DE3111478A1

DE3111478A1 - Kraftfahrzeug mit mehrschichtiger lackierung und verfahren zum mehrschichtigen lackieren

Info

Publication number: DE3111478A1
Application number: DE19813111478
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Chem. Dr. 5600 Wuppertal Graetz
Original assignee: Herberts GmbH
Current assignee: Axalta Coating Systems Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1982-10-07
Also published as: ES510621A0; AU8185682A; DE3260489D1; ZA821928B; EP0061165B1; EP0061165A1; BR8201616A; JPS57171473A; ES8308231A1

Description

Anmelder: Herberts Gesellschaft mit beschränkter Haftung Christbusch 25, D-5600 Wuppertal 2

Kraftfahrzeug mit mehrschichtiger Lackierung und Verfahren zum mehrschichtigen Lackieren

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit mehrschichtiger Lackierung umfassend eine Farblackschicht enthaltend Polyester-Amin-Harze als Bindemittel, eine darauf befindliche transparente Effektlackschicht enthaltend Polyester-Amin-Harze sowie Celluloseäther und/oder -ester bzw. -haibester als Bindemittel, und eine darauf befindliche Klarlackschicht enthaltend hitzehärtbare Acryl-Melainin-Harz-Kombinationen oder lufttrocknende Acryl-Isocyanat-Harz-Kombinationen als Bindemittel.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum mehrschichtigen Lackieren von Kraftfahrzeugen.

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Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mit einer mehrschichtigen Lackierung auf einer oder mehreren Korrosionsschutzschichten insbesondere dann zu versehen, wenn die Lackierung einen sogenannten Metalleffekt aufweisen soll. Unter Korrosionsschutzschichten im Sinne der vorliegenden Erfindung werden alle Schutzschichten bzw. Lackschichtcn verstanden, die auf die Metallteile vor dem Aufbringen der Endlackierung aufgebracht werden. Dazu gehören auch die in der Regel vor der Endlackierung aufgetragenen Füllerschichten. Wenn eine Endlackierung mit Metalleffekt durchgeführt wird, umfaßt diese in der Regel eine zweischichtige Lackierung. Die untere Schicht enthält zur Erzeugung des sogenannten Metalleffektes Metallplättchen, im allgemeinen Aluminiumplättchen.

]'j Wenn nicht nur der Silbex'-Metalliceffekt der Aluminiumplättchen gewünscht wird, sondern eine farbige Metallic-Lackierung,enthält diese Schicht zusätzlich entsprechende Farbpigmente. Auf diese die Metallplättchen enthaltende Lackschicht wird dann ein Klarlack aufgebracht.

Die Metallic-Lackierung kann neben dem Bindemittel Celluloseester, insbesondere Celluloseacetobutyrat enthalten ( vergl. US-PS 3 639 147). Es ist nach diesem Stand der Technik auch möglich die Metallic-Lackschicht und die Klarlackschicht nach dem sogenannten Naß-in-Naß-Verfahren aufzubringen, d.h.die Metallic-Lackschicht wird nicht ausgehärtet, bevor die Klarlackschicht aufgetragen wird, und beide Schichten werden dann gemeinsam gehärtet.

Die DE-OS 30 35 917 beschreibt ein Verfahren zum Aufbringen einer mehrschichtigen Lackierung auf ein Kraftfahrzeug, gemäß dem auf eine Farblackschicht eine Effektlackßchicht aufgebracht wird, die mit Titandioxid beschichtete Glimmerplättchen als Interferenzpagment

enthält, und gegebenenfalls hierauf eine Klar lackscb rieht

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aufgebracht wird. Nach diesem Verfahren wird zumindest die Effektlackschicht durch ein elektrostatisches Auftragsverfahren aufgebracht. Voraussetzung für die Durchführung dieses Verfahrens ist, daß die Farblackschicht eingebrannt wird, bevor die Effektlackschicht aufgebracht werden kann.

Das vorstehend beschriebene Verfahren hat den Nachteil, daß der Einbrennvorgang zweimal durchgeführt werden muß.

