DE69408925T2

DE69408925T2 - Beschichtungsverfahren

Info

Publication number: DE69408925T2
Application number: DE1994608925
Authority: DE
Inventors: Koichi Inoue; Shannon Libke; Koichi Tsutsui
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2014-09-17
Also published as: DE69408925D1; EP0643996A1; EP0643996B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gegenstandes gemäß einem Beschichtungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Dieser beschichtete Gegenstand kann ein oberflächig beschichtetes Metallprodukt oder ein oberflächig beschichtetes Kunststoffprodukt sein, wie beispielsweise ein Kraftfahrzeugteil, ein Baumaterial, ein Bauelement, ein Haushaltsgegenstand oder ein ähnlicher beschichteter Gegenstand.
Ein Verfahren dieser Art ist aus dem Dokument EP-A-0 372 740 bekannt. Im einzelnen offenbart dieses Dokument ein Verfahren zur Beschichtung eines Kunststoffsubstrates mit nachstehenden Verfahrensschritten:
a) Vorwärmung des Substrates auf eine ausreichende Temperatur und für eine ausreichende Zeitspanne, um das Substrat zu entgasen; hierbei ist die Temperatur höher als jene Temperatur, die zur Härtung bzw. Vernetzung eines nachfolgend aufgebrachten Pulverbeschichtungsmaterials erforderlich ist;
b) unmittelbar danach wird ein Pulverbeschichtungsmaterial auf das vorgewärmte Substrat aufgebracht, das immer noch eine höhere Temperatur aufweist, als die zur Vernetzung des Pulverbeschichtungsmaterials erforderlich Temperatur; und
c) unmittelbar daraufhin wird das beschichtete Substrat für eine ausreichende Zeitspanne auf eine Temperatur erwärmt, die zur Vernetzung des Pulverbeschichtungsmaterials erforderlich ist
Die zu diesem bekannten Vorwärmungs-Verfahrensschritt erforderlichen Zeitspannen und Temperaturen können etwas variieren, was von der Art des Substrates und des Pulverbeschichtungsmaterials abhängt. Typischerweise beträgt die Temperatur wenigstens 149º C und vorzugsweise ist eine Temperatur im Bereich von 163 bis 204º C vorgesehen; die Vorwärmungsdauer beträgt typischerweise wenigstens 15 Minuten; üblicherweise ist eine Vorwärmungsdauer im Bereich von 15 bis 60 Minuten vorgesehen. Nach dem Vorwärmungs-Verfahrensschritt wird das Pulverbeschichtungsmaterial umgehend auf dem vorgewärmten Substrat aufgebracht (d.h., bevor das Substat unter die Vernetzungstemperatur des Pulverbeschichtungsmaterials abkühlt). Vorzugsweise kann das Pulverbeschichtungsmaterial mit Hilfe elektrostatischer Spritzlackierung aufgebracht werden. Nachdem das Pulverbeschichtungsmaterial aufgebracht worden ist, wird das beschichtete Substrat umgehend (d.h., bevor das Substrat unter die Vernetzungstemperatur des Pulverbeschichtungsmaterials abkühlt) für eine ausreichende Zeitspanne auf eine Temperatur erwärmt, um das Pulverbeschichtungsmaterials zu vernetzen. Während des Beschichtungsverfahrens darf die Temperatur zu keinem Zeitpunkt unter die Vernetzungstemperatur des Pulverbeschichtungsmaterials absinken.
Sofern ein Kunststoffsubstrat mit Hilfe eines Pulverbeschichtungsverfahrens mit einem Pulverbeschichtungsmaterial beschichtet werden soll, besteht die Gefahr von "popping". Hierbei handelt es sich um eine Abplatzen von Oberflächenbestandteilen infolge einer oberflächigen Porosität des Substrates. "Popping" führt zur Entfernung kleinerer oder größerer Teile der Beschichtung und beeinträchtigt den optischen Eindruck der Beschichtung.
