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Technisches Gebiet:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines
Schweißbereiches
eines Stahlbleches, und sie betrifft insbesondere ein praktisch
verbessertes Beschichtungsverfahren, welches das Aufbringen eines
Dichtmittels (Dichtstoff, Versiegelung) auf einen Schweißbereich
einer Stahlplatte umfaßt, wobei
Höhenunterschiede,
Unebenheiten etc. des Schweißbereiches
zum Erhalt eines ebenen und glatten Aussehens und einer ausgezeichneten
langzeitbeständigen
Beschichtung bedeckt bzw. verdeckt werden.
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Stand der Technik:
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Teile
und dergleichen von Fahrzeugen, wie Automobilen, werden üblicherweise
mittels Schweißen
von Stahlblechen zum Erhalt einer gewünschten Form zusammengesetzt.
Der durch das Schweißen
verbundene Bereich weist Höhenunterschiede
auf und folglich ist die Endbeschaffenheit in bezug auf das Aussehen
ziemlich schlecht, wenn eine Beschichtung auf diesen, so wie er
ist, aufgetragen wird. Als Mittel zur Lösung dieser Probleme wurden
Vorschläge
gemacht, welche ein Verfahren, bei dem eine Legierung, wie geschmolzenes Lötmetall,
auf einen Schweißbereich
aufgeschichtet, dann zum Erhalt einer glatten Oberfläche geschliffen
und dann eine Beschichtung aufgebracht wird; ein Verfahren, bei
dem ein Dichtmittel (Dichtstoff), welches im wesentlichen Poly(vinylchlorid)sol
oder dergleichen enthält,
mit dem Ziel der Vermeidung einer Rostbildung oder des Durchdringens
von Regenwasser aufgetragen wird und dann eine Harzform bzw. ein
Harzstreifen hierauf aufgetragen wird; und ein Verfahren, bei welchem
ein Dichtmittel (Dichtstoff), welches im wesentlichen ein Poly(vinylchlorid)sol
oder dergleichen enthält,
aufgetragen wird, gefolgt von einer Beschichtung, umfassen.
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Von der Erfindung zu lösende Aufgaben:
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Bei
einem Verfahren, bei welchem eine Legierung, wie geschmolzenes Lötmetall,
auf einen Schmelzbereich aufgeschichtet wird, gefolgt von einem
Schleifen, um eine glatte Oberfläche
zu erhalten, und bei welchem dann eine Beschichtung aufgetragen
wird, ist es jedoch schwierig, einen hohen Grad an Glattheit bzw. Glätte zu gewährleisten,
und dieses Verfahren ist als ein Mittel für die industrielle Anwendung
nicht bevorzugt, da weiterhin für
den menschlichen Körper
giftiges, geschmolzenes Metall verwendet wird. Weiterhin ist ein
Verfahren, bei dem ein Dichtmittel (Dichtstoff), welches im wesentlichen
ein Poly(vinylchlorid)sol oder dergleichen aufweist, aufgetragen
wird und anschließend
eine Harzform bzw. ein Harzstreifen hierauf aufgetragen wird, an sich
ein Verfahren, in welchem ein von einer Beschichtung unterschiedliches
Endbehandlungsverfahren (Finishing, Abschlußbehandlung) verwendet wird,
und daher ist dieses Verfahren von dem erfindungsgemäßen Gegenstand
der vorliegenden Erfindung verschieden. Es ist natürlich möglich, die
aufgetragene Harzform bzw. den aufgetragenen Harzstreifen weiter
zu beschichten, jedoch ist in diesem Fall eine Zunahme der Kosten
für den
Produktionsschritt ziemlich offensichtlich. Schließlich kann
in Übereinstimmung
mit einem Verfahren, bei welchem ein Dichtmittel (Dichtstoff), welches
im wesentlich ein Poly(vinylchlorid)sol oder dergleichen enthält, aufgetragen
wird, gefolgt von einer Beschichtung, der Produktionsschritt im
Vergleich zu den oberen Verfahren vereinfacht werden, jedoch ist
die Qualität
des Produkts nach der Beschichtung schlecht.