Bei Reparaturlackierungen ist damit der zusätzliche Umstand verbunden, daß die nicht zu lackierenden Teile des Kraftfahrzeuges zweimal abgeklebt werden müssen. Zunächst wird die Farblackschicht aufgetragen und eingebrannt, wobei die nicht zu lackierenden Teile durch Abkleben vor einem Lackauftrag geschützt werden muß. Nach dem Einbrennvorgang muß die Abklebung entfernt werden, und die Lackschicht wird naß geschliffen, um einen besseren Verbund zur danach aufgebrachten Lackschicht zu erreichen. Anschließend müssen die nicht zu lackierenden Teile wiederum abgeklebt werden, bevor die Effektlackschicht und gegebenenfalls die Klarlackschicht aufgebracht und eingebrannt werden. Dieses Verfahren ist technisch sehr umständlich.

p_er vorliegenden Effindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, Kraftfahrzeuge mit einer Effektlackschicht zu schaffen, die wie gemäß DE-OS 30 35 917 einen stärker changierenden Effekt bzw. unterschiedlichere Effekte bei verschiedenen Blickwinkeln aufweist als die bekannte Metallic-Lackierung, die aber in einfacherer V/eise aufgebracht werden kann. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß diese Aufgabenstellung dadurch gelöst werden kann, daß die drei Schichten Farblackschicht, Effektlackschicht und Klarlackschicht naß~in-naß aufgetragen und in einem Arbeitsgang gehärtet werden, wenn die Farblackschicht eine bestimmte nachfolgend de-

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finierte Zusammensetzung aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Kraftfahrzeug mit mehrschichtiger Lackierung umfassend eine Farblackschicht enthaltend Polyester-Amin-Harze als Bindemittel» eine darauf befindliche transparente Effektlackschicht enthaltend Polyester-Amin-Harze sowie Celluloseäther und/oder -ester bzw. -haibester als Bindemittel, und eine darauf befindliche Klarlackschicht enthaltend hitzehärtbare Acryl-Melaniin-Harz-Kombinationen oder lufttrocknende Acryl-Isocyanat-Harz-Kombinationen als Bindemittel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Farblackschicht 15 bis 60 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelanteil dieser Schicht, an Celluloseäthern und/oder -estern b2w. -halbestern enthält.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum mehrschichtigen Lackieren von Kraftfahrzeugen, umfassend eine Farblackschicht enthaltend Polyester-Amin-Harze als Bindemittel, eine darauf befindliche/&f±ektlackschicht enthaltend Polyester-Amin-r-Harze sowie Celluloseäther und/oder -ester bzw. -haibester als Bindemittel, und eine darauf befindliche Klarlackschicht enthaltend hitzehärtbare Acryl-Melamin-Harz-Kombination oder luftrocknende Acryl-Isocyanat-Harz-Kombination als Bindemittel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Farblackschicht 15 bis 60 Gev/.-^ , bezogen auf den Bindemittelanteil dieser Schicht, an CelluloGeäthern und/oder -estern bzw. -hnlbestern enthält, und daß alle genannten drei Schichten naß-in-naß aufgetragen und ge-

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Eeinsam in einem Arbeitsgang gehärtet v/erden, wobei die Effektlackschicht durch ein elektrostatisches Auftragsverfahren aufgebracht wird.

Bevorzugt hat die Farblackschicht eine Trockenfilmdicke von 10 bis 30 /um.

Die Farblackschicht enthält als Bindemittel die gemäß dem Stand der Technik für Kraftfahrzeug-Lackierungen bekannten Polyester-Amin-Harz-Systeme. Es können ölhaltige oder ölfreie Polyester eingesetzt werden, insbesondere Alkydharze. Die Polyester liegen im Gemisch mit Aminharzen vor, wobei Melaminharze bevorzugt sind. Die Farblackschicht enthält in der Kraftfahrzeuglackierung üblicherweise eingesetzte Pigmente . Wenn eine weiße Schicht gewünscht wird, werden weiße Pigmente eingesetzt, anderenfalls farbige Pigmente. Das wesentliche Merkmal gemäß der Erfindung liegt darin, daß die Farblackschicht die oben genannten Celluloseether

usw, enthält. Nach dem Stand der Technik wurden solche Celluloseether den Metallic-Lacken zugesetzt, um eine schnelle Fixierung der Metallic-Plättchen r;u bewirken. Da dieses Problem bei Farblackschichten nicht auftreten kann, hat es nicht nahegelegen, die Celluloseäther

^^J usw. irgendwelchen Farblackschichten zuzusetzen, und in der Praxis ist dies bisher auch nicht erfolgt. Ein weiteres wesentliches Merkmal des Verfahrens zum mehrschichtigen Lackieren gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Effektlackschicht durch ein elektrostatisches

Auftragsverfahren aufgebracht wird. Durch Anwendung dieser Merkmale ist es überraschenderweise möglich, daß alle genannten drei Schichten naß-in-naß aufgetragen und gemeinsam in einem Arbeitsgang gehärtet werden. Es wird nicht geschliffen und dennoch ein einwandfreier Ver bund der Lackschichten mit guter Oberfläche erhalten. Durch das Nichtanschleifcn der Farblackschicht wird der zusätzliche Vorteil erzielt, daß ein gleichmäßigerer Changiereffekt auftritt. _6_

Als Celluloseäther usw. werden diejenigen Verbindungen für die Farblackschicht eingesetzt, die nach dem Stand der Technik für die Metallic-Lacke verwendet werden. Bevorzugt ist wie gemäß dem Stand der Technik Celluloseacotobutyrat. Die Menge betrügt für die Farblackschicht gemäß der Erfindung vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%, und vorzugsweise höchstens 50 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelanteil dieser Schicht.