Das vorstehend erläuterte Beschichtungsverfahren (das auch in der Japanischen Patentpublikation Hei-2-194878 offenbart ist) sucht dieses "popping" dadurch zu vermeiden, daß das Substrat auf eine Temperatur erwärmt wird, die zur Entgasung ausreicht, bevor die Beschichtungsschicht(en) aufgebracht wird bzw. werden. Jedoch ist die für die Erwärmung eines Kunststoffsubstrates vorgeschlagene Temperatur zu hoch, weil unvermeidbar eine teilweise Vernetzung des Pulverbeschichtungsmaterials erfolgen wird, was den optischen Eindruck des Produktes beeinträchtigen kann.
Die Japanische Patentveröffentlichung Sho-51-43152 offenbart ein Verfahren zur Aufbringung einer Beschichtungsdeckschicht mit Hilfe eines Pulverbeschichtungs-Verfahrensschrittes nach der Bildung einer Grundierungsschicht, die eine wärmehärtbare Kunstharzbeschichtungsschicht aufweist. Zu diesem Verfahren gehört ein Verfahrensschritt der Erwärmung des Substrates, um den Gehalt der Grundierungsschicht an flüchtigen Komponenten auf nicht mehr als 6 Gew.-% zu verringern, um so den metallischen Eindruck und die Haltbarkeit der Beschichtungsschicht(en) zu verbessern, sowie um die Übertragungsleistung (Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials) des Pulverbeschichtungsverfahrens zu steigern.
Die vorstehend erläuterten Verfahren versuchen die mit Pulverabeschichtungs-Verfahrensschritten arbeitenden Beschichtungsverfahren zu verbessern, wobei einerseits, wenn der Gehalt an flüchtigen Komponenten der Grundierungsschicht auf etwa 6 Gew.-% oder weniger beschränkt ist, eine Verbesserung der Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials durch den restlichen Gehalt an flüchtigen Anteilen begrenzt ist. Andererseits kann eine übermäßige Erwärmung des Substrates, um den Gehalt an flüchtigen Komponenten zu vermindern, das Pulverbeschichtungsverfahren beeinträchtigen und kann zu einer Verschlechterung des optischen Eindrucks der beschichteten Gegenstände führen. Tatsächlich verbleibt das vor- Stehend erläuterte Problem einer Verbesserung der Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials (Übertragungsleistung) weiterhin ungelöst.
Davon ausgehend besteht das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem (Aufgabe der Erfindung) darin, die Übertragbarkeit eines Pulverbeschichtungsmaterials bei einem Verfahren zur Herstellung beschichteter Gegenstände der vorstehend dargelegten gattungsgemäßen Art zu verbessern, ohne daß eine übermäßige Verschlechterung des optischen Eindrucks der beschichteten Gegenstände auftritt.
Ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gegenstandes, mit den Verfahrensschritten:
- es wird ein Gegenstand bereitgestellt, der ein Substrat aus Kunststoff aufweist, oder der ein Substrat aus Kunststoff oder Metall aufweist, das mit einer Grundanstrichschicht versehen ist, die eine Kunststoffkomponente enthält,
- dieses Substrat wird auf eine vorgegebene Temperatur vorgewärmt,
- auf dem vorgewärmten Substrat wird mit Hilfe eines elektrostatischen Beschichtungsverfahrens ein eine Kunstharzkomponente enthaltendes Pulverbeschichtungsmaterials aufgebracht, um eine Pulverbeschichtung zu erzeugen,
ist eine erfindungsgemäße Lösung des vorstehend dargelegten technischen Problems dadurch gekeimzeichnet, daß zur Steigerung der Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials beim elektrostatischen Beschichtungsverfahren das Substrat vorgewärmt wird auf eine Temperatur im Bereich von 40 bis 140º C,
jedoch innerhalb dieses Temperaturbereiches auf eine Temperatur
- oberhalb der Glasübergangstemperatur des Kunststoffmaterials, welches das Substrat bildet, oder
