DE19512017C1 - Verfahren zur Mehrschichtlackierung - Google Patents
Verfahren zur MehrschichtlackierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Mehrschichtlackierungen.
Heutige Automobilserienlackierungen bestehen meist aus einer
Basislack/Klarlack-Decklackierung, die auf eine elektrophoretisch
grundierte und mit Füller beschichtete Karosse aufgebracht wird. Dabei
werden Basislack und Klarlack bevorzugt naß-in-naß appliziert, d. h. der
Basislack wird nach einer Ablüftzeit, gegebenenfalls unter Erwärmen,
und nach anschließender Applikation eines Klarlacks gemeinsam mit
diesem eingebrannt. Es sind auch der Reduzierung weiterer
Einbrennschritte dienende Verfahren bekannt geworden, bei denen
elektrophoretisch aufgebrachte Grundierung und Füllerschicht nach dem
Naß-in-Naß-Verfahren aufgebracht werden, wie beispielsweise in DE-A-41 26 476
oder EP-A-0 595 186 beschrieben. Die Füllerschichten müssen in
einer für Füllerlacke üblichen Trockenfilmdicke von 30 µm und mehr
aufgebracht werden.
Bei der Arbeitsweise nach DE-A-41 26 476 und EP-A-0 595 186 gelten
Einschränkungen für die Zusammensetzung der naß-in-naß aufgebrachten
Füllerschichten, d. h. es können nicht beliebige Füllerüberzugsmittel
verwendet werden. Darüber hinaus müssen Elektrotauchlackmaterial und
Füllermaterial in ihren Eigenschaften aufeinander abgestimmt sein.
Aus der EP-A-0 265 363 ist es bekannt, eine zuvor eingebrannte
kataphoretisch aufgebrachte Grundierung mit einer nach dem Naß-in-Naß-
Verfahren aufgebrachten zweischichtigen Basislack/Klarlack-Deckschicht
zu versehen. Die Füllerschicht wird eingespart. Problematisch ist
jedoch, daß Steinschlagschäden an nach diesem Verfahren lackierten
Kraftfahrzeugen besonders augenfällig zu Tage treten, da die
Grundierungsschicht bei Steinschlag durch Decklackenthaftung freigelegt
wird. Der Korrosionsschutz ist dann zwar noch gewährleistet, der
optische Eindruck kann jedoch nicht toleriert werden.
Aus Gründen der Rationalisierung und der Materialersparnis besteht in
der Kraftfahrzeuglackierung der Wunsch nach Schichtdickenreduzierung
des Lackaufbaus, ohne jedoch wesentliche Einbußen in dessen
Gesamteigenschaftsniveau zuzulassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von
Mehrschichtlackierungen, insbesondere von Kraftfahrzeuglackierungen mit
im Vergleich zum Stand der Technik vergleichbarem
Gesamteigenschaftsniveau, jedoch verringerter Schichtdicke des
Gesamtlackaufbaus bereitzustellen, welches den Aufwand der Abstimmung
der einzelnen Lackschichten untereinander minimiert und mit möglichst
wenigen Einbrennschritten durchführbar ist.
Überraschenderweise wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur
Mehrschichtlackierung von elektrisch leitfähigen Substraten durch
elektrophoretische Abscheidung einer ersten Überzugsschicht aus einem
elektrophoretisch abscheidbaren wäßrigen Überzugsmittel und
anschließenden Auftrag weiterer Überzugsschichten, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß auf die durch elektrophoretische Abscheidung
erhaltene erste Überzugsschicht naß-in-naß eine zweite Überzugsschicht
aus einem ersten farb- und/oder effektgebenden Basislacküberzugsmittel
aufgetragen wird und die so erhaltene erste und zweite Überzugsschicht
gemeinsam eingebrannt werden, worauf eine dritte Überzugsschicht aus
einem zweiten farb- und/oder effektgebenden Basislacküberzugsmittel
aufgetragen und auf diese naß-in-naß eine vierte Überzugsschicht aus
einem Klarlacküberzugsmittel aufgetragen und die dritte und vierte
Überzugsschicht gemeinsam eingebrannt werden, wobei die
Basislacküberzugsmittel in einer Schichtdicke aufgetragen werden, die
einer Gesamttrockenschichtdicke (Summe der Schichtdicken) der erzeugten
zweiten und dritten Überzugsschicht zwischen 15 und 40 µm, bevorzugt
zwischen 20 und 35 µm, entspricht, wobei der Anteil der zweiten
Überzugsschicht zwischen 20 und 50%, bevorzugt zwischen 25 und 40%,
der Gesamttrockenschichtdicke von zweiter und dritter Überzugsschicht
beträgt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich direkt auf die
noch nicht eingebrannte elektrophoretisch abgeschiedene erste
Überzugsschicht ein Basislacküberzugsmittel aufzubringen und dieses
gemeinsam mit der elektrophoretisch abgeschiedenen Überzugsschicht
einzubrennen, wobei Füllerschichten oder andere Zwischenschichten
entfallen.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß das
gemeinsame Einbrennen der dritten und vierten Überzugsschicht bei einer
Temperatur erfolgt, die gleich der beim gemeinsamen Einbrennen der
ersten und zweiten Überzugsschicht herrschenden Einbrenntemperatur ist
oder besonders bevorzugt diese unterschreitet.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren können als elektrophoretisch
abscheidbare Überzugsmittel an sich bekannte anodisch oder kathodisch
abscheidbare Elektrotauchlacke (ETL), die keiner besonderen
Beschränkung unterliegen, verwendet werden zur Erzeugung der ersten
Überzugsschicht, nämlich einer Grundierung.