V/esentliches Merkmal gemäß der Erfindung ist, daß die auf die Farblackschicht aufgetragene Effektlackschicht . transparent ist. Es wird hierunter eine zumindestens teilweise Transparenz verstanden, wie sie erhalten wird, wenn man als Pigmente mit Titandioxid beschichtete Glimmerplättchen als Interferenzpigmente verwendet. Diese Pigmente sind bekannt (vergl. z.B, DE-OS 19 !39 990 und DE-AS 14 67 468). Die Effcktlackschicht gemäß der Erfindung enthält als Bindemittel vorzugsweise dio gleichen Bindemittel, wie die Farblackschicht,

*" und wie sie oben bereits beschrieben wurden. Die Effektlackschicht enthält ebenfalls die oben beschriebenen Celluloseäther usw., und zwar zweckmäßig in einer Menge von 15 bis 60 Gew.~%. Vorzugsweise liegt die untere Grenzo boi etwa 20 Gew.-%. Die obere Grenze liegt vorzugs weise bei 40 Gew.-%. In diesem Zusammenhang ist noch zu erwähnen, daß die Menge der Celluloseäther usw. in der Farblackschicht gemäß der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik relativ hoch liegt. Die Trockenfilmstflrke der Effektlackschicht liegt zweckmäßig im Bereich von etwa 5 bis 23 /um. Die untere Grenze liegt vorzugsweise bei etwa 10/uni, während die obere Grenze vorzugsweise bei etwa 15/um liegt.

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überraschenderweise lassen sich einwandfreie und zufriedenstellende Effekt-Lackierungen auf Kraftfahrzeugen unter Verwendung von Effektlackschichten mit diesen Pigmenten nur dann erzielen _t wenn die Effektlackschicht durch ein elektrostatisches Auftragsverfahren aufgebracht wird. Dies ist besonders deshalb überraschend, weil Metallic-Lacke sich nicht oder nur unbefriedigend elektrostatisch auftragen lassen. Es hat döshalb nicht nahegelegen, an Stelle der Metallic-LackBchicht die Effektlackschicht gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein elektrostatisches Auftragsverfahren aufzubringen.

Es können die an sich bekannten elektrostatischen Auftragsverfahren angewandt werden. Beispielsweise kann in '^ einer stationären Anlage der Lack über eine rotierende Glocke oder Scheibe in einem elektrostatischen Feld, sogenannten Randsburg (eingetragenes Warenzeichen)-Anlagen versprüht werden. Es kann auch mit bekannten elektrostatischen Handspritzpictolen gesj>ritzt werden.

Auf die Effektlackschicht wird eine Klarlackschicht aufgebracht, die als Bindemittel entweder hitzehärtbare Acryl-Melamin-Harz-Kombinationen oder lufttrockende Acryl-Isocyanat-Harz-Kombinationen aufweist. Beide Lacksysteme sind auf dem Gebiet der Lackierung von Kraftfahrzeugen bekannt. Wenn die hitzehärtbaren Kombinationen eingesetzt werden, müssen nach Auftrag aller Lackschichten diese gemeinsam in einem Arbeitsgang durch Erhitzen auf erhöhte Temperaturen gehärtet werden. Es werden die nach dem Stand der Technik für die Endlackierung üblichen Härtetemperaturen angewandt, z.B. von etwa 70⁰C bis TfO⁰C für Zeiträume von etwa 10 bis 40 Minuten, wobei in der Regel die Dauer des Einbrennvorganges umgekehrt proportional zur angewandten or Temperatur ist.

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V/enii dagegen gemäß der Erfindung die bekannten lufttrocknenden Systeme eingesetzt werden, was hauptsächlich bei der Kraftfahrzeug-Reparaturlackierung der Fall ist, wird das mit den drei Lackschichten gemäß der Erfindung versehene Kraftfahrzeug bei Umwelt-Bedingungen getrocknet oder auf mäßige Temperaturen von nicht über etwa 8O⁰C erwärmt. Es erfolgt dabei eine Härtung aller drei Lackschichten.