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So
wird Verringerung des Glanzes der Beschichtung und ebenfalls der
Beschichtungshärte
erhalten und im Vergleich zu den anderen Teilen, bei welchen kein
Dichtmittel (Dichtstoff) verwendet wird, wird ein deutlicher Unterschied
beobachtet. Als ein Ergebnis der Verringerung der Beschichtungshärte liegt
zudem eine Verschlechterung der Kratzbeständigkeit und der Beständigkeit
gegenüber
Umweltverschmutzungen vor, wobei die Langzeitbeständigkeit
verschlechtert wird, was zu einer Verringerung des Handelswertes
führt.
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Vor
diesem Hintergrund besteht ein Bedarf an einem Endbehandlungsverfahren
als ein Mittel zur Beschichtung des Schweißbereiches, bei dem das gleiche
ebene bzw. glatte Aussehen im Vergleich zu anderen geglätteten bzw.
glatten Teilen erhalten werden kann und die Qualität, wie Glanz
und Beschichtungshärte
nicht verschlechtert wird.
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Mittel zur Aufgabenlösung:
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Unter
diesen Umständen
haben die vorliegenden Erfinder intensive Studien zur Lösung der
zuvor angeführten
Aufgaben bzw. Probleme durchgeführt
und haben ein Verfahren zur Beschichtung eines Schweißbereiches
gefunden, mit welchem, wenn ein Dichtmittel (Dichtstoff) mit einer
spezifischen Zusammensetzung aufgetragen wird, die gleiche glatte
und ebene Schicht wie bei anderen herkömmlichen Teilen erhalten werden kann
und bei welchem keine Verschlechterung der Qualität, wie Glanz
und Härte
der Beschichtung, vorliegt, was mittels der vorliegenden Erfindung
erreicht worden ist.
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Somit
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung
eines Schweißbereiches
eines Stahlbleches durch Aufbringen eines Dichtmittels (Dichtstoffes)
auf den Schweißbereich
des Stahlbleches mit nachfolgendem Aufbringen einer Zwischen- und
Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel wärmehärtbare Harze
mit einem Epoxyharz und Pigmente aufweist und daß der Gelanteil des Dichtmittels nach
dem Aufbringen der Zwischenschicht nicht weniger als 90% beträgt.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen:
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Ein
erfindungsgemäß verwendetes
Dichtmittel wird nachfolgend beschrieben.
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Ein
in dem erfindungsgemäß verwendeten
Dichtmittel enthaltendes Harz ist ein wärmehärtbares Harz, welches eine
Epoxygruppe aufweist, und ist ein Harz des Typs, bei dem unter Erwärmung eine
Vernetzungsreaktion stattfindet, wobei eine Epoxygruppe beteiligt
ist, um ein Gel zu bilden. Somit wird es im Unterschied zu einem
thermoplastischen Harz, bei welchem selbst unter jeglicher Erwärmung keine
Vernetzungsreaktion stattfindet, verwendet.
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Das
wärmehärtbare Harz,
welches eine Epoxygruppe aufweist, ist eine Mischung eines Polymers,
welches eine Epoxygruppe aufweist, und eines Härters, welcher in bezug auf
die Epoxygruppe reaktive funktionelle Gruppen aufweist, oder das
wärmehärtbare Harz
ist eine Verbindung, welche sowohl das Epoxyharz als auch reaktive
funktionelle Gruppen, die als Härter
fungieren, in einem einzigen Mole kül enthält. Im Hinblick auf die Bindungsart
der Epoxygruppe kann das Harz in ein glycidylstrukturelles Epoxyharz
und ein nichtglycidylstrukturelles Epoxyharz unterteilt werden.
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Beispiele
für das
Epoxypolymer eines glycidylstrukturellen Epoxyharzes sind ein Kondensat
von Bisphenol A mit Epichlorhydrin, ein Kondensat von Bisphenol
F mit Epichlorhydrin, ein Kondensat von Phenolnovolak mit Epichlorhydrin,
ein Kondensat von Kresolnovolak mit Epichlorhydrin, Kondensate von
Polyalkoholen (mehrwertigen Alkoholen), wie Ethylenglykol, 1,2-Propandiol,
1,3-Propandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, isomere Pentandiole,
isomere Hexandiole oder Octandiole, umfassend 2-Ethylen-1,3-hexandiol,
1,2-, 1,3- und 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexanon, Trimethylpropan
und Glycerol, mit Epichlorhydrin und Copolymere von Estern hydroxylhaltiger
Acrylsäure
oder Methacrylsäure
mit Epichlorhydrin und anderen Monomeren, wie Acrylat oder Methacrylat.