Dabei handelt es sich um wäßrige Überzugsmittel mit einem Festkörper
von beispielsweise 10 bis 20 Gew.-%. Der Festkörper wird gebildet aus
für die Elektrotauchlackierung üblichen Bindemitteln, die ionische
Gruppen oder in ionische Gruppen überführbare Gruppen sowie zur
chemischen Vernetzung fähige Gruppen tragen, sowie Pigmenten,
Füllstoffen und/oder üblichen Additiven. Die ionischen oder in ionische
Gruppen überführbaren Gruppen können anionische oder in anionische
Gruppen überführbare Gruppen, z. B. saure Gruppen, wie -COOH-Gruppen
oder kationische oder in kationische Gruppen überführbare, z. B.
basische Gruppen, wie Amino-, Ammonium-, z. B. quartäre Ammoniumgruppen,
Phosphonium-, und/oder Sulfonium-Gruppen sein. Bevorzugt sind
Bindemittel mit basischen Gruppen. Besonders bevorzugt sind
stickstoffhaltige basische Gruppen. Diese Gruppen können quarternisiert
vorliegen oder sie werden zumindest teilweise mit einem üblichen
Neutralisationsmittel, einer Säure, z. B. einer organischen
Monocarbonsäure, wie z. B. Ameisensäure oder Essigsäure in ionische
Gruppen überführt.
Beispiele für im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbare anionische
Gruppen enthaltende anodisch abscheidbare Elektrotauchlack-Bindemittel
und Lacke (ATL) sind in der DE-A-28 24 418 beschrieben. Es handelt sich
beispielsweise um Bindemittel auf Basis von Polyestern, Epoxidharzen,
Poly(meth)acrylaten, Maleinatölen oder Polybutadienölen mit einem
Gewichtsmittel der Molmasse von beispielsweise 300 bis 10 000 und einer
Säurezahl von 35 bis 300 mg KOH/g. Die Bindemittel tragen -COOH, -SO₃H
und/oder -PO₃H₂-Gruppen. Die Harze können nach Neutralisation von
mindestens einem Teil der sauren Gruppen in die Wasserphase überführt
werden. Die Lacke können auch übliche Vernetzer enthalten, z. B.
Triazinharze, Vernetzer, die umesterungsfähige Gruppen enthalten oder
blockierte Polyisocyanate.
Im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt einsetzbar sind jedoch
kathodische Elektrotauchlacke (KTL) auf Basis kationischer bzw.
basischer Bindemittel. Solche basischen Harze sind beispielsweise
primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppen enthaltende Harze, deren
Aminzahlen z. B. bei 20 bis 250 mg KOH/g liegen. Das Gewichtsmittel der
Molmasse (Mw) der Basisharze liegt bevorzugt bei 300 bis 10 000.
Beispiele für solche Basisharze sind Amino(meth)acrylatharze,
Aminoepoxidharze, Aminoepoxidharze mit endständigen Doppelbindungen,
Aminoepoxidharze mit primären OH-Gruppen, Aminopolyurethanharze,
aminogruppenhaltige Polybutadienharze oder modifizierte Epoxidharz-
Kohlendioxid-Amin-Umsetzungsprodukte. Diese Basisharze können
selbstvernetzend sein oder sie werden mit bekannten Vernetzern im
Gemisch eingesetzt. Beispiele für solche Vernetzer sind
Aminoplastharze, blockierte Polyisocyanate, Vernetzer mit endständigen
Doppelbindungen, Polyepoxidverbindungen oder Vernetzer, die
umesterungsfähige Gruppen enthalten.
