DE19635615C1 - Verfahren zur Mehrschichtlackierung - Google Patents
Verfahren zur MehrschichtlackierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
mehrschichtigen Lackierung von eine autophoretisch beschichtbare
metallische Oberfläche aufweisenden Substraten.
Heutige, hochwertige Kraftfahrzeugserienlackierungen werden im
allgemeinen erzeugt durch elektrophoretische Abscheidung einer vor
Korrosion schützenden Grundierung auf eine in der Regel mit einer
Konversionsschicht versehene Rohkarosse, und nachfolgender
Spritzapplikation von Folgeschichten beispielsweise bestehend aus einer
Füllerschicht und einer anschließend aufgebrachten dekorativen Zwecken
dienenden Lackierung aus farb- und/oder effektgebender Basislackschicht
und einer die Oberfläche versiegelnden schützenden Klarlackschicht. Die
Konversionsschicht auf den unbeschichteten Rohkarossen wird erzeugt
durch eine erheblichen Aufwand bedeutende chemische Vorbehandlung, im
allgemeinen bestehend aus Phosphatierung und Passivierung.
Die Lackierung metallischer Substrate durch autophoretische Abscheidung
einer Überzugsschicht aus einem autophoretisch abscheidbaren
Überzugsmittel ist bekannt als stromloses Beschichtungsverfahren, das
zu guten Korrosionsschutzergebnissen führt und zwar auch dann, wenn
eine aufwendige Vorbehandlung unterbleibt, d. h. wenn auf die Erzeugung
von Konversionsschichten beispielsweise durch Phosphatierung und
Passivierung verzichtet wird.
Die direkte Überlackierung einer durch autophoretische Abscheidung
erzeugten Überzugsschicht mit einer oder mehreren Lackschichten führt
zu Mehrschichtlackierungen, die eine nur geringe Haftung aufweisen und
die den in der Autoserienlackierung bestehenden Anforderungen nicht
genügen.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur
Herstellung von Mehrschichtlackierungen, insbesondere
Kraftfahrzeuglackierungen, die als Grundierung eine autophoretisch
abgeschiedene Lackschicht aufweisen. Die autophoretisch abgeschiedene
Beschichtung soll die übliche Elektrotauchgrundierung ersetzen und die
auf die autophoretisch abgeschiedene Grundierung aufgebrachten
Lackschichten sollen eine gute Haftung besitzen, die insbesondere den
hohen Anforderungen in der Autoserienlackierung entspricht.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe überraschenderweise gelöst
werden kann durch ein Verfahren zur Herstellung einer
Mehrschichtlackierung auf einem eine autophoretisch beschichtbare,
metallische Oberfläche aufweisenden Substrat, bei dem eine erste
Grundierungsüberzugsschicht aus einem autophoretisch abscheidbaren
Überzugsmittel autophoretisch abgeschieden, eingebrannt und danach ein
oder mehrere Folgeüberzugsschichten durch Spritzen aufgebracht werden,
dadurch gekennzeichnet, daß das autophoretisch abscheidbare
Überzugsmittel ein oder mehrere haftvermittelnd wirkende Bestandteile
enthält. Auf die eingebrannte, durch autophoretische Abscheidung
erzeugte Grundierungsschicht werden ein oder mehrere weitere
Überzugsschichten durch Spritzapplikation aufgebracht. Dabei kommen
alle an sich üblichen Arten von Lackaufbauten in Frage, die durch
Spritzapplikation auch auf elektrophoretisch abgeschiedene
Grundierungsschichten aufgebracht werden können, insbesondere solche
Lackaufbauten, die aus dem Bereich der Automobilserienlackierung
bekannt sind.
Überraschenderweise weisen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltenen Mehrschichtlackierungen eine den hohen Anforderungen der
Autoserienlackierung genügende Haftung zwischen der ersten,
autophoretisch abgeschiedenen Überzugsschicht und der oder den weiteren
Überzugsschichten auf.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren können als autophoretisch abscheidbare
Überzugsmittel an sich bekannte autophoretisch abscheidbare
Überzugsmittel verwendet werden zur Erzeugung der ersten
Überzugsschicht, der Grundierungsschicht, wobei als einzige
Einschränkung gilt, daß das autophoretisch abscheidbare Überzugsmittel
ein oder mehrere haftvermittelnd wirkende Bestandteile enthält.