Die Trockenfilmstärke der Klarlackschicht beträgt zweckmäßig 15 bis 50yum, wobei für die untere Grenze 20/um und für die obere Grenze 40/urn bevorzugt sind.

Unter dem Begriff "Acryl" werden gemäß der Erfindung auch Methacryl-Harzsysteme verstanden, wie diese auch gemäß dem Stand der Technik auf diesem Gebiet eingesetzt werden (vergl. u.a. US-PS 3 639 147, GB-PS 1 284 755, DE-OS 28 12 397).

Der Anteil an mit Titandioxid beschichteten Glimmerplättchen in der Effektlackschicht beträgt zweckmäßig 0,5 bis 8 Gew.-?«, vorzugsweise mindestens etwa 1 Gew.-% und höchstens etwa 6 Gew.-%, berechnet auf Gesamtgewicht des Lackes.(Berechnet auf Festkörper etwa 3 bis 40 Gew„-%, vorzugsweise 4 bis 30 Gew.-%, je nach Farbe des Untergrunds .)

Für die Farblackschicht und die Effektlackschicht werden bevorzugt solche der oben beschiiebeiien Harzsysteme eingesetzt, die in 1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 2 bis 12 Minuten, besonders bevorzugt 3 bis 8 Minuten physikalisch trocknen.

Es ist zweckmäßig, auf die Farblacklackschicht die Effektlackschicht nach 1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 2 bis 12 Minuten, besonders bevorzugt 3 bis 8 Minuten, aufzubringen. Das gleiche gilt sinngemäß für den Auftrag der

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Klarlackschicht auf dio Effektlackschicht Die jeweils davor aufgebrachten Schichten müssen also, wie oben dargelegt, innerhalb der genannten Zeit so weit physikalisch angetrocknet sein, daß ein wesentliches Durchmischen oder stärkeres Anquellen der darauf aufgebrachten LackGchichten beim Auftrag vermieden wird. Die oben genannten Trocknungszeiten für den Effekt-Lack haben außerdem die Wirkung, daß sehr schnell eino Verfestigung des Bindemittels eintritt, und daß deshalb die mit Titandioxid beschichteten Glimmerplättchen sich nicht mehr in der Schicht bewegen können. Kurz nach dem Auftrag der Effektlackschicht nehmen die Glimmerplättchen überwiegend eine Anordnung etwa parallel zum Untergrund an. Diese Anordnung führt zu dem besonderen Effekt. Wenn 3ich aber die Glimmerplättchen längere Zeit in der aufgetragenen Schicht bewegen, insbesondere drehen können, besteht die Gefahr, daß sie zu einem erheblichen Anteil eine andere Orientierung einnehmen, wodurch der changierende- Effekt

vermindert oder vermieden würde.

Überraschenderweise wird der Interferenzeffekt besonders ausgeprägt und stark dann erhalten, wenn die Schichten, insbesondere die Effektlackschicht und die Farblackschicht, die oben angegebenen Stärken aufweisen.

Die gemäß der Erfindung verwendeten Lacke enthalten naturgemäß die üblichen lacktechnischen Zusatzstoffe und Lösungsmittel.

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AS.

De j. dor Serienlackierung von Kraftfahrzeugen wird auf die in üblicher Weise mit Korrosionsschutzschichten versehenen Karosserieteile eine Farblackschicht in einer Trocke-.ifiliiistärke von 20/um aufgebracht, die einen öl— freien Polyester und Melaminharz enthält, einen C-ehalt von 40 Gew.-Ji Celluloseacetobutyrat, bezogen auf den Binderaittelgehalt dieser Schicht, aufweist und 35% Bayferrox 39?O FP (anorganisches Braunpigraent) , berechnet auf Gesamtfestanteil, sowie übliche Lackzusätze und Lösemittel enthält.

Nach 5 Minuten Ablüftzeit wird» ohne anzuschleifen, naß-in-naß mit Hilfe einer stationären Anlage zum elektrostatischen Lackieren unter Verwendung einer rotierenden Glocke im elektrostatischen Feld eine Effektlackschicht in einer Trockenfilmstärke von 10/uiri aufgebracht, die einen ölfreien Polyester und Melaminharz als Bindemittel enthält, einen Gehalt von etwa 32 Gew.-?& Celluloseacetobutyrat, bezogen auf den Bindemittelgehalt dieser Schicht, aufweist und 2 Gew.~% mit Titandioxid in Rutil-Form beschichtete Glimmerplättchen, bezogen ruf den Lack, und übliche Lackzusätze und Lösungsmittel enthält. Möglichst schnell danach, in der Praxis nach etwa 3 bis 5 Minuten, wird hierauf die Klarlackschicht aufgebracht; die eine in der Kraftfahrzeuglackierung übliche Acryl-Melaminharzkombination in einem üblichen LöcungiJiTiittolgemisch enthält. Die Trockenfilmstärke dieser Schacht botrügt etwa 30 /um. Danach wird 20 Mi-

^ nuten bei etwa 140⁰C eingebrannt.