- oberhalb der Glasübergangstemperatur der Kunststoffkomponente der Grundanstrichschicht;
- oberhalb der Glasübergangstemperatur der Kunstharzkomponente des Pulverbeschichtungsmaterials; und
- unterhalb der Vernetzungstemperatur der Kunstharzkomponente des Pulverbeschichtungsmaterials;
- unterhalb der Vernetzungstemperatur der Kunststoffkomponente der Grundanstrichschicht, wenn ein Substrat eingesetzt wird, das aus Kunststoff oder aus Metall besteht und das eine Grundanstrichschicht aufweist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Gegenstand ein Substrat aus Kunststoff oder Metall aufweisen, und dieses Substrat ist mit einer Grundanstrichschicht versehen, welche weniger als 10 Gew.-% flüchtige Komponenten enthält.
Weiterhin kann diese Grundanstrichschicht durch galvanische oder elektrolytische Abscheidung erhalten worden sein oder mit Hilfe eines wässrigen Beschichtungsverfahrens erzeugt worden sein, und in diesen Fällen ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Grundanstrichschicht weniger als 2 Gew.-% flüchtige Aminoverbindung enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der nicht flüchtigen Anteile.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren mehr im einzelnen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren kann zur Beschichtung der Oberfläche von Kunststoffsubstraten angewandt werden. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren zur Beschichtung der Oberfläche eines Metallsubstrates oder eines Kunststoffsubstrates angewandt werden, nachdem vorher eine Beschichtungsschicht aufgebracht worden ist, die eine Grundanstrichschicht auf dieser Substratoberfläche bildet. Die Erzeugung dieser Grundanstrichschicht kann nach bekannten Verfahren erfolgen, etwa nach galvanischer oder elektrostatischer Abscheidung, oder durch Aufbringung einer wässrigen Beschichtungsmischung, oder nach mit einem Lösungsmittel arbeitenden Beschichtungsverfahren oder nach einem Pulverbeschichtungsverfahren. Im Falle eines Metallsubstrates kann dieses Metall beispielsweise ausgewählt werden aus Eisenmaterialien und anderen elektrisch leitenden metallischen Materialien; ein besonders bevorzugtes metallisches Substrat ist ein mit Eisenphosphat behandeltes Stahlblech oder ein mit Zinkphosphat behandeltes Stahlblech. die Oberfläche eines Kunststoffsubstrates und/ oder die Oberfläche einer Grundanstrichschicht, die auf der Oberfläche eines Substrates aus Metall oder aus Kunststoff aufgebracht ist, bildet die Substratoberfläche für die Anwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens. Deshalb und im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll unter "Oberfläche" sowohl die Oberfläche des Kunststoffsubstrates wie die Oberfläche der Grundanstrichschicht verstanden werden.
Es bestehen keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Auswahl der Pulverbeschichtungsmaterialien, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines beschichteten Gegenstandes angewandt werden können. Typischerweise enthält das Pulverbeschichtungsmaterial ein Grundmaterial oder Trägermaterial und Pigmente. Das Trägermaterial kann beispielsweise ausgewählt sein aus Polyesterharzen, Acrylharzen, Epoxyharzen und anderen Kunstharzen. In dieses Trägermaterial sind Pigmente und Zusatzstoffe in solcher Form eingearbeitet, daß ein Pulver erhalten wird, das zu 100 % aus nicht flüchtigen Anteilen besteht.