Bei den autophoretisch abscheidbaren Überzugsmitteln handelt es sich um
Überzugsmittel auf Basis wäßriger Bindemitteldispersionen mit negativer
Oberflächenladung der Bindemittelteilchen. Aufgrund ihres in der Regel
sauren pH-Wertes von beispielsweise zwischen 1 und 6, bevorzugt
zwischen 1,5 und 5,0, und ihres in der Regel oxidierenden Charakters
sind Autophoreselacke befähigt, ausreichend unedle Metalloberflächen
unter Freisetzung entsprechender Metallionen anzugreifen. Wird dabei im
Bereich der Metalloberfläche eine Metallionenkonzentration erreicht,
die ausreicht die in der Wasserphase dispergierten Bindemittelteilchen
zu destabilisieren und zu koagulieren, so kommt es zur Abscheidung
eines Überzugsfilms auf der Metalloberfläche.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren autophoretisch
abscheidbaren Überzugsmittel besitzen im allgemeinen einen niedrigen
Festkörpergehalt von beispielsweise bis zu 20 Gew.-%, wobei die
Untergrenze in der Regel beispielsweise 5 Gew.-% und die Obergrenze
beispielsweise 10 Gew.-% beträgt. Sie enthalten neben autophoretisch
abscheidbarem filmbildendem Bindemittel, Wasser, Säure und den
erfindungswesentlichen haftvermittelnd wirkenden Bestandteilen in der
Regel auch Oxidationsmittel sowie gegebenenfalls Vernetzer für die
Bindemittel, Füllstoffe, Pigmente und lackübliche Additive.
Die für die Erzeugung der ersten Überzugsschicht erfindungsgemäß
verwendbaren autophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel können
physikalisch trocknend oder unter Ausbildung kovalenter Bindungen
vernetzbar sein. Bei den unter Ausbildung kovalenter Bindungen
vernetzenden Autophoreselacken kann es sich um selbst- oder
fremdvernetzende Systeme handeln.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren für die Herstellung der ersten
Überzugsschicht verwendbaren Autophoreselacke enthalten ein oder
mehrere an sich neutrale oder anionische Gruppen aufweisende,
filmbildende Bindemittel. Sie können, insbesondere falls die
Bindemittel nicht selbstvernetzend oder physikalisch trocknend
(thermoplastisch) sind, gegebenenfalls auch Vernetzer enthalten.
Bindemittel und gegebenenfalls enthaltene Vernetzer liegen als wäßrige
Dispersion mit negativer Oberflächenladung der Teilchen vor. Die
negative Oberflächenladung stabilisiert die dispergierten Teilchen in
der wäßrigen Phase. Die negative Oberflächenladung kann beispielsweise
von anionischen Gruppen im Bindemittel und/oder insbesondere bei an
sich neutralen Bindemitteln von anionischem Emulgator für das
Bindemittel und die Vernetzer herrühren. Beispiele für anionische
Gruppen im Bindemittel sind anionische Gruppen des Bindemittels an
sich, beispielsweise Carboxylgruppen oder Sulfonatgruppen, und/oder
anionische Reste aus der Bindemittelherstellung, beispielsweise aus der
Herstellung eines an sich neutralen Bindemittels. Beispiele für
anionische Reste aus der Bindemittelherstellung sind Sulfatgruppen als
im Bindemittel enthaltene Überreste aus einer durch Peroxodisulfat
initiierten radikalischen Polymerisation. Sowohl die
Bindemittelkomponente als auch die Vernetzerkomponente unterliegen an
sich keinerlei Beschränkung; es können lackübliche, dem Fachmann
geläufige Harze verwendet werden. Beispielsweise können als
filmbildende Bindemittel Polyester-, Polyurethan-, Epoxid- und/oder
Polymerisatharze verwendet werden. Polymerisatharze, d. h. durch
radikalische Polymerisation, insbesondere durch Emulsionspolymerisation
oder Saatpolymerisation hergestellte Bindemittel sind besonders
bevorzugt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Insbesondere
bevorzugt sind übliche wäßrige, thermoplastische Polymerisat
dispersionen (Latices), die Homo- oder Copolymere von olefinisch
ungesättigten Monomeren mit Glastemperaturen beispielsweise zwischen 0
und 100°C als disperse Phase enthalten. Beispiele für geeignete
olefinisch ungesättigte Monomere zum Aufbau solcher Homo- und
Copolymeren sind (Meth)acrylsäureester, wie z. B. Methyl(meth)acrylat,
Ethyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat,
Hydroxypropyl(meth)acrylat, Ethylhexyl(meth)acrylat; Glycidylester
ungesättigter Carbonsäuren, wie z. B. Glycidyl(meth)acrylat;
(Meth)acrylamid, (Meth)acrylnitril, Natrium-2-Sulfoethylmethacrylat,
(Meth)acrylsäure; aber auch Monomere ohne weitere funktionelle Gruppen
oder mit anderen funktionellen Gruppen, wie z. B. Ethylen, Styrol,
Vinylchorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Butadien. Beispiele für im
Rahmen der Erfindung geeignete wäßrige Polymerisatdispersionen sind
Styrol/Butadien-, Butadien/Acrylnitril-, Vinylchlorid-,
Ethylen/Vinylacetat sowie Vinylidenchlorid Copolymerdispersionen,
wobei letztere besonders bevorzugt sind. Beispiele für besonders
bevorzugte anionische Gruppen aufweisende Vinylidenchlorid-Copolymerdispersionen
und diese als Bindemittel enthaltende
Autophoreselacke finden sich in WO 96 10 461.
