DE19517045A1 - Körperschalldämpfende, abriebfeste Beschichtung, Verfahren zu ihrer Aufbringung und Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren für eine Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere zum Aufbringen eines Un­ terbodenschutzes, bei dem ein verfestigbares viskoses Mate­ rial, das im verfestigten Zustand Gasblasen eingeschlossen enthält, auf die Karosserie aufgetragen und danach verfestigt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Be­ schichtung und die Verwendung eines hierfür geeigneten Be­ schichtungsmaterials.

Zur Erzielung körperschalldämpfender Beschichtungen, z. B. auf einem Unterboden eines Kraftfahrzeuges, ist es bekannt, eine Gasblasen enthaltende polymere Schicht zu verwenden. So be­ schreibt die EP 0 453 917 A eine zweischichtige Beschichtung, deren innere Schicht ein Blähmittel enthält, das beim Gelieren der Beschichtung ein Gas bildet und hierdurch die Schicht auf­ schäumt.

Gegenüber anderen Beschichtungen, bei denen verschiedene Pla­ stisole aufeinander aufgetragen werden, hat die geschäumte Be­ schichtung den Vorteil, daß geschäumte und nicht geschäumte Schicht aus dem gleichen Polymer bestehen können und somit keine Unverträglichkeiten auftreten. Dennoch bleibt der Nachteil, daß zum Erzielen der zweistufigen Beschichtung mit unterschiedlichen Härten zwei verschiedene Materialien bevor­ ratet werden müssen. Außerdem erfordert die Verwendung von Blähmitteln Versuchsreihen mit unterschiedlichen Materialien (Qualität und/oder Quantität des Blähmittels).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Beschichtungsver­ fahren, bei dem gewünschtenfalls mit einer einzigen bevorrate­ ten Beschichtungsmasse für Kraftfahrzeugkarosserien geeignete Gasblasen enthaltende Beschichtungen erhältlich sind. Aufgabe ist außerdem eine entsprechende Beschichtung.

Diese Aufgabe wird beim eingangs beschriebenen Verfahren ge­ löst, indem man dem verfestigbaren viskosen Material vor dem Auftragen auf die Karosserie ein Gas zumischt, das verfestig­ bare Viskosematerial mit dem zugemischten Gas zu Tröpfchen zerstäubt, die noch zumindest einen Teil des zugemischten Ga­ ses enthalten, zumindest einen Teil der Tröpfchen, die zuge­ mischtes Gas enthalten, auf die Karosserie aufträgt und unter Bildung einer Beschichtung, die zumindest einen Teil des Gases in Form von Gasblasen enthält, verfestigt.

Hinsichtlich der Beschichtung wird die Aufgabe gelöst mit ei­ ner Beschichtung, die sich dadurch auszeichnet, daß das verfestigte Beschichtungsmaterial aus einem zu Tröpfchen zer­ stäubten viskosen Material gebildet ist, wobei die Gasblasen bereits in den Tröpfchen enthalten und mit diesen aufgetragen sind.

Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Be­ schichtung von Blechen im Unterbodenbereich, einschließlich der Radhäuser eines Kraftfahrzeuges. Ganz besonders vorteil­ haft kann die Erfindung mit bereits vorhandenen bzw. bekannten Beschichtungsstoffen durchgeführt werden, indem man in diese vor dem Versprühen ein Gas einmischt, insbesondere Stickstoff, Luft oder auch CO₂, wobei das Gas beim Versprühen im wesentli­ chen als Gas vorliegt. Im Gegensatz zu den bekannten geschäum­ ten Beschichtungen erfordert dies weder das Lösen des Gases, wie beispielsweise bei Polyurethanschäumen, noch das Einbrin­ gen eines Stoffes, der z. B. beim Erwärmen Gase bildet (bei­ spielsweise Azodicarbonamid oder Wasser).