Beispiele für in kathodischen Tauchlack (KTL)-Bädern einsetzbare
Basisharze und Vernetzer sind in der EP-A-0 082 291, EP-A-0 234 395,
EP-A-0 227 975, EP-A-0 178 531, EP-A-0 333 327, EP-A-0 310 971, EP-A-0 456 270,
US 3 922 253, EP-A-0 261 385, EP-A-0 245 786, DE-A-33 24 211,
EP-A-0 414 199, EP-A-0 476 514 beschrieben. Diese Harze können allein
oder im Gemisch eingesetzt werden. Bevorzugt werden sogenannte "non-yellowing"-
KTL-Systeme eingesetzt, die eine Vergilbung oder Verfärbung
der Mehrschichtlackierung beim Einbrennen vermeiden. Beispielsweise
handelt es sich dabei um mittels speziell ausgewählter blockierter
Polyisocyanate vernetzende KTL-Systeme, wie beispielsweise in EP-A-0 265 363
beschrieben.
Zusätzlich zu den Basisharzen und gegebenenfalls vorhandenem Vernetzer
kann das Elektrotauchlack(ETL)-Überzugsmittel Pigmente, Füllstoffe
und/oder lackübliche Additive enthalten. Als Pigmente und Füllstoffe
kommen die üblichen anorganischen und/oder organischen Pigmente und
Füllstoffe in Frage. Beispiele sind Ruß, Titandioxid, Eisenoxid,
Kaolin, Talkum oder Siliciumdioxid.
Die Pigmente können zu Pigmentpasten dispergiert werden, z. B. unter
Verwendung von bekannten Pastenharzen. Solche Harze sind dem Fachmann
geläufig. Beispiele für in KTL-Bädern verwendbare Pastenharze sind in
der EP-A-0 183 025 und in der EP-A-0 469 497 beschrieben.
Als Additive sind die üblichen Additive für ETL-Überzugsmittel möglich.
Beispiele dafür sind Netzmittel, Neutralisationsmittel, Verlaufsmittel,
Katalysatoren, Antischaummittel, Lösemittel, insbesondere jedoch
Lichtschutzmittel gegebenenfalls in Kombination mit Antioxidantien.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden für die Erzeugung der zweiten und
der dritten Überzugsschicht an sich bekannte farb- und/oder
effektgebende Basislacküberzugsmittel verwendet, wie sie zur
Herstellung von Basislack/Klarlack-Zweischichtlackierungen eingesetzt
werden und in großer Zahl beispielsweise aus der Patentliteratur
bekannt sind.
Die für die Erzeugung der zweiten und dritten Überzugsschicht
erfindungsgemäß verwendbaren Basislacke können physikalisch trocknend
oder unter Ausbildung kovalenter Bindungen vernetzbar sein. Bei den
unter Ausbildung kovalenter Bindungen vernetzenden Basislacken kann es
sich um selbst- oder fremdvernetzende Systeme handeln.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren farb- und/oder
effektgebenden Basislacke sind flüssige Überzugsmittel. Es kann sich um
ein- oder mehrkomponentige Überzugsmittel handeln, einkomponentige sind
bevorzugt. Es kann sich um Systeme auf Basis organischer Lösemittel
handeln oder es handelt sich bevorzugt um Lacke auf Wasserbasis, deren
Bindemittelsysteme in geeigneter Weise, z. B. anionisch, kationisch oder
nicht-ionisch, stabilisiert sind.
Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren für die Herstellung der zweiten
und dritten Überzugsschicht verwendbaren Basislacküberzugsmitteln
handelt es sich um übliche Lacksysteme, die ein oder mehrere übliche
Basisharze als filmbildende Bindemittel enthalten. Sie können, falls
die Basisharze nicht selbstvernetzend oder selbsttrocknend sind,
gegebenenfalls auch Vernetzer enthalten. Sowohl die Basisharzkomponente
als auch die Vernetzerkomponente unterliegen keinerlei Beschränkung.