Die Auswahl der gegebenenfalls enthaltenen Vernetzer richtet sich nach
der Funktionalität der Bindemittel, d. h. die Vernetzer werden aus
üblichen, dem Fachmann geläufigen Vernetzern so ausgewählt, daß sie
eine zur Funktionalität der Bindemittel komplementäre, reaktive
Funktionalität aufweisen. Beispiele für solche komplementäre
Funktionalitäten zwischen Bindemitteln und Vernetzer sind:
Hydroxyl/Methylolether, Hydroxyl/blockiertes Isocyanat. Sofern miteinander verträglich, können auch mehrere solcher komplementärer Funktionalitäten in einem Autophoreselack nebeneinander vorliegen. Die gegebenenfalls in den Autophoreselacken verwendeten Vernetzer können einzeln oder im Gemisch vorliegen.
Hydroxyl/Methylolether, Hydroxyl/blockiertes Isocyanat. Sofern miteinander verträglich, können auch mehrere solcher komplementärer Funktionalitäten in einem Autophoreselack nebeneinander vorliegen. Die gegebenenfalls in den Autophoreselacken verwendeten Vernetzer können einzeln oder im Gemisch vorliegen.
Die autophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel enthalten eine oder
mehrere freie Säuren in einer Menge zur Einstellung des vorstehend
genannten pH-Bereichs und bevorzugt auch ein oder mehrere
Oxidationsmittel. Beispiele für bevorzugte Säuren sind anorganische
Säuren, wie Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure und
organische Säuren, wie Ameisensäure, Essigsäure. Flußsäure ist
besonders bevorzugt. Beispiele für bevorzugte Oxidationsmittel sind
Chromat, Dichromat, Bromat, Chlorat, Perchlorat, Permanganat,
Persulfat, Peroxodisulfat. Besonders bevorzugt ist Wasserstoffperoxid.
Eine besonders bevorzugte Kombination von Säure und Oxidationsmittel
ist die Kombination Flußsäure/Wasserstoffperoxid.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren autophoretisch
abscheidbaren Überzugsmittel enthalten ein oder mehrere haftvermittelnd
wirkende Bestandteile. Beispiele für derartige Bestandteile sind
insbesondere solche wie sie aus dem Bereich der Lackierung von
Kunststoffteilen aus Polyolefinkunststoffen, wie beispielsweise
Polyethylen oder Polypropylen bekannt sind oder dafür empfohlen werden.
So sind für die Lackierung von Kunststoffteilen haftvermittelnde
Überzugsmittel bekannt, die einen oder mehrere haftvermittelnd wirkende
Bestandteile als solche allein oder als Additiv in Kombination mit
Bindemitteln oder Bindemittelsystemen enthalten. Beispiele für im
Bereich der Kunststofflackierung bevorzugte und auch im
erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft verwendbare haftvermittelnd
wirkende Komponenten sind chlorierte und/oder beispielsweise durch
Maleinisierung (Umsetzung mit Maleinsäureanhydrid) mit Carboxylgruppen
versehene und ggf. chemisch weiter modifizierte Polyolefine. Bevorzugt
sind die Chlor enthaltenden Vertreter, sie besitzen zahlenmittlere
Molmassen von 5000 bis 50000 bei einem Chlorgehalt von 10 bis 40
Gew.-%.