Für die vorliegende Erfindung eignen sich insbesondere hoch­ viskose Beschichtungsmaterialien, wobei sich im Viskositätsbe­ reich 500 bis 40000 mPa·s besonders gute Ergebnisse erzielen lassen. Solche Beschichtungsmaterialien, beispielsweise käuf­ lich erwerbliche Plastisole, wie sie auch die EP 0 453 917 A beschreibt, sind meist auf Polyvinylchloridhomo-, (Meth)acry­ lathomo- oder -copolymerebasis (z. B. mit Vinylacetat), die mit Weichmachern, meist Phthalate, Phosphaten, Adipaten, Zi­ tronensäureestern, Dibenzylether, Dibenzyltoluol, Diphenylme­ than o. ä. vermischt sind. Solche Plastisole können im Spritz­ verfahren aufgetragen werden und lassen sich durch Erwärmung auf ca. 100 bis 190°C über etwa 5 bis 60 Minuten gelieren. Weiterhin können Materialien auf Basis Polyurethan, Bitumen, Bitumen-Wachs oder Kautschuk, ebenfalls durch Spritzen, aufge­ tragen werden. Das Gas kann beispielsweise mittels eines Wal­ zenmischers unter hohem Druck in das viskose Beschichtungsma­ terial vor dem Spritzen eingearbeitet werden, wobei ggf. eine Erwärmung des Beschichtungsmaterials auf beispielsweise 30°C zur Konditionierung und/oder Erniedrigung der Viskosität das Arbeitsergebnis verbessert. Gefördert wird das hochviskose Be­ schichtungsmaterial hierbei beispielsweise mittels einer Faß­ pumpe. Das unter einem Druck von üblicherweise 50 bis 200 bar, vorteilhaft 80 bis 100 bar, in das Beschichtungsmaterial ein­ gearbeitete Gas wird zusammen mit dem Beschichtungsmaterial auf die zu beschichtende Fläche aufgespritzt, wobei das Sprit­ zen vorteilhaft airless erfolgt (abgesehen von dem bereits zu­ gemischten Gas), unter Umständen ist auch ein Airmixspritzen möglich. Der Schäumgrad der Beschichtung kann bei der vorlie­ genden Erfindung einfach durch Verändern der zugemischten Inertgasmenge variiert werden, wobei der Schäumgrad üblicher­ weise 10 bis 300%, vorteilhaft 50 bis 150% und insbesondere 80 bis 120% ((geschäumte Beschichtung/ungeschäumte Beschich­ tung - 1) × 100%) beträgt. Beim Spritzen eignet sich bei­ spielsweise der Auftrag mittels eines Spritzfächers. Bei Dü­ senöffnung an der Beschichtungspistole wird die Beschichtungs­ material-Gasmischung auf das zu beschichtende Substrat aufge­ sprüht, wobei die in den Sprühtröpfchen enthaltenden Gasan­ teile unter dem Umgebungsdruck expandieren, aber vom Beschich­ tungsmaterial (zumindest teilweise) umhüllt bleiben und ent­ sprechend in die Beschichtung eingeschlossen werden. Die er­ findungsgemäßen Beschichtungen liefern gleichmäßige, feinpo­ rige Beschichtungsergebnisse, wobei Schichtdicken zwischen 100 µm und 5000 µm, insbesondere 500 µm bis 1000 µm bevorzugt sind. Im Gegensatz zu dem bekannten Auftrag geschäumter Rau­ pen, beispielsweise zum Verkleben einer Scheibe mit einem Rah­ men, erfolgt der erfindungsgemäße Auftrag aus einem Sprühne­ bel, wodurch erst eine Beschichtung einer Fläche möglich wird. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen haben außerdem eine flä­ chige Ausdehnung, die in jede der zwei Flächenrichtungen das Vielfache der Schichtdicke beträgt.