Beispiele für
Ester von hydroxylhaltiger Acryl- oder Methacrylsäure mit
Epichlorhydrin sind Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat. Beispiele
für das
Monomer, einschließlich
Acrylat- oder Methacrylatmonomere, sind ungesättigte Carbonsäuren, wie
Acrylsäure
und Methacrylsäure;
Acrylate, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat,
Butylacrylat, Isobutylacrylat, tert.-Butylacrylat, Pentylacrylat, Hexylacrylat,
2-Ethylhexylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Cyclohexylacrylat
und Benzylacrylat; Methacrylate, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat,
Propylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat,
tert.-Butylmethacrylat, Pentylmethacrylat, Hexylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat,
Laurylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat und
Benzylmethacrylat; und hydroxylhaltige Acrylate oder Methacrylate,
wie 2-Hydroxyethylacrylat und 2-Hydroxyethylmethacrylat. Es ist
gleichermaßen
möglich,
nach dem Mischen mit anderen Vinylverbindungen, wie Styrol, Vinyltoluol,
Butadien und Isopren, zu polymerisieren, und eine derartige Verbindung
kann einzeln oder gemeinsam durch Mischung von zwei oder mehreren
eingesetzt werden. Ein Peroxid wird als Polymerisationsstarter eingesetzt,
und Beispiele für
Peroxide sind Benzoylperoxid, Isobutyrylperoxid, Octanoylperoxid,
Lauroylperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid, Diisopropylbenzolperoxid,
2,5-Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid, 1,1,3,3-Tetramethylbutylhydroperoxid,
Di-tert.-Butylperoxid, tert.-Butylcumylperoxid und Dicumylperoxid.
Sie können
in Abhängigkeit
von dem Molekulargewicht des gewünschten
(Co-)Polymers entsprechend ausgewählt werden, und es ist bekannt,
daß üblicherweise
ein (Co-)Polymer mit einem höheren
Molekulargewicht erhalten wird, wenn die Halbwertszeit von aktivem
Sauerstoff des Peroxids länger
und die Temperatur der Polymerisationsreaktion niedriger ist.
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Beispiele
für das
Epoxypolymer eines nichtglycidylstrukturellen Epoxyharzes sind epoxylierte
Verbindungen von ungesättigten
zyklischen Kohlenwasserstoffen und epoxylierte Verbindungen von
Polyolefinen. Sie können
entweder einzeln oder gemeinsam durch Kombination von zwei oder
mehreren verwendet werden. Es ist gleichermaßen möglich, veretherte Harze zu
verwenden, welche mittels Reaktion eines Hydroxyl-enthaltenden Polyesterharzes
oder Polyetherharzes mit Epichlorhydrin hergestellt werden. Das
Polyesterharz ist das Reaktionsprodukt eines Polyalkohols (mehrwertigen
Alkohols) mit einer Polycarbonsäure
und/oder deren Anhydrid in einer Menge von weniger als die stöchiometrische
Menge oder ist eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Reaktionsprodukte.
Beispiele für
einen Polyalkohol (mehrwertigen Alkohol) sind Ethylenglykol, 1,2-Propandiol,
1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,4-Butandiol, isomere Pentandiole,
isomere Hexandiole oder Octandiole, einschließlich 2-Ethyl-1,3-hexandiol, 1,2-,
1,3- und 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexanon, Trimethylpropan und
Glycerol. Beispiele für
Kohlenwasserstoffsäure
und deren Anhydrid sind Dicarbonsäure, wie Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Fumarsäure, Maleinsäure und
Itakonsäure;
Tricarbonsäuren,
wie Trimellithsäure;
Polykohlenwasserstoffsäureanhydrid,
wie Phthalsäureanhydrid,
Tetrahydrophthalsäureanhydrid,
Maleinsäureanhydrid
und Trimellithsäureanhydrid;
und dimerisierte oder trimerisierte Fettsäuren, wie Rhizinusölfettsäuretrimer.