Beispiele für chlorierte und/oder beispielsweise durch Maleinisierung
(Umsetzung mit Maleinsäureanhydrid) mit Carboxylgruppen versehene und
ggf. chemisch weiter modifizierte Polyolefine bzw. solche Produkte
enthaltende haftvermittelnde Überzugmittel für die Kunststofflackierung
sind beschrieben in EP-A-0 324 497, EP-A-0 396 055, EP-A-0 397 974, EP-
A-0 539 710, EP-A-0 561 249, EP-A-0 576 031, EP-A-0 587 060, EP-A-0 639
610, EP-A-0 671449, WO 89 11 494, WO 93 01 244, WO 93 04 133, WO 94 28 077,
WO 95 04 113.
Bezogen auf den Festharzgehalt des autophoretisch abgeschiedenen
Überzugsmittels beträgt der Anteil des oder der haftvermittelnd
wirkenden Bestandteile beispielsweise zwischen 1 und 30 Gew.-%,
bevorzugt zwischen 2 und 25 Gew.-%.
Die haftvermittelnd wirkenden Bestandteile können beispielsweise als
solche, ggf. unter Zuhilfenahme von anionischem und/oder nichtionischem
Emulgator und/oder Lösemittel dem Autophoreseüberzugsmittel zugesetzt
werden. Beispielsweise können die haftvermittelnd wirkenden
Bestandteile als wäßrige Emulsion zugesetzt werden. Es ist
beispielsweise auch möglich, die haftvermittelnd wirkenden Bestandteile
bei der Bindemittelherstellung zuzusetzen, so daß sie auf diese Weise
in das erfindungsgemäß eingesetzte Autophoreseüberzugsmittel gelangen.
Bevorzugt enthalten die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren
autophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel Pigmente und/oder
Füllstoffe. Als Pigmente kommen beispielsweise übliche, anorganische
oder organische, insbesondere säurefeste Pigmente und/oder Füllstoffe
in Frage. Beispiele sind Ruß, Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Kaolin,
Talkum oder Siliciumdioxid, aber auch Korrosionsschutzpigmente.
Pigmente und Füllstoffe können beispielsweise als Pigmentsuspensionen
(Pigmentslurrys) oder Pigmentanreibungen in Wasser und/oder
organischen, wassermischbaren Lösemitteln, wie Glykole, z. B.
Ethylenglykol, Propylenglykol; Alkohole, z. B. sec.-Butanol und
Hexanol; Glykolether, z. B. Ethoxypropanol, Methoxypropanol und
Butoxyethanol bei der Formulierung des erfindungsgemäß einsetzbaren
autophoretisch abscheidbaren Überzugsmittels eingesetzt werden.
Derartige Pigmentanreibungen sind auch im Handel erhältlich und werden
z. B. von der Firma HOECHST unter der Bezeichnung Colanyl® vertrieben.
Die DE-A-26 41 562 beispielsweise beschreibt die Vermischung von
wäßrigen nichtionisch stabilisierten Pigmentdispersionen mit anionisch
stabilisierten Harzdispersionen unter Erzeugung von zur Pigmentierung
von Autophoreselacken geeigneten Pigmentkonzentraten. Diese können
erfindungsgemäß eingesetzt werden.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren autophoretisch
abscheidbaren Überzugsmittel können weiterhin übliche Additive
enthalten. Beispiele dafür sind übliche Lackadditive, wie Netzmittel,
anionische und/oder nichtionische Emulgatoren, Schutzkolloide,
Verlaufsmittel, Korrosionsinhibitoren, Weichmacher, Antischaummittel,
Lösemittel beispielsweise als Filmbildehilfsmittel, Lichtschutzmittel,
Fluoride, insbesondere z. B. Eisentrifluorid, Hydrogenfluoride,
komplexe Fluoranionen, z. B. Tetrafluoroborate, Hexafluorozirkonate,
Hexafluorotitanate. Insbesondere Schutzkolloide und/oder Emulgatoren
sind bevorzugt nur in kleinstmöglicher Menge enthalten, beispielsweise
unterhalb der kritischen Mizellenkonzentration, und entstammen
bevorzugt den bei der Formulierung der autophoretisch abscheidbaren
Überzugsmittel eingesetzten Bindemitteldispersionen. Beispielsweise
handelt es sich um bei der Herstellung der Bindemitteldispersionen
eingesetzte Schutzkolloide und/oder Emulgatoren.