Als filmbildende Bindemittel (Basisharze) können beispielsweise
Polyester-, Polyurethan- und/oder (Meth)acrylcopolymerharze verwendet
werden. Im Fall der bevorzugten Wasserbasislacke sind bevorzugt
Polyurethanharze enthalten, besonders bevorzugt mindestens zu einem
Anteil von 15 Gew.-%, bezogen auf den Festharzgehalt des
Wasserbasislacks. Die Auswahl der gegebenenfalls enthaltenen Vernetzer
ist unkritisch, sie richtet sich nach der Funktionalität der
Basisharze, d. h. die Vernetzer werden so ausgewählt, daß sie eine zur
Funktionalität der Basisharze komplementäre, reaktive Funktionalität
aufweisen. Beispiele für solche komplementäre Funktionalitäten zwischen
Basisharz und Vernetzer sind: Hydroxyl/Methylolether, Hydroxyl/freies
Isocyanat, Hydroxyl/blockiertes Isocyanat, Carboxyl/Epoxid. Sofern
miteinander verträglich, können auch mehrere solcher komplementärer
Funktionalitäten in einem Lack nebeneinander vorliegen. Die
gegebenenfalls in den Basislacken enthaltenen Vernetzer können einzeln
oder im Gemisch vorliegen.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Basislacke enthalten
neben den üblichen physikalisch trocknenden und/oder chemisch
vernetzenden Bindemitteln anorganische und/oder organische Buntpigmente
und/oder Effektpigmente, wie z. B. Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Ruß,
Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Metallpigmente, z. B. aus Titan,
Aluminium oder Kupfer, Interferenzpigmente, wie z. B.
titandioxidbeschichtetes Aluminium, beschichteter Glimmer,
Graphiteffektpigmente, plättchenförmiges Eisenoxid, plättchenförmige
Kupferphthalocyaninpigmente.
Weiterhin können die Basislacke lackübliche Hilfsstoffe enthalten, wie
z. B. Füllstoffe, Katalysatoren, Verlaufsmittel, Antikratermittel oder
insbesondere Lichtschutzmittel gegebenenfalls in Verbindung mit
Antioxidantien.
Beispiele für Basislacksysteme auf Lösemittelbasis, die im
erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, findet man in DE-A-37 15 254,
DE-A-39 13 001, DE-A-41 15 948, DE-A-42 18 106, EP-A-0 289 997
und WO-91 00 895.
Beispiele für die im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt einsetzbaren
Wasserbasislacksysteme findet man in DE-A-29 26 584, DE-A-36 28 124,
DE-A-38 41 540, DE-A-39 03 804, DE-A-39 15 459, DE-A-40 01 841, DE-A-40 09 857,
DE-A-40 11 633, DE-A-41 07 136, DE-A-41 22 266, EP-A-0 089 497,
EP-A-0 226 171, EP-A-0 228 003, EP-A-0 287 144, EP-A-0 297 576, EP-A-0 301 300,
EP-A-0 353 797, EP-A-0 354 261, EP-A-0 401 565, EP-A-0 424 705,
EP-A-0 422 357, EP-A-0 512 524 und EP-A-0 584 818.
Dabei können für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
zweite und dritte Überzugsschicht unterschiedliche Basislacke,
bevorzugt jedoch ähnliche Basislacke oder besonders bevorzugt jeweils
derselbe Basislack eingesetzt werden, wie im folgenden erläutert wird.
Beispielsweise kann für die Erzeugung der zweiten Überzugsschicht ein
lösemittelbasierender Basislack oder bevorzugt ein wasserverdünnbarer
Basislack verwendet werden. Die gleiche Auswahlmöglichkeit besteht für
die dritte Überzugsschicht, es ist jedoch bevorzugt für beide
Überzugsschichten entweder jeweils einen lösemittelbasierenden
Basislack oder jeweils einen Wasserbasislack zu verwenden. Es ist
besonders bevorzugt, wenn die Festharzzusammensetzung der für die
Erzeugung der zweiten und dritten Überzugsschicht eingesetzten
Basislacke im wesentlichen gleich ist, d. h. die qualitativ gleiche
Festharzzusammensetzung aufweist (die gleichen Bindemittel und
gegebenenfalls Vernetzer vorliegen) und in der quantitativen
Festharzzusammensetzung lediglich eine Schwankungsbreite von unter 30
%, bevorzugt unter 20%, besonders bevorzugt unter 15%, jeweils
bezogen auf den relativen Gewichtsanteil der einzelnen
Bindemittel und gegebenenfalls vorhandenen Vernetzer aufweist.
