmuster-Applikation als ein Spot-Repair durchgeführt, bei dem eine bereits fertiggestellte Erstlackierung (Originallackierung) nicht großflächig, sondern nur punktuell im Bereich der zu bedruckenden Oberfläche bearbeitet wird. Demzufolge ist das Oberflächenmuster 23 auf die Klarlackschicht 21 der Erstlackierung durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht. Das Oberflächenmuster 23 ist im Lackaufbau 11 zwischen einer sichtseitigen oberen Oberflächenmuster-Klarlackschicht 37 und der Klarlackschicht 21 der Erstlackierung angeordnet. Die Oberflächenmuster-Klarlackschicht 37 weist in etwa die gleiche Schichtdicke wie die Klarlackschicht 21 der Erstlackierung auf. Zur Vermeidung von optisch nachteilhaften Lackkanten ist die Oberflächenmuster-Klarlackschicht 37 randseitig mit einer keilförmigen Auslauffläche 39 ausgebildet, mittels der ein kontinuierlicher Übergang zwischen der Klarlackschicht 21 der Erstlackierung und der Oberflächenmuster-Klarlackschicht 37 erfolgt.
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Das oben angedeutete Spot-Repair-Verfahren bietet sich beim Applizieren von lokal beschränkten, kleineren Oberflächenmustern 23 an. Demgegenüber kann beim Aufbringen großflächiger Oberflächenmuster 23 die Oberflächenmuster-Klarlackschicht 37 über das gesamte Karosserieteil, etwa eine Heckklappe, appliziert werden.
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In der 5 ist die Prozessfolge zur Herstellung des in der 4 gezeigten Lackaufbaus 11 angedeutet. Demzufolge werden die Prozessschritte 1 bis 6 zur Fertigstellung der Erstlackierung in an sich bekannter Weise durchgeführt. Anschließend erfolgt ein nachgeschalteter Applikationsschritt, bei dem das Oberflächenmuster 23 appliziert wird. Hierzu wird in einem Schleifschritt 7 zunächst die Klarlackschicht 21 der Erstlackierung geschliffen. Danach erfolgt der Muster-Applikation 8, bei der im Siebdruckprozess das Oberflächenmuster 23 appliziert wird. Darauffolgend wird eine Oberflächenmuster-Klarlackschicht 37 im Teilschritt 9 aufgebracht und diese anschließend im Teilschritt 10 getrocknet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2013/182280 A2 [0003]
- DE 19960170 A1 [0004]