Die in den folgenden Literaturstellen beschriebenen Zusammensetzungen
von Autophoreselacken sowie Bindemittelsysteme sind grundsätzlich
einsetzbar: US 3 585 084, US 3 592 699, US 3 709 743, US 3 776 848,
US 3 791 431, US 3 829 371, US 3 839 097, US 3 914 519, US 3 936 546,
US 3 955 532, US 3 960 610, US 4 012 351, US 4 103 049, US 4 104 424,
US 4 108 817, US 4 191 676, US 4 347 172, US 4 373 050, US 4 411 937,
US 4 657 788, EP-A-0 037 750, EP-A-0 046 268, EP-A-0 132 828, EP-A-0
186 113, EP-A-0 310 708, EP-A-0 312 648, DE-A-37 27 382, WO 91 05 023,
WO 93 15 154, WO 93 15 155, WO 94 06 861, WO 96 10 461; sofern nicht
beschrieben werden diesen Zusammensetzungen erfindungsgemäß
haftvermittelnd wirkende Bestandteile zugesetzt. Auf die vorstehend
zitierten Literaturstellen und in diesen zitierten weiteren
Patentdokumente wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausdrücklich,
jedoch nicht ausschließlich Bezug genommen.
Auf die eingebrannte, durch autophoretische Abscheidung erzeugte
Grundierungsschicht werden ein oder mehrere weitere Überzugsschichten
durch Spritzapplikation aufgebracht. Dabei kommen alle an sich üblichen
Arten von Lackaufbauten in Frage, die durch Spritzapplikation auch auf
durch elektrophoretische Abscheidung erzeugte Grundierungsschichten
aufgebracht werden können, insbesondere solche Lackaufbauten, die aus
dem Bereich der Automobilserienlackierung bekannt sind.
Beispiele für Mehrschichtlackierungen, die mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt werden können und die insbesondere als
Kraftfahrzeuglackierungen geeignet sind, sind:
- 1) Autophoresegrundierung/Folgeüberzugsschichten: Füller/farbton bestimmender Basislack/Klarlack.
- 2) Autophoresegrundierung/Folgeüberzugsschichten: erster, modifizierter Basislack/zweiter, farbtonbestimmender Basislack/Klarlack.
- 3) Autophoresegrundierung/Folgeüberzugsschichten: farbtonbestimmender Basislack/Klarlack.
- 4) Autophoresegrundierung/Folgeüberzugsschichten: Füller/farbtonbe stimmender Decklack.
- 5) Autophoresegrundierung/Folgeüberzugsschicht: farbtonbestimmender Decklack.
Dabei enthält die Autophoresegrundierung einen oder mehrere
haftvermittelnd wirkende Bestandteile. Bei der ersten, direkt auf die
Autophoresegrundierung spritzapplizierten Überzugsschicht kann es sich
um eine Füller-, Basislack-, modifizierte Basislack- oder
Decklackschicht handeln.
Als Füller können im erfindungsgemäßen Verfahren an sich bekannte,
übliche Füllerüberzugsmittel verwendet werden, wie sie zur Herstellung
von insbesondere der Oberflächenglättung und dem Steinschlagschutz
dienenden Füllerschichten in Mehrschichtlackierungen, insbesondere
Kraftfahrzeugmehrschichtlackierungen, eingesetzt werden und in großer
Zahl beispielsweise aus der Patentliteratur bekannt sind. Beispiele
sind Pulverfüller, wäßrige Füller und Füller auf der Basis organischer
Lösemittel. Es handelt sich in der Regel um beim Einbrennen unter
Ausbildung kovalenter Bindungen infolge chemischer Vernetzung
aushärtende Lacksysteme.
Die Füller enthalten ein oder mehrere übliche filmbildende Bindemittel
sowie ggf. Vernetzer und in der Regel übliche Pigmente und Füllstoffe.