Die Teilchengröße des das Pulverbeschichtungsmaterial bildenden Pulvers kann - bestimmt als mittlerer mengenmäßiger Teilchendurchmesser - von 5 um bis 50 um reichen; vorzugsweise ist eine Teilchengröße im Bereich von 8 um bis 40 um vorgesehen. Sofern der mittlere Teilchendurchmesser im Bereich von 5 um bis 20 um liegt, dann soll der Anteil von Teilchen mit einem Teilchendurchmesser kleiner als 5 um, vorzugsweise weniger als 25 Gew.-% ausmachen. Sofern der mittlere Teilchendurchmesser im Bereich von 20 um bis 50 um liegt, dann soll die Standardabweichung der mittleren Teilchengrößenverteilung vorzugsweise nicht mehr als 20 um betragen. Die Standardabweichung der Teilchengrößenverteilung wird mit nachstehendem Term ausgedrückt.
[Σ {(D - X) ² F } /X F ] 1/2
wobei:
D bedeutet den Durchmesser jedes einzelnen Teilchens;
X bedeutet den mittleren mengenmäßigen Teilchendurchmesser;
X bedeutet den Ausdruck X (D F)/Σ F ; und
F bedeutet das Vorkommen (Häufigkeit) der Teilchen.
Weiterhin ist die Natur des das Substrat bildenden Kunststoffmaterials nicht von kritischer Bedeutung. Das heißt, das Substrat kann aus einem thermoplastischem Kunststoffmaterial oder aus einem druoplastischen Kunststoffmaterial bestehen; das Kunststoffmaterial kann verstärkt sein, obwohl keine Notwendigkeit zur Verstärkung besteht. Das heißt, das das Substrat bildende Kunststoffmaterial kann beispielsweise ausgewählt werden aus Phenolharzen, einschließlich Zellulose-modifizierten Phenolharzen, aus Siliconharzen, aus Aminoharzen, aus Polyurethanen, aus Polystyrolen. aus Polypropylenen, aus thermoplastischen Acrylharzen, Polyvinylchloriden, Polyacrylnitrilen, Polybutadienen und Acrylnitril-Butadien-Copolymeren.
Sofern der das Substrat bildende Kunststoff Verstärkungsfasern enthält, kann es sich bei diesen Fasern beispielsweise um Borfasern oder um andere Fasern handeln, jedoch ausgenommen Glasfasern.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gegenstandes wird die Temperatur des Substrates auf eine Temperatur im Bereich von 40 bis 140º C erhöht, jedoch innerhalb dieses Temperaturbereiches auf eine Temperatur
- oberhalb der Glasübergangstemperatur des Kunststoffmaterials, welches das Substrat bildet, oder
- oberhalb der Glasübergangstemperatur der Kunststoffkomponente der Grundanstrichschicht;
- oberhalb der Glasübergangstemperatur der Kunstharzkomponente des Pulverbeschichtungsmaterials; und
- unterhalb der Vernetzungstemperatur der Kunstharzkomponente des Pulverbeschichtungsmaterials,
- unterhalb der Vernetzungstemperatur der Kunststoffkomponente der Grundanstrichsschicht, wenn ein Substrat eingesetzt wird, das aus Kunststoff oder Metall besteht und das eine Grundanstrichschicht aufweist.
Bei einer Substrattemperatur unterhalb 40º C ist die Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials schlecht; eine Substrattemperatur oberhalb 140º C kann eine beschleunigte teilweise Vernetzung der Pulverpartikel verursachen, welche das Pulverbeschichtungsmaterial bilden; eine solche teilweise Vernetzung kann den optischen Eindruck des fertig beschichteten Produktes beeinträchtigen.
Um die Substrattemperatur auf einen solchen Wert zu steigern, kann eine Vorwärmung des Substrates erfolgen, bevor das Pulverbeschichtungsmaterial aufgebracht wird. Sofern eine Grundierung einschließlich Trocknungsstufe durchgeführt wird, kann der nachfolgende Verfahrensschritt der Puverbeschichtung durchgeführt werden, bevor nach der Trocknungsstufe im Verlauf der Substratgrundierung eine erneute Abkühlung durchgeführt wird.