Zusätzlich ist es bevorzugt, wenn der zur Erzeugung der zweiten
Überzugsschicht verwendete Basislack einen Farbton aufweist, der dem
des zur Erzeugung der dritten Überzugsschicht verwendeten Basislacks
nahekommt oder besonders bevorzugt mit diesem identisch ist. Bevorzugt
ist unter einander nahekommenden Farbtönen im Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verstehen, daß der sich aus Helligkeitsdifferenz,
Bunttondifferenz und Buntheitsdifferenz zusammensetzende Farbabstand
zwischen den jeweils bei deckender Lackierung und einer Meßgeometrie
von (45/0°) bestimmten Farbtöne der zweiten und der dritten
Überzugsschicht einen n-fachen ΔE*(CIELAB)-Wert nicht überschreitet.
Dabei gilt als ΔE*(CIELAB)-Bezugswert derjenige Wert, der sich in dem
dem Fachmann geläufigen CIE-x,y-Diagramm (Chromatizitätsdiagramm) in
Anlehnung an DIN 6175 für den Farbton der dritten Überzugsschicht
ergibt und wobei folgende Beziehung gilt:
n 90 im mit ΔE* = 0,3 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms,
n 50 im mit ΔE* = 0,5 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms,
n 40 im mit ΔE* = 0,7 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms,
n 30 im mit ΔE* = 0,9 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms.
n 90 im mit ΔE* = 0,3 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms,
n 50 im mit ΔE* = 0,5 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms,
n 40 im mit ΔE* = 0,7 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms,
n 30 im mit ΔE* = 0,9 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms.
Im Falle der für die Erzeugung der zweiten und dritten Überzugsschicht
bevorzugt verwendeten Wasserbasislacke kann das erfindungsgemäße
Verfahren in einer besonderen Ausführungsform durchgeführt werden.
Dabei wird für die Erzeugung der zweiten Überzugsschicht aus dem
Spritzkabinenumlaufwasser recyclisiertes Overspray, das bei der
Erzeugung der dritten Überzugsschicht anfällt, verwendet. Ein solcher
recyclisierter Wasserbasislack kann beispielsweise durch
Ultrafiltration aus dem Kabinenumlaufwasser gewonnen werden. Im
allgemeinen wird eine Vielzahl von Farbtönen in der Serienlackierung
verarbeitet. Daher wird bevorzugt so gearbeitet, daß die für die
Erzeugung der dritten Überzugsschicht verwendeten Wasserbasislacke zu
geeigneten Farbgruppen zusammengefaßt werden, so daß ein oder mehrere
recyclisierte Wasserbasislacke gewonnen werden, die jeweils einen
Mischfarbton aufweisen. Die Zusammenfassung zu Farbgruppen bei der
Erzeugung der dritten Überzugsschicht kann beispielsweise so erfolgen,
daß die sich bildenden Mischfarbtöne der anschließend für die Erzeugung
der zweiten Überzugsschicht eingesetzten Wasserbasislack-Recyclate und
der Farbton des jeweiligen für die Erzeugung der dritten
Überzugsschicht verwendeten Wasserbasislacks einander nahekommen.
Dieses Nahekommen ist beispielsweise genau so zu verstehen, wie
vorstehend für den Farbabstand erläutert.
Es versteht sich von selbst, daß es bei der Zusammensetzung der
Farbgruppen zusätzlich bevorzugt ist, wenn die unterschiedlich
pigmentierten Wasserbasislacke eine im wesentlichen gleiche
Festharzzusammensetzung aufweisen, d. h. sie besitzen bevorzugt die
qualitativ gleiche Festharzzusammensetzung und weisen in ihrer
quantitativen Festharzzusammensetzung lediglich eine Schwankungsbreite
in den relativen Gewichtsanteilen der einzelnen Bindemittel plus
gegebenenfalls vorhandenen Vernetzern von unter 30%, bevorzugt unter
20%, besonders bevorzugt unter 15% auf.
Als Klarlacküberzugsmittel für die Erzeugung der vierten
Überzugsschicht sind grundsätzlich alle bekannten oder transparent
pigmentierten Überzugsmittel geeignet. Dabei kann es sich um ein- oder
mehrkomponentige Klarlacküberzugsmittel handeln. Sie können
lösemittelfrei (flüssig oder als Pulverklarlack) sein, oder es kann
sich um Systeme auf der Basis von Lösemitteln handeln oder es handelt
sich um wasserverdünnbare Klarlacke, deren Bindemittelsysteme in
geeigneter Weise, z. B. anionisch, kationisch oder nicht-ionisch,
stabilisiert sind. Bei den wasserverdünnbaren Klarlacksystemen kann es
sich um wasserlösliche oder in Wasser dispergierte Systeme, speziell
Emulsionssysteme handeln. Die Klarlacküberzugsmittel härten beim
Einbrennen unter Ausbildung kovalenter Bindungen infolge chemischer
Vernetzung aus.
Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Klarlacken handelt
es sich um übliche Klarlacküberzugsmittel, die ein oder mehrere übliche
Basisharze als filmbildende Bindemittel enthalten. Sie können, falls
die Basisharze nicht selbstvernetzend sind, gegebenenfalls auch
Vernetzer enthalten. Sowohl die Basisharzkomponente als auch die
Vernetzerkomponente unterliegen keinerlei Beschränkung. Als
filmbildende Bindemittel (Basisharze) können beispielsweise Polyester-,
Polyurethan- und/oder Poly(meth)acrylatharze verwendet werden. Die
Auswahl der gegebenenfalls enthaltenen Vernetzer ist unkritisch, sie
richtet sich nach der Funktionalität der Basisharze, d. h. die Vernetzer
werden so ausgewählt, daß sie eine zur Funktionalität der Basisharze
komplementäre, reaktive Funktionalität aufweisen. Beispiele für solche
komplementäre Funktionalitäten zwischen Basisharz und Vernetzer sind:
Carboxyl/Epoxid, an Kohlenstoff oder Silizium direkt gebundenes
Hydroxyl/Methylolether, an Kohlenstoff oder Silizium direkt gebundenes
Hydroxyl/freies Isocyanat, an Kohlenstoff oder Silizium direkt
gebundenes Hydroxyl/blockiertes Isocyanat, (Meth)acryloyl/CH-acide
Gruppe. In diesem Zusammenhang sind unter direkt an Silizium gebundenen
Hydroxylgruppen auch latente Silanolgruppen, wie z. B.
Alkoxysilangruppen, zu verstehen. Sofern miteinander verträglich können
auch mehrere solcher komplementären Funktionalitäten in einem Klarlack
nebeneinander vorliegen. Die gegebenenfalls in den Klarlacken
enthaltenen Vernetzer können einzeln oder im Gemisch vorliegen.
Neben den chemisch vernetzenden Bindemitteln sowie gegebenenfalls
Vernetzern können die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren
Klarlacke lackübliche Hilfsstoffe, wie z. B. Katalysatoren,
Verlaufsmittel, insbesondere jedoch Lichtschutzmittel gegebenenfalls in
Kombination mit Antioxidantien enthalten.
Beispiele für ein-(1K) und zweikomponentige (2K) nicht-wäßrige
Klarlacksysteme, die im erfindungsgemäßen Verfahren als Klarlack
eingesetzt werden können, findet man in DE-A-38 26 693, DE-A-40 17 075,
DE-A-41 24 167, DE-A-41 33 704, DE-A-42 04 518, DE-A-42 04 611, EP-A-0 257 513,
EP-A-0 408 858, EP-A-0 523 267, EP-A-0 557 822, WO-92 11 327.
Beispiele für ein-(1K) oder zweikomponentige (2K)
Wasserklarlacksysteme, die im erfindungsgemäßen Verfahren als Klarlack
eingesetzt werden können, findet man in DE-A-39 10 829, DE-A-40 09 931,
DE-A-40 09 932, DE-A-41 01 696, DE-A-41 32 430, DE-A-41 34 290, DE-A-42 03 510,
EP-A-0 365 098, EP-A-0 365 775, EP-A-0 496 079, EP-A-0 546 640.
Beispiele für Pulverklarlacksysteme, die im erfindungsgemäßen Verfahren
als Klarlack eingesetzt werden können, findet man in EP-A-0 509 392,
EP-A-0 509 393, EP-A-0 522 648, EP-A-0 544 206, EP-A-0 555 705, DE-A-42 22 194,
DE-A-42 27 580.
Als Substrat für das erfindungsgemäße Verfahren sind elektrisch
leitfähige Materialien, wie beispielsweise Metalle geeignet.
Insbesondere geeignet sind z. B. Automobilkarossen oder Teile davon, sie
können aus vorbehandeltem oder unvorbehandeltem Metall, aus mit einer
elektrisch leitfähigen Schicht versehenem Metall oder elektrisch
leitendem oder mit einer elektrisch leitfähigen Schicht versehenen
Kunststoff bestehen. Beispielsweise kann eine elektrisch leitfähige
Schicht auf den Metallsubstraten durch elektrophoretische Abscheidung
und Einbrennen eines entsprechenden Überzugs gebildet worden sein. Auf
diese Substrate wird die erste Überzugsschicht, insbesondere in Form
einer Korrosionsschutzgrundierung, elektrophoretisch in üblicher Weise
und in einer für ETL-Grundierungen üblichen Trockenschichtdicke von 15
bis 35 µm abgeschieden. Im besonderen Fall vorbeschichteter Substrate
erhält man Mehrschichtlackierungen mit mehr als den erfindungsgemäß
erzeugten vier Überzugsschichten, dennoch wird in der Folge die beim
erfindungsgemäßen Verfahren zuerst aufgebrachte Elektrotauchlackschicht
als erste Überzugsschicht bezeichnet.
