DE69001201T2

DE69001201T2 - Verfahren zur herstellung einer lackschicht "japanischer art".

Info

Publication number: DE69001201T2
Application number: DE9090306405T
Authority: DE
Inventors: Hideki Nakasuji; Masahiko Tsurumaki-Sh Yamanaka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1993-07-08
Anticipated expiration: 2010-06-13
Also published as: US5108796A; JPH0312263A; DE69001201D1; EP0402181B1; EP0402181A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lackschicht "japanischer Art", die transparent ist und räumliche Tiefe vermittelt, auf der Oberfläche eines Gegenstands, wie etwa einer Stahlplatte einer Außenblende eines Kraftfahrzeugs.
Bisher wurde ein Verfahren zur Herstellung einer Lackschicht "japanischer Art" vorgeschlagen, welche transparent ist und räumliche Tiefe vermittelt. In diesem Verfahren werden ein elektroabgeschiedener Lack und eine Lackzwischenschicht auf die Oberfläche einer Stahlplatte aufgezogen und zur Härtung eingebrannt. Danach wird die Oberfläche der eingebrannten Elektroabscheidungslackschicht und Lackzwischenschicht mit einer Grundierungslackschicht, die ein Pigment und Alumunium enthält, und einer eingefärbten Lackschicht, die einen Farbstoff enthält, in einem Naß-in-Naß-Verfahren überzogen, und dann werden diese Schichten eingebrannt, wodurch die gewünschte Lackschicht gebildet wird.
Es traten jedoch bei der durch ein solches Verfahren gebildeten Lackschicht "japanischer Art" Schwierigkeiten dahingehend auf, daß sich die gebildete Lackfilm bei Langzeitexposition an Außenbedingungen verschlechtert, indem sie eine Farbveränderung, Entfärbung, Abblättern und ähnliches erleidet. Die rührt von der Tatsache her, daß der Farbstoff in der Lackschicht eine niedrige Wetterbeständigkeit hat. Bei einer solchen Verschlechterung kann die ursprüngliche Transparenz und der Eindruck räumlicher Tiefe der Lackschicht nicht wiederhergestellt werden, selbst wenn die Lackschicht gewachst wird, so daß der Handelswert eines mit der Lackschicht beschichteten Gegenstand abnimmt.
Was gewünscht ist, ist ein Verfahren zur Herstellung einer Lackschicht "japanischer Art", das die bei den herkömmlichen Verfahren aufgetretenen Probleme lösen kann.
Es wäre auch wünschenswert, wenn man ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Lackschicht "japanischer Art" zur Verfügung stellen könnte, welche hochtransparent ist und einen sehr guten Eindruck räumlicher Tiefe vermittelt und hochwetterbeständig ist, was einem mit der Lackschicht überzogenen Artikel ein neues Image und einen hohen Handelswert verleihen würde.
Ein Verfahren zur Bildung einer Lackschicht "japanischer Art" gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgenden Schritte in der aufgeführten Reihenfolge: a) Überzug mit einem Elektroabscheidungslack und einer Lackzwischenschicht, welche zur Bildung einer ersten Überzugsschicht eingebrannt werden; b) Überziehen der ersten Uberzugsschicht mit einer Lackgrundierschicht und einem farblosen Klarlack in einem Naß-in-Naß-Verfahren, wobei die Lackgrundierschicht Aluminiumpulver in einer Menge von nicht mehr als 13 Gew.-% bezogen auf den Feststoffgehalt der Lackgrundierschicht enthält; c) Einbrennen der aufgezogenen Lackgrundierschicht und des farblosen Klarlacks zur Bildung einer zweiten Überzugsschicht auf der ersten Überzugsschicht; d) Überziehen der zweiten Überzugsschicht mit einem eingefärbten Klarlack und einem farblosen Klarlack in einem Naß-in-Naß-Verfahren, wobei der eingefärbte Klarlack Pigmentpartikel in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-% bezogen auf den Feststoffgehalt des eingefärbten Klarlacks enthält, wobei die Pigmentpartikel eine Partikelgröße im Bereich von 0,01 bis 0,4 um haben; und e) Einbrennen des überschichteten, eingefärbten Klarlacks und des farblosen Klarlacks zur Bildung einer dritten Überzugsschicht auf der zweiten Überzugsschicht.
