DE10249916A1 - Lackaufbau für Kunststoffteile, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents
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Abstract
Ein Lackaufbau für Kunststoffteile weist als Füllerschicht ein Gemisch aus einem Zweikomponenten-Füller und einem Zweikomponenten-Klarlack mit der gleichen Härterkomponente auf.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Lackaufbau für Kunststoffteile, die Poren, Lunker und dergleichen Fehlstellen aufweisen, mit einer auf das Kunststoffteil aufgetragenen Füllerschicht und wenigstens einer Decklackschicht.
- Für die Karosserie eines Kraftfahrzeuges werden zunehmend Kunststoffformteile verwendet, beispielsweise für Kotflügel, Motorhaube, Heckklappe, Hardtop usw. Als Kunststoffformteile werden insbesondere SMC (Sheet Moulding Compound)-Formteile, also Formteile aus duroplastischen Kunststoffen mit Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, verwendet. Die SMC-Formteile weisen Poren, Lunker und andere Fehlstellen auf, beispielsweise Fehlstellen, die durch die bei der Formteilherstellung verwendeten Schieber erzeugt werden.
- Um diese Fehlstellen auszugleichen, wird auf das Kunststoffformteil ein Füller aufgetragen, beispielsweise ein Zweikomponenten-Grundier- oder Dickschichtfüller auf Alkydharz-Basis. Der Lackaufbau wird dann wie üblich vervollständigt, indem auf die Füllerschicht ein ein- oder zweischichtiger Decklack und ein Klarlack aufgetragen wird.
- Die auf diese Weise lackierte Oberfläche der SMC-Teile lässt jedoch zu wünschen übrig. So zeichnen sich häufig die Poren, Lunker, Schieberstellen und andere Fehlstellen des SMC-Kunststoffteils an der lackierten Oberfläche ab. Gasblasen aus den Poren führen zu weiteren Oberflächenfehlern. Bei Bauteilen, die auf der Rückseite eine Klebenaht besitzen, treten Kleberabzeichnungen auf der lackierten Vorderseite auf. Insbesondere, wenn ein Pulverklarlack verwendet wird, sind häufig Marmorierungseffekte erkennbar.
- Man hat zwar versucht, mit ganzflächigen Schleifprozeduren, Spachteln und dergleichen aufwendigen Maßnahmen die Oberflächenqualität zu verbessern, jedoch nur mit geringem Erfolg.
- Noch schlechter ist die Qualität der Oberflächen von Polyurethan-Reaktionsspritzgussformteilen, die auch als PUR-RIM bezeichnet werden, also „Polyurethan Reaction Injection Moulding"-Formteilen. Die PUR-RIM-Bauteile besitzen zwar den Vorteil, dass sie sich aufgrund der geringen Werkzeugkosten für geringe Stückzahlen besonders eignen, jedoch bestehen sie aus einem Kunststoffschaumstoff, jedenfalls einem Kunststoff mit zahlreichen Poren und Luftbläschen.
- Aufgabe der Erfindung ist es, Kunststoffteile und zwar auch hochglänzende Teile mit einer optisch einwandfrei glatten lackierten Oberfläche zu versehen.
- Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Lackaufbau erreicht. In den Ansprüchen 2 bis 9 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lackaufbaus wiedergegeben. Die Ansprüche 10 und 11 geben ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Lackaufbaus an. Die Ansprüche 12 bis 14 haben die Verwendung von Kunst stoffteilen mit dem erfindungsgemäßen Lackaufbau, insbesondere in der Automobilindustrie, zum Gegenstand.
- Der erfindungsgemäße Lackaufbau weist eine Füllerschicht auf, die aus einem Gemisch aus einem Zweikomponenten-Füller und einem Zweikomponenten-Kleber mit dem gleichen Härter besteht.
- Durch den Klarlack bildet der Füller einen Film, der Poren und dergleichen Fehlstellen des Kunststoffteils versiegelt, sodass sich diese nicht mehr auf den anschließenden Lackaufbau auswirken können, der, wie üblich, aus einem ein- oder zweischichtigen Decklack und, jedenfalls in der Automobilindustrie, einem Klarlack als letzte Schicht besteht.
- Damit zeichnen sich nicht nur Poren, Schieberstellen und dergleichen Fehlstellen nicht mehr an der lackierten Oberfläche ab, vielmehr treten auch keine Marmorierungseffekte mehr auf, wie sie sonst beobachtet werden, insbesondere wenn als abschliessender Klarlack ein Pulverklarlack verwendet wird.