Ganz allgemein gesprochen ist die vorstehend dargelegte Temperatur des erwärmten Substrates vorzugsweise nicht höher als die obere Grenze der Trocknungstemperatur beim Pulverbeschichtunqsverfahren. Sofern die Substratoberfläche eine Grundanstrichschicht aufweist, dann soll die obere Grenze dieser Tempertur vorzugsweise nicht höher sein, als die obere Grenze der Trocknungstemperatur bei einem Verfahren zur Aufbringung der Grundanstrichschicht und weiterhin nicht höher als die obere Grenze der Trocknungstemperatur beim Pulverbeschichtungsverfahren.
Sofern die Pulverbeschichtungsschicht direkt auf der Oberfläche eines Substrates aus Kunststoff aufgebracht werden soll, soll die obere Grenze der vorstehend genannten Temperatur vorzugsweise unterhalb der Verformungstemperatur des Kunststoffes gehalten werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Substratoberfläche eine Grundanstrichschicht aufweist, soll der Gehalt dieser Grundanstrichschicht an flüchtigen Komponenten so kontrolliert werden, daß diese Grundanstrichschicht nicht mehr als 10 Gew.-% flüchtige Komponenten enthält, bezogen auf das Gewicht dieser Grundanstrichschicht. Sofern dieser Grenzwert von 10 Gew.-% an flüchtigen Anteilen überschritten wird, dann können eine Schaumentwicklung, eine Oberflächenrauhigkeit und eine Vergilbung auftreten, was wiederum den optischen Eindruck des Fertigproduktes beeinträchtigen kann. Ein bevorzugter Grenzwert der Grundanstrichschicht an flüchtigen Anteilen beträgt 5 Gew.-% oder weniger.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Substratoberfläche eine Grundanstrichschicht aufweist, die durch ein galvanisches oder elektrostatisches Abscheidungsverfahren oder durch Aufbringung einer wässrigen Beschichtungsmischung erzeugt worden ist, kann diese Grundanstrichschicht eine flüchtige Aminoverbindung enthalten. Der Anteil an dieser flüchtigen Aminoverbindung soll so kontrolliert werden, daß diese Grundanstrichschicht nicht mehr als 2 Gew.-% flüchtige Aminoverbindung enthält, bezogen auf das Gewicht der nicht flüchtigen Anteile, die in dieser Grundanstrichschicht enthalten sind. Sofern dieser Grenzwert von 2 Gew.-% flüchtiger Aminoverbindung überschritten wird, erweist sich der optische Eindruck des Fertigproduktes als nicht so gut, wie das gewünscht wird. Ein bevorzugter Grenzwert dieser flüchtigen Aminoverbindung beträgt 1,5 Gew.-% und noch weiter bevorzugt ist ein oberer Grenzwert von 1,2 Gew.-%.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Substratoberfläche aus Kunststoff besteht und/oder eine Grundanstrichschicht aufweist, die wenigstens eine Kunststoffkomponente enthält, wird diese Oberfläche zuerst auf die vorstehend genannte Temperatur erwärmt, und daraufhin wird das elektrostatische Beschichtungsverfahren durchgeführt, um eine Pulverbeschichtungsschicht aufzubringen. Das elektrostatische Beschichtungsverfahren als solches kann in üblicher Weise durchgeführt werden.
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in das das Substrat bildende Kunststoffmaterial eine elektrisch leitende, teilchenförmige Substanz wie etwa Graphitpulver eingearbeitet sein, um diesem Substrat elektrische Leitfähigkeit zu erteilen. Ein ähnlicher Effekt kann erzielt werden durch Anwendung einer elektrisch leitenden Verstärkungsfaser als Komponente des Substratmaterials. Sofern das erforderlich ist, kann ein Kunststoffsubstrat mit einer elektrisch leitenden Grundierung oder mit einer elektrisch leitenden Waschlösung beschichtet werden, um dem Substrat elektrisch Leitfähigkeit zu erteilen.