Die Erfindung wird im folgenden nur durch Beispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die einzige Figur, Fig. 1, ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht einer Lackschicht, mit der ein Gegenstand durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung überzogen wurde.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Erfindungsgemäß umfaßt ein Verfahren zur Bildung einer Lackschicht "japanischer Art" die folgenden Schritte in der aufgeführten Reihenfolge: a) Überziehen mit einem Elektroabscheidungslack und einer Lackzwischenschicht, welche zur Bildung einer ersten Überzugsschicht eingebrannt werden; b) Überziehen der ersten Überzugsschicht mit einer Lackgrundierschicht und einem farblosen Klarlack in einem Naß-in-Naß-Verfahren, wobei die Lackgrundierschicht Aluminiumpulver in einer Menge von nicht mehr als 13 Gew.-% bezüglich des Feststoffgehalts der Lackgrundierschicht enthält; c) Einbrennen der aufgezogenen Lackgrundierschicht und des farblosen Klarlacks zur Bildung einer zweiten Überzugsschicht auf der ersten Überzugsschicht; d) Überziehen der zweiten überzugsschicht mit einem eingefärbten Klarlack und einem farblosen Klarlack in einem Naß-in-Naß-Verfahren, wobei der eingefärbte Klarlack Pigmentpartikel in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-% bezüglich des Feststoffgehalts des eingefärbten Klarlacks enthält, und wobei die Pigmentpartikel eine Partikelgröße im Bereich von 0,01 bis 0,4 um haben; und e) Einbrennen des beschichteten, eingefärbten Klarlacks und farblosen Klarlacks zur Bildung einer dritten Überzugsschicht auf der zweiten Überzugsschicht. Mit dem Begriff "japanisch" ist ein japanischer Lack oder "Urushi" auf Japanisch gemeint.
In einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren wird zuerst eine Stahlplatte oder ein Blatt, das beispielsweise einen Teil einer Außenblende eines Kraftfahrzeugs bildet, mit dem Elektroabscheidungslack überzogen. Dann wird der Elektroabscheidungslack zur Aushärtung gebrannt. Auf den gebrannten Elektroabscheidungslack wird eine Lackzwischenschicht aufgezogen und zur Härtung eingebrannt. Die so gebildeten zwei gehärteten Schichten stellen die erste Überzugsschicht dar.
Darauffolgend wird die gehärtete Lackzwischenschicht in einem Naß-in-Naß-Verfahren mit einer Lackgrundierschicht und einem farblosen Klarlack nacheinander überzogen, wobei die Lackgrundierschicht, die immer noch in nassem Zustand ist, mit dem farblosen Klarlack überzogen wird. Dann werden die so überschichtete Lackgrundierschicht und der farblose Klarlack gleichzeitig zur Aushärtung gebrannt, wodurch die zweite Überzugsschicht gebildet wird.
Als nächstes wird die zweite Überzugsschicht mit dem eingefärbten Klarlack und dem farblosen Klarlack sukzessive in einem Naß-in-Naß-Verfahren überzogen, wobei der eingefärbte Klarlack, der immer noch in einem nassen Zustand ist, mit dem farblosen Klarlack überzogen wird. Dann werden der so aufgezogene, eingefärbte Klarlack und farblose Klarlack zur Härtung gebrannt, wodurch die dritte Überzugsschicht gebildet wird. Somit wird sowohl die zweite wie auch die dritte Überzugsschicht in einer sog. "Zwei Beschichtungen und ein Einbrennen"-Weise gebildet.
Als Ergebnis wird die Lackschicht "japanischer Art", wie in Fig. 1 gezeigt, erhalten. In Fig. 1 bezeichnet die Referenznummer 1 die Stahlplatte, 2 den Elektroabscheidungslack, 3 die Lackzwischenschicht, 4 die Lackgrundierschicht, 5 den farblosen Klarlack, 6 den eingefärbten Klarlack und 7 den farblosen Klarlack. In Fig. 1 bedeuten die Buchstaben B und W/W "Brennen" und "Überziehen auf die Naß-in-Naß-Weise".
Die Lackgrundierschicht, der farblose Klarlack und der eingefärbte Klarlack werden bevorzugt aus acrylischen Polyolen und/oder acrylischen Polyolen, die mit Fluorharzen modifiziert wurden, gebildet; und ein Härter wie Melamin oder Isocyanat wird vorzugsweise verwendet.
Die Lackgrundierschicht enthält Pigment und Aluminiumpulver.
Der Gehalt an Aluminiumpulver beträgt nicht mehr als 13 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Lackgrundierschicht. Der Feststoffgehalt an Aluminiumpulver beträgt vorzugsweise nicht mehr als 8 Gew.-% in Fällen, wo die Lackgrundierschicht in einem rotfarbigen System vorliegt, wobei rote und rotähnliche Farben eingeschlossen sind, oder in Fällen, wo die Lackgrundierschicht in einem blaufarbigen System unter Einschluß von blauen und blauartigen Farben vorliegt. Es ist auch günstig, daß der Gehalt an Aluminiumpulver nicht mehr als 0,5 Gew.-% in Fällen beträgt, wo die Lackgrundierschicht in schwarzer Farbe vorliegt.
Der eingefärbte Klarlack wird durch transparente Einfärbemittel wie einen Farbstoff wie gewöhnlich eingefärbt. In diesem Fall enthält jedoch der eingefärbte Klarlack Pigmentpartikel in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt des Lackes. Die Partikelgröße des zerstäubten Pigments liegt in einem Bereich von 0,01 bis 0,4 um. Die Partikelgröße liegt vorzugsweise ine in einem Bereich von 0,2 bis 0,4 um in Fällen, wo der eingefärbte Klarlack in einem rotfarbigen System oder einem blaufarbigen System vorliegt. Selbstverständlich enthält der farblose Klarlack kein Färbemittel, wie z.B. einen Farbstoff.