Beispiel 2

Ein Kraftfahrzeug mit einer üblichen Füllerlackierung

wird angeschliffen. Hierani' wird eine Farblackschicht 35

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nach den üblichen Spritzverfahren mit einer Trocken- *

filmstärke von 25/um aufgebracht, die einen ölfreien Polyester und Melaminharz enthält, einen Gehalt von 35% Celluloseacetobutyrat, bezogen auf den Bindcruittolgehalt dieser Schicht, aufweist und 55 % Rutil-Titandioxid, berechnet auf den Gesamtfestanteil, sowie übliche Lackzusätze und Lösemittel enthält.

Nach einer Ablüftüeit von 8 Minuten wird mittels einer elektrostatischen Handspritzpiatole der Effektlack in einer Trockenfilmstärke von 15/um aufgebracht. Er enthält als bindemittel einen ölfreien Polyester, Melaminharz und 30 Gev.-% Celluloseacetobutyrat, bezogen auf das Bindemittel, und 5 Gev/,-5$ , bezogen auf den Lack, des im Beispiel 1 beschriebenen Interferenzpigmcnl;;.·.. Nach 5 Minuten wird mit einem Klarlack, enthaltend eine Acryl-Isocyanatharzkombination als Bindemittel

in einer Trockenfilmstärke von 30/um beschichtet. Da- *

nach wird 10 Minuten auf 80⁰C oder 1 Stunde lang auf

•^ 50⁰C erwärmt oder auch unter Umweltbedingungen getrocknet.

Die so lackierten Kraftfahrzeuge haben einen eindrucksvollen changierenden Effekt. Bei im wesentlichen senkrechter Blickrichtung entspricht der Farbton im wesentlichen dem Farbton des verwendeten Interferenzpigments. Bei Veränderung des Blickwinkels tritt die Untergrundfarbe stärker in Erscheinung.

Claims

T :■"· 160 —· ^: *··'··.* ·.." .:. 24.März 1981 ^:

Patentansprüche:

dieser Schicht, un Celluloseäthern und/oder -estern

Kombination oder lufttrockn&nöe
Harz-Kombination als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Farblockschicht 15 bis 60 Gcw.-?i_f
bezogen &uf den Bindemitteionteil dieser Schicht...

Kraftfahrzeug mit mehrschichtiger Lackierung !

umfacaend eine Farblackschiclit enthaltend Polyester-Amin-Harze als Bindemittels eine darauf befindliche transparente Sffektlackschicht enthaltend j! Polyester-Amin-Harze sowie Colluloseäther und/oder j, -ester bzw«, -haibester als Bindemittel, und eine [

darauf befindliche Klarlacknchicht enthaltend
hitzehärtbare Acryl-Kelamin-Harz-Kombinationen
oder lufttrockende Acryl-Isocyanat-Harz-Kombinationen als Bindemittel, dadurch ge ken nzeichnet, daß die Farblackschicht 15 bis

60 Gew.-% , bezogen auf den Bindemittelanteil

bzw. -halbestern enthält. h ^l

2, Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- |

net, daß die Farblp.ckacliicht eine 'frockenfi^.m-' |

Dicke von 10 bis 30 /um hat. /

Verfahren zum mehrschichtigen Lackieren von
Kraftfahrzeugen, umfassend eine Farblackschicht

enthaltend Polyostur-Amin-Harso als Bindemittel, '

*t* V* '"ί ΥΛ fT» m*"¹ OT¹ "f" ι"·'* ■

eine darauf befindlicue'/Ärjiclrtiackschicht ent-

haltend Polyester-Amin-Harze sowie Cellulose- ;

äther und/oder -ester bzw. -haibester als Binde- j mittel, und eine darauf befindlich« Klarlackschicht

^ου enthaltend hitsehärtbart- Acryl-Melamin-Harz- ±

an Celluloseäthern und/oder -estern bzw. -halbestern enthält, und daß alle genannten drei Schichten naß-ln-naß aufgetragen und gemeinsam in einem Arbe?tsgang gehärtet vrerden, wobei die Effektlackschicht durch ein elektrostatisches Auftragsverfahren aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farblackschicht in einer solchen Menge aufgetragen wird·, daß die Trockenfilm-Dicke 10 bis 30 /tun beträgt.