Die erfindungsgemäß erzeugte erste Überzugsschicht wird zur Entfernung
nicht festhaftender überschüssiger Lackanteile mit einer wäßrigen
Lösung oder Wasser abgespült und danach vor dem Naß-in-Naß-Auftrag der
zweiten Überzugsschicht aus einem ersten farb- und/oder effektgebenden
Basislack oder einem einen Mischfarbton aufweisenden Basislack-Recyclat
von anhaftender Feuchtigkeit befreit. Das geschieht z. B. durch
Ablüften. Dieses kann beispielsweise durch IR-Strahlung und/oder durch
einen gegebenenfalls erwärmten Luftstrom geschehen, der über das
Substrat geführt wird. Die Temperatur des Luftstroms kann
beispielsweise bei Raumtemperatur bis 120 C liegen, bevorzugt liegt sie
über 80°C. Dabei soll eine Vernetzung des Elektrotauchlackfilms nicht
stattfinden.
Auf das so erhaltene mit einer unvernetzten ETL-Schicht versehene
Substrat wird die zweite Überzugsschicht aus dem ersten farb- und/oder
effektgebenden Basislack durch Spritzen aufgetragen. Beispiele für
geeignete Spritzauftragsverfahren sind Druckluftspritzen, Airless-
Spritzen oder elektrostatisches (ESTA)-Hochrotationsspritzen. Nach
einer kurzen Ablüftzeit, gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen bis
80°C, wird das Werkstück mit den beiden Überzugsschichten
beispielsweise bei Temperaturen zwischen 130 und 190°C, beispielsweise
bevorzugt zwischen 140 und 180°C, eingebrannt. Nach dem Einbrennen kann
die Oberfläche gegebenenfalls nachbehandelt werden, z. B. durch
Schleifen um z. B. Fehler zu reparieren.
Anschließend erfolgt erfindungsgemäß der Spritzauftrag der dritten
Überzugsschicht aus dem zweiten farb- und/oder effektgebenden
Basislack, beispielsweise durch Druckluftspritzen, Airless-Spritzen
oder ESTA-Hochrotationsspritzen, wobei es erfindungswesentlich ist, daß
die Gesamttrockenschichtdicke aus der zweiten und der dritten
Überzugsschicht zwischen 15 und 40 µm, bevorzugt zwischen 20 und 35 µm
beträgt, wobei der Anteil der ersten farb- und/oder effektgebenden
Überzugsschicht zwischen 20 und 50%, bevorzugt zwischen 25 und 40%
der Gesamttrockenschichtdicke der aus den farb- und/oder effektgebenden
Überzugsmitteln erzeugten Überzugsschichten beträgt. Beispielsweise
beträgt die Trockenschichtdicke der zweiten Überzugsschicht zwischen 5
und 15 µm und die der dritten Überzugsschicht liegt bei für
Basislackschichten üblichen 10 bis 30 µm. Ohne an eine Theorie gebunden
zu sein, wird angenommen, daß die geringe Schichtdicke der zweiten
Überzugsschicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ermöglicht, ohne daß eine besondere Abstimmung zwischen dem zur
Erzeugung der ersten Überzugsschicht verwendeten Elektrotauchlack und
dem zur Erzeugung der zweiten Überzugsschicht verwendeten Basislack
notwendig ist.
Im Anschluß an die Applikation der dritten Überzugsschicht erfolgt nach
einer kurzen Ablüftphase, z. B. bei 20 bis 80°C, der Auftrag des
Klarlacks im Naß-in-Naß-Verfahren.