BEISPIELE

Um die Lackschicht "japanischer Art" der vorliegenden Erfindung zu bewerten, werden Beispiele 1 bis 5 unter Bezug auf die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 diskutiert, welche nicht im Bereich der vorliegenden Ansprüche liegen.

BEISPIELE 1 BIS 5 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 3

Eine kaltgewalzte Stahlplatte mit Dimensionen von 70 mm x 150 mm x 0,8 mm wurde mit Zinkphosphat behandelt ("Granodine DP4000", Handelsname von Nippon Paint Co., Ltd. in Japan). Dann wurde eine Lackgrundierung ("Powertop U100", Handelsname von Nippon Paint Co., Ltd. in Japan) unter Elektroabscheidung aufgezogen, wodurch eine Überzugsschicht mit einer Dicke von 20 um gebildet wurde. Diese Lackunterschicht wurde bei 175ºC 30 min gebrannt. Danach wurde eine Lackzwischenschicht ("Orga S93", Handelsname von Nippon Paint Co., Ltd. in Japan) auf der Oberfläche der elektroabgeschiedenen Lackunterschicht durch ein Spray aufgezogen, wodurch eine Überzugsschicht mit einer Dicke von 35 um gebildet wurde. Diese Überzugsschicht der Lackzwischenschicht wurde bei 140ºC 30 min eingebrannt.
Als nächstes wurde eine Lackgrundierschicht, die in den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist, auf die Überzugsschicht der Lackzwischenschicht in einer Dicke von 15 um aufgezogen. Dann wurde die Lackgrundierschicht in einem Naß-in-Naß-Verfahren mit einem farblosen Klarlack in einer Dicke von 15 um überzogen. In anderen Worten, der farblose Klarlack wurde auf die Lackgrundierschicht, welche immer noch naß war, aufgezogen. Die so überzogene Lackgrundierschicht und der farblose Klarlack wurden bei 140ºC 30 min gebrannt, wodurch eine Überzugsschicht gebildet wurde.
Weiterhin wurde der farblose Klarlack mit einem eingefärbten Klarlack in einer Dicke von 15 um überzogen. Zusätzlich wurde ein farbloser Klarlack auf den eingefärbten Klarlack in einem Naß-in-Naß-Verfahren in einer Dicke von 15 um aufgezogen. Die so aufgezogenen Farb- und farblosen Lacke wurden bei 140ºC 30 min unter Bildung einer Überzugsschicht gebrannt. Als Ergebnis wurde jede Probe oder Testplatte der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 hergestellt.