Als filmbildende Bindemittel (Basisharze) können beispielweise
bevorzugt hydroxyfunktionelle Polyester- und/oder Polyurethanharze
verwendet werden. Bevorzugte Vernetzer sind Aminoplastharze und/oder
blockierte Polyisocyanatvernetzer. Beispiele für Pigmente und
Füllstoffe sind Ruß, Titandioxid, feindisperses Siliciumdioxid,
Aluminiumsilikat (z. B. Kaolin), Magnesiumsilikat (z. B. Talkum),
Calciumcarbonat (z. B. Kreide), Bariumsulfat (z. B. Schwerspat),
Eisenoxidpigmente.
Beispiele für Füller- und Füllerbindemittelsysteme, die im
erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, findet man in
DE-A-31 08 953, DE-A-33 37 394, DE-A-33 37 395, DE-A-39 36 288,
DE-A-40 00 748, EP-A-0 330 139, EP-A-0 355 682, EP-A-0 537 697,
EP-A-0 548 727, EP-A-0 548 728, EP-A-0 548 873, WO 93 01 245.
Die Füller werden durch Spritzen in Trockenschichtdicken von 25 bis
45 µm appliziert und in der Regel bei Temperaturen zwischen 120 und 180°C
eingebrannt.
Als Basislacke können an sich bekannte farb- und/oder effektgebende und
damit den Farbton der erfindungsgemäß hergestellten
Mehrschichtlackierungen bestimmende Basislacküberzugsmittel verwendet
werden, wie sie zur Herstellung von Basislack/Klarlack-Zweischichtlackierungen
eingesetzt werden und in großer Zahl
beispielsweise aus der Patentliteratur bekannt sind.
Die 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 Wasserbasislacke.
Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren 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.
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, Chinacridonpigmente,
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 Additive enthalten, wie
z. B. Füllstoffe, Katalysatoren, Verlaufsmittel, Antikratermittel oder
insbesondere Lichtschutzmittel gegebenenfalls in Kombination 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-0 512 524 und EP-A-0 584
818.
Die Basislackschicht kann als zweischichtiges Basislacksystem bestehend
aus einer ersten, modifizierten Basislackschicht und einer zweiten, den
eigentlichen Farbton der erfindungsgemäß hergestellten
Mehrschichtlackierung bestimmenden Basislackschicht appliziert werden.
Dabei übernimmt der erste Basislack wichtige Füllerfunktionen wie
beispielsweise Oberflächenglättung und Steinschlagschutz. Er ist
dementsprechend modifiziert, beispielsweise indem er zusätzliche
modifizierende Bindemittelkomponenten oder Füllstoffkomponenten
enthält. Er kann beispielsweise aus dem anschließend applizierten, den
eigentlichen Farbton bestimmenden Basislack hergestellt werden durch
Vermischen mit den zusätzlichen Komponenten.
Als Klarlacküberzugsmittel sind grundsätzlich alle üblichen Klarlacke
oder transparent farbig oder farblos 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, beispielsweise Emulsionssysteme oder
Pulverslurry-Systeme 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 film
bildende Bindemittel (Basisharze) können beispielsweise Polyester-,
Polyurethan- und/oder (Meth)acryl-Copolymer-Harze verwendet werden. Die
Auswahl der gegebenenfalls enthaltenen Vernetzer ist unkritisch, sie
richtet sich nach der Funktionalität der Basisharze.
Neben den chemisch vernetzenden Bindemitteln sowie gegebenenfalls
Vernetzern können die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren
Klarlacke lackübliche Additive, wie z. B. Katalysatoren, Verlaufsmittel,
Farbstoffe, insbesondere jedoch Rheologiesteuerer, wie Mikrogele, NAD
(=non-aqueous-dispersions), disubstituierte Harnstoffe ("sagging
control agents"), sowie 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 die im erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung der
transparenten Überzugsschicht einsetzbaren Pulverklarlacksysteme 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.
Der transparente Überzug kann in einer einzigen Schicht oder in Form
von mehreren Schichten aus dem gleichen oder aus mehreren verschiedenen
transparenten Überzugsmitteln aufgebracht werden. Zweckmäßig wird die
transparente Überzugsschicht jedoch aus nur einem
Klarlacküberzugsmittel aufgebracht.