- Für die Füllerschicht werden erfindungsgemäß die Stammlackkomponente des Zweikomponenten-Füllers und die Stammlackkomponente des Zweikomponenten-Klarlacks gemischt. Dieses Gemisch wird vor dem Auftragen auf das Kunststoffteil mit dem Härter gemischt. Der Auftrag erfolgt vorzugsweise mit einer pneumatischen Spritzpistole, jedoch kann auch jedes andere zum Auftrag des Füllers bei der Automobillackierung bekannte Applikationsverfahren angewendet werden.
- Die aus den beiden Stammlack-Komponenten gebildete Mischung kann eine Lagerzeit von mehreren Monaten aufweisen; nach Zugabe des Härters beträgt die Topfzeit mehrere Stunden.
- Vor dem Auftragen der Füllerschicht kann das Kunststoffformteil gereinigt werden, beispielsweise mit einem Gemisch aus einem Alkohol, z.B. Isopropylalkohol, und Wasser.
- Als Füller kann ein handelsüblicher Zweikomponenten-Füller verwendet werden, vorzugsweise ein Grundier- oder Dickschichtfüller. Vorzugsweise wird ein handelsüblicher Füller auf Alkydharzbasis eingesetzt. Jedoch ist auch der Einsatz anderer Grundierfüller denkbar, beispielsweise eines Zweikomponenten-Grundierfüllers auf Polyurethan-Acrylat-Basis.
- Der Festkörpergehalt der ersten, also der Stammlackkomponente des Füllers beträgt vorzugsweise mind. 30 %.
- Die zweite Komponente des Füllers, also der Härter, ist vorzugsweise ein Härter auf Isocyanat-Basis. Jedoch können auch andere Härter verwendet werden, beispielsweise Härter auf Amin-Basis.
- Als Füller kann ein Tonfüller verwendet werden, also für eine helle Lackierung ein Füller mit einer hellen Tönung und für eine dunkle Lackierung ein Füller mit einer dunklen Tönung.
- Beispielsweise hat sich als Zweikomponenten-Füller der Grundierfüller R1205 der Firma Wörwag als geeignet erwiesen.
- Als Klarlack kann ein handelsüblicher Zweikomponenten-Klarlack eingesetzt werden, also ein Zweikomponenten-Klarlack, wie er heutzutage zur Automobillackierung für die letzte Schicht verwendet wird, mit der die darunter liegenden Schichten geschützt werden und durch die der Lackierung zusätzlich Glanz und Tiefe verliehen wird.
- Der Festkörpergehalt der ersten, also der Stammlack-Komponente des Klarlacks beträgt vorzugsweise mind. 30%.
- Die zweite Komponente des Klarlacks, also der Härter, ist vorzugsweise ein Härter auf Isocyanat-Basis, jedenfalls ein Härter auf der gleichen Basis wie der Härter des Zweikomponenten-Füllers.
- Beispielsweise kann als Zweikomponenten-Klarlack der hochglänzende Klarlack R3203 der Firma Wörwag verwendet werden.
- Das Gewichtsverhältnis der Stammlackkomponente des Zweikomponenten-Füllers zu der Stammlackkomponente des Zweikomponenten-Klarlacks beträgt vorzugsweise 1:4 bis 4:1, vorzugsweise 1:2 bis 2:1, insbesondere etwa 1:1.
- Der Anteil des Klarlacks ist dabei größer, wenn es auf eine versiegelnde Wirkung ankommt, beispielsweise bei einem porenreichen PUR-RIM-Teil, während der Anteil des Füllers größer sein kann, wenn es mehr auf die Füller- als auf die Versiegelungseigenschaften ankommt, also z.B. bei einem Kunststoffteil mit nur wenigen Fehlstellen.
- Das Mischungsverhältnis der Mischung aus den beiden Stammlack-Komponenten des Füllers bzw. des Klarlacks einerseits und dem Härter andererseits kann beispielsweise 100:10 bis 100:50 Gewichtsteile betragen.
- Nach dem Auftragen kann die Füllerschicht an der Luft bei Umgebungstemperatur oder gegebenenfalls erhöhter Temperatur, beispielsweise bei 40–90°C getrocknet werden.
- Die Trockenschichtdicke der Füllschicht beträgt vorzugsweise 20–100 μm, insbesondere 40–60 μm.
- Auf das mit der Füllschicht versehene Kunststoffteil wird dann der übliche restliche Lackaufbau aus einem ein- oder zweischichtigen Decklack und einem Klarlack als letzte Schicht aufgetragen.
- Der Decklack kann ein konventioneller handelsüblicher Decklack oder ein handelsüblicher Decklack auf Wasserbasis für die Automobillackierung sein.