VERGLEICHSBEISPIEL 4

Die Herstellung der Überzugsschichten aus Lackunterschicht und Lackzwischenschicht wurden auf der Stahlplatte auf dieselbe Weise wie in den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen vorgenommen. Dann wurde eine Lackgrundierschicht, wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, auf der Überzugsschicht der Lackzwischenschicht in einer Dicke von 15 um aufgezogen. Zusätzlich wurde der in Tabelle 1 gezeigte farblose Klarlack auf der Lackgrundierschicht in einem Naß-in-Naß-Verfahren in einer Dicke von 15 um aufgezogen. Die so aufgezogene Lackgrundierschicht und der farblose Klarlack wurden bei 140ºC 30 min gebrannt, wodurch eine Überzugsschicht gebildet wurde. Ferner wurde der in Tabelle 1 gezeigte, farblose Klarlack auf die so gebildete überzugsschicht aufgezogen und bei 140ºC 30 min eingebrannt. Als Ergebnis wurde eine Probe oder Testplatte des Beispiels 4 hergestellt.

AUSWERTUNGSTEST

Auswertungstests der unten aufgelisteten Punkte wurden mit den obigen Proben oder Testplatten der Beispiele und Vergleichsbeispiele durchgeführt, wodurch die in Tabelle 3 gezeigten Testergebnisse erhalten wurden.

(1) ADHÄSION DES LACKFILMS DURCH KREUZSCHNEIDETEST

Mehrere gerade Schnitte wurden parallel auf der Oberfläche des Lackfilms mit einem Abstand von 2 mm zwischen den benachbarten Linien gemacht. Dann wurden mehrere gerade Schnitte parallel zueinander auf der Oberfläche des Lackfilms in einer Weise gemacht, daß die ersten geraden Schnitte gekreuzt wurden, wodurch mehrere rechteckig geschnittene Stücke gebildet wurden. Alle diese geraden Schnitte erreichten die Oberfläche der Stahlplatte. Ein Klebeband wurde an der Oberfläche von 25 rechteckig geschnittenen Stücken angebracht. Dann wurde das Klebeband von der Oberfläche des Lackfilms in einem Zug abgezogen und der Zustand von 25 rechteckig geschnittenen Stücken des Lackfilms nach dem Abblättern wurde beobachtet, um die Haftfestigkeit der Lackschicht zu bewerten. Wenn alle 25 rechteckig geschnittenen Stücke nicht abgeblättert verblieben, wie durch "25/25" in Tabelle 3 angezeigt, wurde die Haftfestigkeit des Lackfilms als ausgezeichnet bewertet.

(2) WETTERBESTÄNDIGKEIT

Ein Wetterbeständigkeits- oder Lichteinstrahlungstest wurde mit jeder der Proben oder Probenplatten unter Verwendung eines Sonnenscheinwettermessers (sunshine weather-ometer, hergestellt von Suga Test Instrument Co., Ltd. in Japan) unter Testbedingungen, worin die Temperatur einer schwarzen (Standard) Blende 63º C betrug; Regen wurde verwendet; und die Testzeit betrug 750 h. Nach diesem Test wurden die folgenden Punkte ausgwählt:

a) Glanzerhaltungsrate (GR):

GR (Glanzerhaltungsrate) % = Glanz vor dem Wetterbeständigkeitstest/Glanz nach dem Wetterbeständigkeitstest x 100

b) Farbunterschied (ΔE):

ΔE (Farbunterschied) wurde durch einen SM-Colorcomputer gemessen, hergestellt von Suga Test Instrument Co., Ltd. in Japan. Der Farbunterschied war der Unterschied in der Farbe zwischen den Farben der Proben vor und nach dem Wetterbeständigkeitstest.