Vorteilhaft wird die Gasblasen enthaltende Schicht zuerst auf das Substrat aufgetragen und bildet dabei eine karosserienahe Beschichtung. Anschließend wird auf diese eine karosserieferne Beschichtung aus einem zweiten verfestigbaren Material aufge­ tragen, das nach Verfestigung eine festere Oberfläche bildet als die gashaltige, karosserienahe Beschichtung. Dieser mehr­ schichtige Auftrag erfolgt insbesondere im Bereich oberflä­ chenbeanspruchter Bereiche der Karosserie, d. h. eignet sich als Unterbodenschutz. Vorteilhaft wird die karosserieferne Schicht unter teilweiser oder vollständiger Reduzierung der Gasbläschen hergestellt, wobei insbesondere eine Schicht ohne Gasbläschen vorteilhaft ist. Dieses Verfahren läßt sich ganz besonders vorteilhaft mit einem einzigen Material ausführen, wobei zuerst eine gasbläschenhaltige Beschichtung und an­ schließend eine vorzugsweise gasblasenfreie Schicht aufgetra­ gen wird. Der Auftrag erfolgt vorzugsweise naß in naß, unter Umständen kann die erste Schicht auch abgetrocknet werden. Die mehrschichtigen Beschichtungen haben vorzugsweise eine Deck­ schicht im Bereich von 50 µm bis 2000 µm, insbesondere 200 µm bis 1500 µm, wobei Gesamtschichtdicken von 150 µm bis 5000 µm und insbesondere 500 µm bis 2000 µm besonders geeignet sind.

Die Größe der Gasblasen in der Beschichtung ist einerseits durch die Schichtdicke limitiert, andererseits sind verhält­ nismäßig kleine Gasblasen erwünscht, um eine gute Material­ struktur mit hohen Festigkeiten, z. B. gegen Abrieb, zu erhal­ ten. Üblicherweise sind mindestens 90 Vol.-% des eingebrachten Gases (der Gasblasen) in Gasblasen mit einem Durchmesser von 20 µm bis 90% der Schichtdicke, vorteilhaft in Gasblasen im Bereich von 50 µm bis 400 µm.

Das Verfahren bzw. die Beschichtung eignet sich insbesondere für Bleche, besonders solche im Unterbodenbereich einschließ­ lich der Radhäuser von Kraftfahrzeugen. Der Auftrag der erfin­ dungsgemäßen Beschichtung erfolgt in bekannter Weise durch Spritzen, bei Düsenöffnung an der Beschichtungspistole wird dabei die Material-Gasmischung als Spritzfächer auf das zu be­ schichtende Substrat aufgebracht. Bei Umgebungsdruck expandie­ ren die Gasanteile und bleiben zumindest teilweise vom Be­ schichtungsmaterial umhüllt. Zum Auftragen einer festeren an­ schließenden Beschichtung wird die Beschichtungsfläche noch einmal überschichtet, indem entweder das Inertgas abgestellt wird oder durch eine Bypassleitung ohne Inertgas Beschich­ tungsmaterial verspritzt wird oder eine zweite Beschichtungs­ anlage Material ohne Inertgas verspritzt.

Mit zur Erfindung gehört die Verwendung eines Gasblasen ent­ haltenden viskosen verfestigbaren Materials zur Beschichtung einer Kraftfahrzeugkarosse, insbesondere als Unterbodenschutz sowie die Verwendung eines Gasblasen enthaltenden viskosen verfestigbaren Materials zur Herstellung einer flächigen Be­ schichtung durch Sprühnebelauftrag.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung und ei­ nes Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Auf ein Blech 1 (Fig. 1a), das bereits Lackierungen oder son­ stige Beschichtungen aufweisen kann, wird aus einer Sprühpi­ stole 4, z. B. Hochdruckpistole A4B, Fa. Nordson; Düsenöff­ nung: 0,61 mm Bohrung, ein PVC-Plastisol, z. B. PVC-Plastisol, Fa. Sahm, LP 1927 EU 1; 1300 mPa·s über einen Sprühnebel 6 airless aufgetragen. Das Plastisol 5 wird mittels eines nicht dargestellten Faßförderers unter einem Druck von ca. 100 bar in ein Foam Mixgerät der Fa. Nordson gefördert und dort mit Luft unter etwas höherem Druck im langsam drehenden Walzenmi­ scher vermischt. Die Stickstoffmenge ist so eingestellt, daß eine Dichtereduzierung von ca. 50% erreicht wird (Schäumgrad ca. 100%).