BEISPIELE:

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung und sollen keinesfalls als Beschränkung des Schutzbereichs der Erfindung interpretiert werden.

Bezugsbeispiel 1:

Erzeugung einer wässrigen metallischen Beschichtungsmischung

Zu 140 Gew.-Teilen eines wässrigen Acrylharzes mit einem Hydroxylwert von 20 und mit einem Säurewert von 58 (Aminoneutralisiert; 50 % nichtflüchtige Anteile) werden 30 Gew.- Teile Cymel 303 (ein von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. vertriebenes methoxyliertes Methylolmelamin) hinzugefügt. Anschließend werden 15 Gew.-Teile Aluminiumpigmentpaste (AW- 666, Asahi Chemical Industry Co., Ltd.) hinzugefügt. Das so erhaltene Gemisch wird gerührt und liefert eine wässrige metallische Beschichtungsmischung

Bezugsbeispiel 2:

Erzeugung eines acrylischen Pulverbeschichtungsmaterials

Zu 315 Gew.-Teilen eines Glycidylgruppen enthaltenden Acrylharzes (mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von 52ºC) werden 80,5 Gew.-Teile Decan-dicarbonsäure, 4 Gew.-Teile Oberflächenvergütungsmittel und 2 Gew.-Teile Benzom hinzugefügt. Nach einer Schmelz-Compoundierungs-Stufe wird die so erhaltene Zusammensetzung fein zerkleinert und liefert ein acrylisches Pulverbeschichtungsmaterial.

Bezugsbeispiel 3:

Erzeugung eines Polyester-Pulverbeschichtungsmaterials

Zu 100 Gew.-Teilen eines Carboxylgruppen enthaltenden Polyesterharzes (Tg: 63ºC) werden 7,5 Gew.-Teile Triglycidylisocyan-urat, 60 Gew.-Teile Titandioxid, 0,4 Gew.-Teile Oberflächenvergütungsmittel und 1,1 Gew.-Teile Benzoin hinzugefügt. Nach einer Schmelz-Compoundierungs-Stufe wird die so erhaltene Zusammensetzung fein zerkleinert und liefert ein Polyester-Pulverbeschichtungsmaterial

Beispiel 1:

An einem mit Eisenphosphat behandelten Stahlblech wird eine elektrophoretische Lackierung (Powertop, U-Reihe, Nippon Paint Co., Ltd.) durchgeführt, die eine Grundanstrichschicht mit einer Schichtdicke von 20 um liefert. In einem weiteren Beschichtungsverfahrensschritt (OTOH-Reihe, Nippon Paint Co., Ltd.) wird eine Zwischenbeschichtungsschicht aufgebracht, die eine Schichtdicke von 35 um aufweist. Das mit der Grundanstrichschicht und der Zwischenbeschichtungsschicht versehene Stahlblech wird anschließend mit der wässrigen metallischen Beschichtungsmischung nach Bezugsbeispiel 1 beschichtet und wird daraufhin jeweils 10 min lang bei 80ºC, 10 min lang bei 100ºC und 10 min lang bei 120ºC getrocknet. Daraufhin werden Proben des so beschichteten und getrockneten Stahlbleches auf verschiedene Substrattemperaturen erwärmt, wie in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben. Anschließend wird in einem elektrostatischen Beschichtungsverfahrensschritt das acrylische Pulverbeschichtungsmaterial nach Bezugsbeispiel 2 aufgebracht (Beschichtungsbedingungen: angelegte Spannung -80 kV; Übertragungsgeschwindigkeit 120 g/min). Anschließend wird an jeder Probe die Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials geprüft. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben: Tabelle 1:
Die vorstehenden Ergebnisse bestätigen, daß eine Verbesse rung der Übertragbarkeit dann erzielt werden kann, wenn die Substrattemperatur bei einem Wert gehalten wird, der nicht unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) der Acrylharzkomponente liegt, die in dem Pulverbeschichtungsmaterial enthalten ist.