- Als Klarlack kann ebenfalls ein üblicher Klarlack zur Automobillackierung verwendet werden, sei es ein Einkomponenten- oder Zweikomponenten-Klarlack, ein Pulverklarlack oder ein Klarlack auf Wasserbasis.
- Das nachstehende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
- Die Stammlackkomponerite eines handelsüblichen Zweikomponenten-Grundierfüllers (Wörwag R1205) auf Alkydharz-Basis mit einer Viskosität von etwa 50 s DIN 4 und einem Festkörpergehalt von ca. 66 % wurde im Verhältnis 100:12 verdünnt. Desgleichen wurde die Stammlackkomponente eines handelsüblichen Klarlacks (Wörwag R3203) mit einer Viskosität von etwa 65 s DIN 4 und einem Festkörpergehalt von etwa 58 % im Verhältnis 100:33 verdünnt. Die beiden Stammlackkomponenten wurden miteinander im Verhältnis 1:1 vermischt. Vor dem Auftragen auf das Kunststoffformteil wird zu der Mischung ein Härter auf Isocyanatbasis im Gewichtsverhältnis 100:23 zugegeben. Der Auftrag erfolgt mit einer pneumatischen Spritzpistole. Nach dem Trocknen bei ca. 80° wird eine Füllerschicht mit einer Trockenschichtdicke von etwa 50 μm gebildet. Auf diese Füllerschicht wird eine in der Automobillackierung übliche Decklack- und Klarlack-Schicht aufgetragen. Es wird eine fehlerfreie, hoch glän-zende Lackierung erhalten.
Claims (14)
- Lackaufbau für Kunststoffteile mit einer auf das Kunststoffteil aufgetragenen Füllerschicht und wenigstens einer Decklackschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllerschicht aus einem Gemisch aus einem Zweikomponenten-Füller und einem Zweikomponenten-Klarlack mit der gleichen Härterkomponente besteht.
- Lackaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis der Stammlackkomponente des Zweikomponenten-Füllers zu der Stammlackkomponente des Zweikomponenten-Klarlacks in dem Gemisch 1:4 bis 4:1 beträgt.
- Lackaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis 1:2 bis 2:1 beträgt.
- Lackaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenschichtdicke der Füllerschicht 20 bis 100 um beträgt.
- Lackaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweikomponenten-Füller ein Grundier- oder Dickschichtfüller ist.
- Lackaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweikomponenten-Füller ein Füller auf Alkydharz-Basis ist.
- Lackaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härter-Komponente einen Isocyanat-Härter enthält.
- Lackaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der wenigstens einen Decklackschicht eine Klarlackschicht aufgetragen ist.
- Lackaufbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klarlackschicht eine Pulverklarlackschicht ist.
- Verfahren zur Herstellung des Lackaufbaus nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllerschicht durch Mischen der Stammlackkomponente des Zweikomponentenfüllers und der Stammlackkomponente des Zweikomponentenklarlacks, Zugabe des Härters und Auftrag des mit dem Härter versetzten Stammlackkomponentengemisches auf das Kunststoffteil gebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftrag durch pneumatische Spritzapplikation erfolgt.
- Verwendung des Lackaufbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Lackierung von SMC (Sheet Moulding Compound)-Formteilen.
- Verwendung des Lackaufbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Lackierung von Polyurethan-Reaktionsspritzgussformteilen.
- Verwendung der mit dem Lackaufbau versehenen Formteile nach dem Anspruch 12 oder 13 in der Automobilindustrie.
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Cited By (2)
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DE102008017356A1 (de) | 2008-04-04 | 2009-10-15 | Airbus Deutschland Gmbh | Nachleuchtende Beschichtung für Innenkabinen |
WO2019021259A1 (en) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | Magna Exteriors Inc. | PRIMER COATING FOR A PLASTIC SUBSTRATE FILLED WITH FIBERS |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Hess, Manfred [Hrsg.]: Hess's Paint Film Defects. Their Causes and Cure. 3. Aufl., London: Chapman and Hall. 1979, ISBN: 0-470-99018-X * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102008017356A1 (de) | 2008-04-04 | 2009-10-15 | Airbus Deutschland Gmbh | Nachleuchtende Beschichtung für Innenkabinen |
US9243151B2 (en) | 2008-04-04 | 2016-01-26 | Airbus Operations Gmbh | Afterglow coating for cabins |
WO2019021259A1 (en) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | Magna Exteriors Inc. | PRIMER COATING FOR A PLASTIC SUBSTRATE FILLED WITH FIBERS |
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