Auf die noch nasse, so erhaltene Gasblasen 9 enthaltende Be­ schichtung 2 wird mittels derselben Sprühpistole 4 das gleiche Plastisol 7 über einen Sprühnebel 8 weiter aufgetragen, wobei das Plastisol 7 weiter aus dem Foam Mixgerät oder über einen Bypass, aber ohne Zumischung von Gas, ausgebracht wird. Die so erhaltene Beschichtung 2, 3 auf dem Blech 1 (Fig. c) wird für ca. 3 Minuten auf ca. 100°C vorerwärmt (vorgelieren), um an­ schließend bei 165°C über 15 min ausgeliert zu werden. Die Schichtdicken betragen 1000 µm bei Schicht 2 und 500 µm bei Schicht 3 im ausgelierten Zustand.

Das erfindungsgemäße Beispiel zeigt, daß mit nur einem einzi­ gen Beschichtungsmaterial eine in weiteren Grenzen variierbare Aufschäumung und Überdeckung der aufgeschäumten Schicht er­ hältlich ist.

Claims (19)

1. Beschichtungsverfahren für eine Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere zum Aufbringen eines Unterbodenschutzes, bei dem ein verfestigbares viskoses Material, das im verfe­ stigten Zustand Gasblasen eingeschlossen enthält, auf die Karosserie aufgetragen und danach verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man dem verfestigbaren viskosen Mate­ rial vor dem Auftragen auf die Karosserie ein Gas zu­ mischt, das verfestigbare Viskosematerial mit dem zuge­ mischten Gas zu Tröpfchen zerstäubt, die noch zumindest einen Teil des zugemischten Gases enthalten, zumindest ei­ nen Teil der Tröpfchen, die zugemischtes Gas enthalten, auf die Karosserie aufträgt und unter Bildung einer Be­ schichtung, die zumindest einen Teil des Gases in Form von Gasblasen enthält, verfestigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Beschichtung, die zumindest einen Teil des Gases in Form von Gasblasen enthält, als karosserienahe Beschich­ tung aufträgt und über diese eine karosserieferne Be­ schichtung eines zweiten verfestigbaren Materials auf­ trägt, das nach Verfestigung eine festere Oberfläche bil­ det als das verfestigbare Gasblasen enthaltende viskose Material.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die karosserieferne Beschichtung auf oberflächenbean­ spruchte Bereiche des Unterbodens der Karosserie auf­ bringt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die karosserieferne Beschichtung mit teilweiser oder vollständiger Reduzierung der im festen Zustand ein­ geschlossenen Gasblasen gegenüber der karosserienahen Be­ schichtung bildet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die karosserienahe und die karosserie­ ferne Beschichtung aus dem gleichen viskosen Material hergestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die karosserieferne Beschichtung auf die noch nasse karosserienahe Beschichtung aufbringt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der verfestigbaren viskosen Materialien ein Kunststoff ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Plastisol ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das oder die verfestigbaren Mate­ rialien durch Wärmeeinwirkung verfestigt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das zugemischte Gas in Form von in den Tröpfchen vorliegenden Gasbläschen auf die Karosserie und in die Beschichtung einbringt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubung airless erfolgt.

12. Beschichtung, insbesondere auf einer Kraftfahrzeugkarosse­ rie, enthaltend ein verfestigtes, Gasblasen einschließen­ des Material, dadurch gekennzeichnet, daß das verfestigte Material aus einem zu Tröpfchen zerstäubten viskosen Mate­ rial gebildet ist, wobei die Gasblasen bereits in den Tröpfchen enthalten und mit diesen aufgetragen sind.

13. Beschichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas ein zugemischtes Gas ist.

14. Beschichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie zur Außenseite hin eine festere Schicht aufweist als zur Innenseite hin.

15. Beschichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung zur Außenseite hin weniger eingeschlosse­ nes Gas enthält.

16. Beschichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung an der Außenseite und die darunter liegenden weicheren Beschichtungsbereiche aus dem gleichen Material sind.

17. Verwendung eines Gasblasen enthaltenden viskosen verfe­ stigbaren Materials zur Beschichtung einer Kraftfahrzeug­ karosserie.

18. Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung als Unterbodenschutz erfolgt.

19. Verwendung eines Gasblasen enthaltenden viskosen verfe­ stigbaren Materials zur Herstellung einer flächigen Be­ schichtung durch Sprühnebelauftrag.