Beispiel 2:

Ein für die Anwendung als Kraftfahrzeug-Stoßstange bestimmtes Formteil aus Kunststoff mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von 90º C (Mitsui Petrochemical Co., Ltd.) wird zuerst mit Trichlorethan behandelt wird und daraufhin mit einer leitfähigen Grundierung (RB-1140 CD-Grundanstrichmittel der Nippon Paint Chemical Co., Ltd.) beschichtet. Dieses Kunststoff-Formteil wird daraufhin auf verschiedene Temperaturen gebracht, wie nachstehend in Tabelle 2 angegeben. Anschließend wird in einer elektrostatischen Beschichtungsverfahrensstufe das acrylische Pulverbeschichtungsmaterial nach Bezugsbeispiel 2 aufgebracht. Die Beschichtungsbedingungen sind die gleichen wie vorstehend in Beispiel 1 angegeben. Anschließend wird zu jeder Probe die Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials bestimmt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt: Tabelle 2:
Die vorstehenden Ergebnisse bestätigen, daß eine verbesserte Übertragbarkeit dann erhalten werden kann, wenn die Substrattemperatur bei einem Wert gehalten wird, der nicht unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) der Acrylharzkomponente des Pulverbeschichtungsmaterials liegt. Eine sogar noch deutlichere Verbesserung der Übertragbarkeit kann dann erzielt werden, wenn die Substrattemperatur bei einem Wert gehalten wird, der nicht unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Kunststoffmaterials liegt, welches das Substrat bildet.

Beispiel 3:

Wie in Beispiel 1 angegeben wird ein mit Eisenphosphat behandeltes Stahlblech elektrophoretisch beschichtet, um eine Grundanstrichschicht zu erzeugen, auf der anschließend eine Zwischenbeschichtungsschicht aufgebracht wird, die mit der wässrigen metallischen Beschichtungsmischung nach Bezugsbeispiel 1 beschichtet wird. Daraufhin werden Proben des so beschichteten Bleches vorgewärmt, nämlich 5 min lang auf 80º C, 10 min lang auf 80º C, 5 min lang auf 90º C, 5 min lang auf 100º C, 5 min lang auf 130º C und 5 min lang auf 140º C. Ohne Durchführung eines Abkühlungsschrittes werden die Blechproben mit dem acrylischen Pulverbeschichtungsmaterial nach Bezugsbeispiel 2 beschichtet. Die Beschichtungsbedingungen sind die gleichen, wie in Beispiel 1 angegeben. Daraufhin wird jede Probe 25 min lang bei 150º C getrocknet. Daraufhin wird der Gehalt an nichtflüchtigen Komponenten (Gew.-%) und der Gehalt an flüchtiger Aminoverbindung (Gew.-% bezogen auf den Gesamtgehalt an nicht flüchtigen Anteilen) der aus der wässrigen metallischen Beschichtung erhaltenen Zwischenbeschichtungsschicht bestimmt; anschließend erfolgt eine Vorwärmung. Zusätzlich wird der optische Eindruck des Fertigproduktes bewertet. Der optische Eindruck wird bewertet anhand des NSIC-Meßwertes, der mit Hilfe eines tragbaren Meßinstrumentes zur Bestimmung der Schärfe der Reflexion (Sugai Shikenki Co.) gemessen worden ist. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 3 angegeben: Tabelle 3:
Aus der vorstehenden Tabelle 3 ist ersichtlich, daß ein Endprodukt mit gutem optischen Eindruck dann erhalten werden kann, wenn der Gehalt an flüchtigen Komponenten der Zwischenschicht auf einen Wert nicht größer als 10 Gew.-% eingestellt und/oder der Aminogehalt dieser Zwischenschicht auf einen Wert nicht größer als 2 Gew.-% eingestellt wird, bezogen auf das Gesamtgewicht an nichtflüchtigen Anteilen dieser Zwischenschicht.

Beispiel 4:

Ein mit Zinkphosphat behandeltes Stahlblech, das eine Schichtdicke von 0,6 mm aufweist, wird in gleicher Weise mit einer Zwischenbeschichtungsschicht versehen, wie in Beispiel 1 angegeben; hierbei wird eine Zwischenbeschichtungsschicht mit einer Schichtdicke von 35 um erhalten. Proben dieses beschichteten Bleches werden auf verschiedene Temperaturen gebracht, wie in der nachstehenden Tabelle 4 angegeben. Daraufhin wird eine elektrostatische Beschichtungsverfahrensstufe durchgeführt, um das Polyester-Pulverbeschichtungsmaterial nach Bezugsbeispiel 3 aufzubringen. Die Beschichtungsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1 angegeben. Daraufhin wird für jede Probe die Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials bestimmt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt: Tabelle 4:
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gegenstandes wird die Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials gesteigert, und die Ausnutzung des Pulverbeschichtungsmaterials ist verbessert, wenn eine Vorwärmung des Substrates auf eine Temperatur erfolgt, die nicht unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) der Kunstharzkomponente des Pulverbeschichtungsmaterials liegt.
Aus diesem Grunde erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren als wertvoll zur Vermeidung von Umweltschäden und verbessert das Regime zur Behandlung von Abfällen.
Weiterhin kann in der Aufeinanderfolge der nachstehenden Verfahrensschritte
- Bereitstellung eines Stahlbleches,
- Aufbringung einer Grundierung,
- Trocknung,
- Abkühlung,
- Aufbringung einer Pulverbeschichtungsschicht
der Verfahrensschritt der Abkühlung weggelassen werden.
In der Aufeinanderfolge der Verfahrensschritte zur Beschichtung von Kraftfahrzeugteilen, einschließlich
- Aufbringung einer wässrigen Grundanstrichschicht,
- Vorwärmung,
- Abkühlung,
- Aufbringung einer klaren, durchsichtigen Deckschicht mit Hilfe eines Pulverbeschichtungsverfahrens,
kann in gleicher Weise der Verfahrensschritt der Abkühlung weggelassen werden.
Aus diesem Grunde können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Vorteile erzielt werden, die unter anderem die Einsparung von Arbeit und Energie betreffen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gegenstandes, mit den Verfahrensschritten:

- es wird ein Gegenstand bereitgestellt,

-- der ein Substrat aus Kunststoffmaterial aufweist, oder

-- der ein Substrat aus Kunststoff oder Metall aufweist, das mit einer Grundanstrichschicht versehen ist, die eine Kunststoffkomponente enthält,

- dieses Substrat wird auf eine vorgegebene Temperatur vorgewärmt,

- auf dem vorgewärmten Substrat wird mit Hilfe eines elektrostatischen Beschichtungsverfahrens ein eine Kunstharzkomponente enthaltendes Pulverbeschichtungsmaterial aufgebracht, um eine Pulverbeschichtung zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steigerung der Übertragbarkeit des Pulverbeschichtungsmaterials beim elektrostatischen Beschichtungsverfahren das Substrat vorgewärmt wird auf eine Temperatur im Bereich von 40 bis 140º C, jedoch innerhalb dieses Temperaturbereiches auf eine Temperatur

- oberhalb der Glasübergangstemperatur des Kunststoffmaterials, welches das Substrat bildet, oder

- oberhalb der Glasübergangstemperatur der Kunststoffkomponente der Grundanstrichschicht;

- oberhalb der Glasübergangstemperatur der Kunstharzkomponente des Pulverbeschichtungsmaterials; und

- unterhalb der Vernetzungstemperatur der Kunstharzkomponente des Pulverbeschichtungsmaterials;

- unterhalb der Vernetzungstemperatur der Kunststoffkomponente der Grundanstrichschicht, wenn ein Substrat eingesetzt wird, das aus Kunststoff oder aus Metall besteht und das eine Grundanstrichschicht aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch -gekennzeichnet, daß ein Substrat verwendet wird, das eine Grundanstrichschicht aufweist; und

diese Grundanstrichschicht weniger als 10 Gew.-% flüchtige Komponenten enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch .gekennzeichnet, daß ein Substrat verwendet wird, das eine Grundanstrichschicht aufweist, die durch galvanische oder elektrolytische Abscheidung erhalten worden ist, oder die mit Hilfe eines wässrigen Beschichtungsverfahrens erzeugt worden ist; und

diese Grundanstrichschicht weniger als 2 Gew.-% flüchtige Aminoverbindung enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der nichtflüchtigen Anteile.