Bei den Decklacken handelt es sich um für die Erzeugung einer farb-
und/oder effektgebenden Schicht übliche Decklacke auf wäßriger Basis
oder auf der Basis organischer Lösemittel oder um Pulverdecklacke. Den
Decklacken liegen an sich bekannte Bindemittel/Vernetzer-Systeme
zugrunde, wie beispielsweise vorstehend schon im Zusammenhang mit den
Klarlacken beschrieben. Die Decklacke enthalten farb- und/oder
effektgebende Pigmente, wie sie beispielsweise vorstehend für die
Basislacke beschrieben sind. Die Decklacke werden durch Spritzen in
einer Trockenschichtdicke von beispielsweise 30 bis 80 µm aufgebracht
und beispielsweise bei Temperaturen zwischen 120 und 160°C
eingebrannt.
Bevorzugt werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
Mehrschichtlackierungen hergestellt, die als farbbestimmende
Decklackschicht eine zweischichtige Basislack/Klarlack-Decklackierung
aufweisen. Dabei erfolgt der Spritzauftrag der Basislackschicht aus dem
farb- und/oder effektgebenden Basislack in einer vom Farbton abhängigen
Trockenschichtdicke von in der Regel 10 bis 30 µm, beispielsweise durch
Druckluftspritzen, Airless-Spritzen oder ESTA-Hochrotationsspritzen. Im
Anschluß an die Applikation der Basislackschicht erfolgt nach einer
kurzen Ablüftphase, z. B. bei 20 bis 80°C, der Auftrag des Klarlacks
bevorzugt im Naß-in-Naß-Verfahren. Die Klarlackschicht wird aus einem
üblichen flüssigen oder Pulverklarlack (in diesem Fall handelt es sich
um eine Trocken-in-Naß-Applikation) aufgebracht und gemeinsam mit der
Basislackschicht beispielsweise bei Temperaturen von 80 bis 160°C
eingebrannt.
Als Substrate für das erfindungsgemäße Verfahren sind autophoretisch
beschichtbare, metallische Oberfläche aufweisende Rohkarossen
bevorzugt. Diese können aus einem einzigen Metall gefertigt oder in
Mischbauweise aus mehreren metallischen Werkstoffen und/oder aus mit
einer entsprechenden Metallschicht versehenen Kunststoffteilen
aufgebaut sein. Als metallische Oberflächen kommen von
Autophoreselacksystemen, insbesondere bei saurem pH von beispielsweise
zwischen 1 und 6 unter Freisetzung von Metallionen angreifbare, dem
Fachmann geläufige übliche Metalloberflächen in Frage, beispielsweise
aus Eisen, Zink, Aluminium oder entsprechenden Legierungen, aber auch
beispielsweise verzinkte Stahloberflächen. Die Metalloberflächen können
vorbehandelt, beispielsweise mit einer Phosphatierung und ggf.
Passivierung versehen sein. Dies ist jedoch gerade unter
Korrosionsschutzgesichtspunkten nicht notwendig und stellt somit einen
weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Es sei darauf
hingewiesen, daß der in der vorliegenden Erfindung verwendete Begriff
"Rohkarossen", insbesondere Kraftfahrzeugrohkarossen aber
beispielsweise auch deren Bauteile sowie Sichtflächen beinhaltende
Kraftfahrzeugchassis umfaßt.
Auf diese Substrate wird die erste Überzugsschicht aus dem
autophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel autophoretisch in üblicher
Weise, bevorzugt im Tauchverfahren, bevorzugt in einer
Trockenschichtdicke von beispielsweise 5 bis 25 µm, besonders bevorzugt
von 10 bis 20 µm abgeschieden. Die autophoretisch abgeschiedene
Grundierungsschicht kann vor dem Einbrennen mit Wasser und/oder
gegebenenfalls mit speziellen Lösungen nachbehandelt, beispielsweise
gespült werden, wie beispielsweise in DE-A-35 00 443, US 3 647 567, US
3 795 546, US 4 030 945, WO 89 11 918, WO 95 04 606, WO 96 10 461
beschrieben. (Im Zusammenhang mit der Applikation des autophoretisch
abscheidbaren Überzugsmittels kann der Begriff "Einbrennen" abhängig
von der Art des Autophoreselacksystems ein Einbrennen unter chemischer
Vernetzung der Autophoreseüberzugsschicht oder eine rein physikalische
Trocknung bei erhöhter Temperatur, beispielsweise unter Schmelzen oder
Versintern und Ausbildung eines geschlossenen Autophoreselacküberzuges
bedeuten). Nach dem Einbrennen bei dem verwendeten
Autophoreselacksystem angepaßten Temperaturen zwischen 80 und 190°C,
beispielsweise bevorzugt zwischen 100°C und 160°C, wird das so
erhaltene Substrat erfindungsgemäß wie vorstehend beschrieben durch
Spritzlackierung mit ein oder mehreren weiteren Überzugsschichten
versehen.