Sie können
entweder einzeln oder gemeinsam durch Mischen von zwei oder mehreren
verwendet werden. Beispiele für
Polyetherharze sind Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und Poly(1,4-butandiol).
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Beispiele
für den
für das
wärmehärtbare Epoxyharz
verwendeten Härter
(Härtungsmittel)
sind Polyamin, wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin,
Tetraethylenpentamin, m-Hexamethylentriamin, 1,3-Aminomethylcyclohexan,
Imidazol, m-Phenylendiamin und Diaminodiphenylmethan; modifi zierte
Polyaminverbindungen, wie Polyaminoamid; Säureanhydrid, wie Phthalsäureanhydrid,
Maleinsäureanhydrid,
Tetrahydrophthalsäureandhydrid,
Hexahydrophthalsäureanhydrid,
Pyromellithsäureanhydrid,
3-Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid,
4-Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid,
3-Methylhexanhydrophthalsäureanhydrid
und Methylnadicanhydrid (MNA); dibasische Säure, wie Adipinsäure und
Sebacinsäure;
Polythiole; und Polyole. Sie können
entweder einzeln oder gemeinsam durch Mischen von zwei oder mehreren
verwendet werden.
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Unter
den oben genannten verschiedenen Epoxyharzen zählen solche Epoxyharze vom
Glycidyltyp, welche von Bisphenol A oder F hergestellt werden, und
Epoxyharze vom Typ der Kondensate von Polyalkoholen mit Epichlorhydrin
bevorzugt. Der Grund hierfür
ist, daß kein
Verdünnungsmittel,
wie ein Lösemittel
und Weichmacher (Plastifizierungsmittel), zur Umwandlung des Härters in
eine zum Beschichten geeignete Flüssigkeit eingesetzt werden
muß, da
die besagten Epoxyharze flüssig
sind, wobei die Ausbildung eines schlechten Aussehens, wie Schaumbildung
und Tropfenbildung beim Auftragen oder Aushärtung (Ausbakken) des Härters, und
die Bildung von für
den menschlichen Körper
giftigen Gasen vermieden werden kann.
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Es
liegt keine besondere Einschränkung
in bezug auf den Härter
vor.
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Üblicherweise
weisen jedoch Härter
vom Amintyp eine hohe Reaktivität
und ein Fehlen an Stabilität als
Additive bzw. Zuschlagsstoffe auf, so daß ihre Viskosität zur Instabilität neigt
und eine gutes Aussehen nur schwer erreicht werden kann. Weiterhin
werden, wenn die Lebensdauer bzw. Haltbarkeit eines Härters in
Betracht gezogen wird, einige Verbindungen vom Amintyp unter Ultraviolettlicht,
etc. oxidiert und bilden gefärbte Substanzen,
die zu einer Farbänderung
in der Beschichtung führen.
Demgegenüber
weisen Härter
vom Säureanhydridtyp
das oben genannte Problem nicht auf, und diese sind als Komponente
für das
erfindungsgemäß verwendete
Dichtmittel entsprechend bevorzugt. In bezug auf das Mischungsverhältnis der
Epoxygruppe zum Härter
liegt keine Einschränkung
vor, jedoch ist es im Hinblick auf das Ziel, den Gelanteil des Dichtmittels – wie nachfolgend
erwähnt – nicht
weniger als 90% betragen zu lassen, bevorzugt, daß der Gehalt
an funktionellen Gruppen in dem Härter in einem Bereich von 0,5–2,0 mol
pro mol der Epoxygruppe liegt.
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Wenn
ein Dichtmittel, welches ein wärmehärtbares
Harz mit einer wie zuvor erwähnten
Epoxygruppe enthält,
für die
aufeinanderfolgenden Zwischen- und Deckschichten verwendet wird,
wird dasselbe glatte und ebene Beschichtungsaussehen wie bei herkömmlichen
Blechteilen ohne Schweißen
erreicht, und die Qualität, wie
Glanz oder Härte
der Beschichtung, ist nicht verschlechtert. Der Grund hierfür ist jener,
daß das
oben genannte Lösemittel
und das Verdünnungsmittel
nicht enthalten oder – sofern
enthalten – in
geringen Mengen enthalten sind und daß eine hochvernetzte Beschichtung
mit einem Gelanteil von nicht weniger als 90% erhalten werden kann.