Die vierte Überzugsschicht wird aus einem üblichen flüssigen Klarlack
oder Pulverklarlack (in diesem Fall handelt es sich um eine Trocken-in-
Naß-Applikation) in einer für Klarlackschichten üblichen
Trockenschichtdicke von bevorzugt 30 bis 80 µm überlackiert und
gemeinsam mit der dritten Überzugsschicht eingebrannt. Dabei ist die
Einbrenntemperatur bevorzugt gleich der beim gemeinsamen Einbrennen der
ersten und zweiten Überzugsschicht herrschenden Einbrenntemperatur oder
besonders bevorzugt wird diese unterschritten. Beispielsweise liegt die
Einbrenntemperatur beim gemeinsamen Einbrennen der dritten und vierten
Überzugsschicht bei bis zu 160°C, bevorzugt unter 140°C.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung von
Mehrschichtlackierungen, insbesondere Kraftfahrzeuglackierungen, die im
Vergleich zum Stand der Technik, der Füllerschichten und/oder andere
Zwischenschichten benötigt, eine verringerte Gesamtschichtdicke bei
vergleichbarem Gesamteigenschaftsniveau aufweisen. Es sind nur zwei
Einbrennschritte notwendig. Eine Abstimmung der zur Erzeugung der
ersten und der zweiten Überzugsschicht verwendeten Überzugsmittel
untereinander ist nicht notwendig. Insbesondere im Falle der Verwendung
von Wasserbasislacken im erfindungsgemäßen Verfahren besteht die
Möglichkeit des Oversprayrecyclings durch Verwendung des
aufkonzentrierten Oversprays bei der Erzeugung der zweiten
Überzugsschicht.
Claims (9)
1. Verfahren zur Mehrschichtlackierung von elektrisch leitfähigen
Substraten durch elektrophoretische Abscheidung einer ersten
Überzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren wäßrigen
Überzugsmittel, und anschließenden Auftrag weiterer
Überzugsschichten, dadurch gekennzeichnet, daß auf die durch
elektrophoretische Abscheidung erhaltene erste Überzugsschicht naß-in-naß
eine zweite Überzugsschicht aus einem ersten farb- und/oder
effektgebenden Basislacküberzugsmittel aufgetragen wird und die so
erhaltene erste und zweite Überzugsschicht gemeinsam eingebrannt
werden, worauf eine dritte Überzugsschicht aus einem zweiten farb- und/oder
effektgebenden Basislacküberzugsmittel aufgetragen und
darauf naß-in-naß eine vierte Überzugsschicht aus einem
Klarlacküberzugsmittel aufgetragen und die dritte und vierte
Überzugsschicht gemeinsam eingebrannt werden, wobei die
Basislacküberzugsmittel in einer Schichtdicke aufgetragen werden,
die einer Gesamttrockenschichtdicke der erzeugten zweiten und
dritten Überzugsschicht zwischen 15 und 40 µm entspricht, wobei der
Anteil der zweiten Überzugsschicht zwischen 20 und 50% der
Gesamttrockenschichtdicke von zweiter und dritter Überzugsschicht
beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gesamttrockenschichtdicke der aus den Basislacküberzugsmitteln
erzeugten zweiten und dritten Überzugsschicht zwischen 20 und 35 µm
liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Anteil der zweiten Überzugsschicht an der Gesamttrockenschichtdicke
der aus den Basislacküberzugsmitteln erzeugten zweiten und dritten
Überzugsschicht zwischen 25 und 40% der Gesamttrockenschichtdicke
von zweiter und dritter Überzugsschicht liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Herstellung der zweiten und dritten
Überzugsschicht Basislacküberzugsmittel verwendet werden, deren
Farbtöne einander nahekommen oder bevorzugt gleich sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Herstellung der zweiten und dritten
Überzugsschicht Basislacküberzugsmittel verwendet werden, die die
gleichen Bindemittel und, falls die Bindemittel nicht
selbstvernetzend oder selbsttrocknend sind,
Vernetzer enthalten.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für die zweite und dritte Überzugsschicht
jeweils ein Wasserbasislacküberzugsmittel verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in
der zweiten und der dritten Überzugsschicht Basislacküberzugsmittel
verwendet werden, in denen die Bindemittel und, falls die
Bindemittel nicht selbstvernetzend oder selbsttrocknend sind, der
vorhandenen Vernetzer in gleicher Quantität vorliegen oder die
quantitative Schwankungsbreite der Bindemittel und, falls die
Bindemittel nicht selbstvernetzend oder selbsttrocknend sind, der
vorhandenen Vernetzer in der Festharzzusammensetzung jeweils
bezogen auf deren relative Gewichtsanteile unter 30% beträgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Herstellung der zweiten Überzugsschicht ein
Wasserbasislacküberzugsmittel verwendet wird, das unter Verwendung
oder zumindest teilweiser Verwendung von dem bei der Herstellung
der dritten Überzugsschicht anfallenden Overspray gewonnen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es zur Mehrschichtlackierung von
Kraftfahrzeugkarossen oder deren Teilen verwendet wird.
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