Die autophoretisch abgeschiedene, erste Grundierungsschicht dient
insbesondere der Schutzwirkung gegen chemischen und korrosiven Angriff.
Sie erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Oberfläche des
beispielsweise dreidimensionalen Substrates. So ist es beispielsweise
im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, eine ganzflächige erste
Beschichtung durch autophoretische Abscheidung aus dem die
haftvermittelnd wirkenden Bestandteile enthaltenden Autophoreselack und
die Spritzapplikation einer oder mehrerer Folgeüberzugsschichten im
wesentlichen nur an äußeren Bereichen, insbesondere an sichtbaren
Flächen eines dreidimensionalen Substrats vorzunehmen, d. h.
beispielsweise nicht in engen Hohlräumen einer Karosserie.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung von
Mehrschichtlackierungen, insbesondere von Kraftfahrzeuglackierungen mit
im Vergleich zum Stand der Technik vergleichbarem Gesamt
eigenschaftsniveau, d. h. sie entsprechen in ihrem technologischen und
optischen Gesamtniveau solchen Mehrschichtlackierungen, die übliche
Konversionsschichten und eine Elektrotauchgrundierung anstelle der
erfindungsgemäß hergestellten Autophoresegrundierung aufweisen. Die
Haftung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Lackschichten untereinander und zur Autophoresegrundierung entspricht
den hohen Anforderungen in der Autoserienlackierung.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Lackierung von
eine autophoretisch beschichtbare Oberfläche aufweisenden
Substraten, bei dem eine erste Grundierungsüberzugsschicht aus
einem autophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel autophoretisch
abgeschieden, eingebrannt und danach ein oder mehrere
Folgeüberzugsschichten durch Spritzen aufgebracht werden, dadurch
gekennzeichnet, daß das autophoretisch abscheidbare Überzugsmittel
ein oder mehrere haftvermittelnd wirkende Bestandteile enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Überzugsmittel als Haftvermittler chlorierte und/oder durch
Umsetzung mit Maleinsäureanhydrid mit Carboxylgruppen versehene
Polyolefine enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Anteil des oder der haftvermittelnd wirkenden Bestandteile 1 bis
30 Gew.-% bezogen auf den Festharzgehalt des Überzugsmittels
beträgt.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996135615 DE19635615C1 (de) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | Verfahren zur Mehrschichtlackierung |
ES97942893T ES2159402T3 (es) | 1996-09-03 | 1997-08-29 | Procedimiento de lacado de capas multiples para vehiculos automoviles. |
AT97942893T ATE202301T1 (de) | 1996-09-03 | 1997-08-29 | Verfahren zur kraftfahrzeug-mehrschichtlackierung |
DE59703867T DE59703867D1 (de) | 1996-09-03 | 1997-08-29 | Verfahren zur kraftfahrzeug-mehrschichtlackierung |
EP97942893A EP0925121B1 (de) | 1996-09-03 | 1997-08-29 | Verfahren zur kraftfahrzeug-mehrschichtlackierung |
PCT/EP1997/004702 WO1998009737A1 (de) | 1996-09-03 | 1997-08-29 | Verfahren zur mehrschichtlackierung |
US09/254,168 US6165561A (en) | 1996-09-03 | 1997-09-03 | Multilayered enamelling process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996135615 DE19635615C1 (de) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | Verfahren zur Mehrschichtlackierung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19635615C1 true DE19635615C1 (de) | 1997-09-18 |
Family
ID=7804430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996135615 Expired - Lifetime DE19635615C1 (de) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | Verfahren zur Mehrschichtlackierung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19635615C1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006005898A1 (de) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Multicolor Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Farbmustern |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996010461A1 (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-11 | Henkel Corporation | Treatment to improve corrosion resistance of autodeposited coatings on metallic surfaces |
-
1996
- 1996-09-03 DE DE1996135615 patent/DE19635615C1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996010461A1 (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-11 | Henkel Corporation | Treatment to improve corrosion resistance of autodeposited coatings on metallic surfaces |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102006005898A1 (de) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Multicolor Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Farbmustern |
DE102006005898B4 (de) * | 2006-02-09 | 2008-04-30 | Multicolor Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Farbmustern |
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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