(3) Gefühlsmäßiger Eindruck

a) Transparenzeindruck: Der Transparenzeindruck jeder Probe wurde von der Oberfläche des Lackfilms hier durch visuelle Beobachtung bewertet.
b) Eindruck räumlicher Tiefe: Das Vermitteln eines Eindrucks räumlicher Tiefe jeder Probe wurde durch visuelle Beobachtung von der Oberfläche des Lackfilms her bewertet. Tabelle 1 Acrylisches Polyol (A) Melamin (B) Lackgrundierschicht Farbloser Klarlack Eingefärbter Klarlack Coatax LU651 2) (Handelsname von Toray Co., Ltd. in Japan) Dianal LR532 3) (Handelsname von Mitsubishi Rayon Co., Ltd. in Japan Cymel 327 (Handelsname von Mitsui Cynamid Co., Ltd. in Japan)
Anmerkungen 1): Verhältnis im Harzfeststoffanteil
2): Nichtflüchtiger Anteil ... 50 Gew.-%
3): Nichtflüchtiger Anteil ... 60 Gew.-% Tabelle 2 Beispiel Vergleichsbeispiel Lackgrundierschicht Farbiger Klarlack Aluminiumgehalt (Gew.-%) Partikelgröße des Pigments (um) Konzentration des Pigments (Gew. %) Anmerkung: Ein Wert in ( ) stellt den im Fall von schwarzer Farbe dar. Tabelle 3 Beispiel Vergleichsbeispiel Adhäsion Wetterbestandigkeit Transparenzeindruck Eindruck räumlicher Tiefe gut schlecht

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Lackschicht "japanischer Art", umfassend die folgenden Schritte in der aufgeführten Reihenfolge:

a) Aufziehen eines Elektroabscheidungslacks (2) und einer Lackzwischenschicht (3), welche zur Bildung einer ersten Überzugsschicht gebrannt werden;

b) Überziehen der ersten Überzugsschicht mit einer Lackgrundierschicht (4), welche wahlweise ein Pigment enthält, und einem farblosen Klarlack (5) in einem Naß-in-Naß-Verfahren, wobei die Lackgrundierschicht (4) Aluminiumpulver in einer Menge von nicht mehr als 13 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Lackgrundierschicht enthält;

c) Einbrennen der Lackgrundierschicht (4) und des farblosen Klarlacks (5) zur Bildung einer zweiten Überzugsschicht auf der ersten Überzugsschicht;

d) Überziehen der zweiten Überzugsschicht mit einem eingefärbten Klarlack (6) und einem farblosen Klarlack (7) in einem Naß-in-Naß-Verfahren, wobei der eingefärbte Klarlack (6) Pigmentpartikel in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt des eingefärbten Klarlacks enthält, und die Pigmentpartikel eine Partikelgröße im Bereich von 0,01 bis 0,4 um haben; und

e) Einbrennen des eingefärbten Klarlacks (6) und des farblosen Klarlacks (7) zur Bildung einer dritten Überzugsschicht auf der zweiten Überzugsschicht.

2. Verfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin Schritt (a) das Überziehen und Einbrennen des Elektroüberzugslacks (2) vor dem Überziehen und Einbrennen der Lackzwischenschicht (3) umfaßt.

3. Verfahren, wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, worin Schritt (b) das Überziehen der Lackgrundierschicht (4) vor dem Überziehen des farblosen Klarlacks (5) umfaßt.

4. Verfahren, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin Schritt (d) das Überziehen des eingefärbten Klarlacks (6) vor dem Überziehen mit dem farblosen Klarlack (7) umfaßt.

5. Verfahren, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin die Lackgrundierschicht (4), der eingefärbte Klarlack (6) und die farblosen Klarlacke (5, 7) jeweils aus einem synthetischen Harz gebildet werden, ausgewählt aus einem acrylischen Polyol und einem acrylischen Polyol, das mit einem Fluorharz modifiziert wurden, wobei das Harz vorzugsweise einen Härter enthält, ausgewählt aus Melamin und Isocyanat.

6. Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, worin die Lackgrundierschicht (4) in einem rotfarbigen oder blaufarbigen System vorliegt und Aluminiumpulver in einer Menge von nicht mehr als 8 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Lackgrundierschicht, enthält.

7. Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, worin die Lackgrundierschicht (4) in einer schwarzen Farbe vorliegt und Aluminiumpulver in einer Menge von nicht mehr als 0,5 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Lackgrundierschicht, enthält.

8. Verfahren, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin der eingefärbte Klarlack (6) in einem rotfarbigen oder blaufarbigen System vorliegt und Pigmentpartikel in einer Partikelgröße im Bereich von 0,2 bis 0,4 um enthält.

9. Verfahren, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin der eingefärbte Klarlack (6) Pigmentpartikel in einer Menge im Bereich von 2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt des eingefärbten Klarlacks, enthält.

10. Verfahren, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin Schritt (a) auf die Oberfläche einer Stahlplatte (1) angewandt wird, welche einen Teil einer Außenblende eines Kraftfahrzeugs bildet.