Entsprechend ist das Epoxyenthaltende wärmehärtbare Harz in einer Zusammensetzung des
erfindungsgemäß verwendeten
Dichtmittels essentiell.
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Das
erfindungsgemäß verwendete
Dichtmittel kann zusätzlich
zu dem oben genannten Epoxy-enthaltenden wärmehärtbaren Epoxyharz weitere wärmehärtbare Harze
enthalten. Beispiele für
ein solches wärmehärtbares
Harz sind Aminoharz und Polyurethanharz.
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In
bezug auf die oben angeführten
Harze, steht Aminoharz im weiteren Sinne für eine Zusammensetzung, welche
ein Produkt der Additionskondensation eines Aminoharzes mit Formalin
enthält.
Beispiele für verwendete
Aminoharze sind Harnstoff, Anilin, Sulfoamid, Melamin und Guanamin,
und, wenn jedes dieser Aminoharze verwendet wird, kann ein als Harnstoffharz
oder modifiziertes Harnstoffharz, Anilinharz, Sulfoamidharz, Melaminharz
und Guanaminharz bezeichnetes Harz entsprechend hergestellt werden.
Hiervon wird Melaminharz oder modifiziertes Melaminharz üblicherweise
in vielen Fällen
als Material für
Fahrzeuge verwendet. Verschiedene Typen dieser Harze sind in Abhängigkeit
von ihrem molaren Verhältnis
durch die Reaktion von Melamin mit Formalin und gleichermaßen in Abhängigkeit
von dem Grad der Dehydrierungsreaktion und den Grad der Reaktion
zur Entfernung von Formalin in der Kondensation erhältlich.
In bezug auf ein modifiziertes Melaminharz ist das Harz, bei welchem
die Aminogruppe von Melamin mit einem Alkohol, wie Butylalkohol,
verethert ist, erhältlich.
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Das
Polyurethanharz ist eine Mischung eines Polyols mit einer oder mehreren
Polyisocyanatkomponente(n) oder geblocktem Polyisocyanat. Beispiele
für die
Polyisocyanatverbindung sind Diisocyanat, wie 2,4- und/oder 2,6-Diisocyanattoluol,
2,4-Diisocyanatdicyclohexylmethan, 4,4-Diisocyanatdicyclohexylmethan,
Hexamethylendiisocyanat und 1-Isocyanat-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatmethylcyclohexan;
das Addukt, welches aus der Reaktion eines solchen Diisocyanats
mit Polyalkohol in einer Menge von weniger als einem Äquivalent hervorgeht,
wie Ethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,3-Butandiol,
1,4-Butandiol, Trimethylolmethan und Glycerol; Büretten-Trimer des oben genannten
Diisocyanats; und das Isocyanurattrimer des oben genannten Diisocyanats.
Geblockte Polyisocyanate sind solche, welche durch die Reaktion
der oben genannten Polyisocyanatverbindung mit einem Äquivalent
oder größeren Menge
an Blockierungsmittel hergestellt sind. Beispiele für ein derartiges,
bekanntes Blockierungsmittel sind Phenol, p-substituiertes Phenol,
Alkohole, Epsilon-Kaprolaktam, Ketoxime und Acetonoxime, und hiervon
sind verschiedene Auswahlmöglichkeiten
möglich.
Sie können
entweder einzeln oder gemeinsam durch Mischung von zwei oder mehreren
verwendet werden.
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Beispiele
für das
Polyol sind Polyetherpolyol, Polyesterpolyol, Polycaprolactonpolyol
und Polycarbonatpolyol. Beispiele für das Polyetherpolyol sind
Polytetramethylenglykol, welches durch eine Ringöffnungspolymerisation von Tetrahydrofuran
und einem Addukt von Polyalkohol mit Alkylenoxid hergestellt ist.
Beispiele für
den hier verwendeten Polyalkohol sind Ethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol,
1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, isomere Pentandiole, isomere Hexandiole
oder Octandiole, wie 2-Ethyl-1,3-hexandiol, 1,2-, 1,3- und 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexanon,
Trimethylpropan und Glycerol, während
Beispiele für
das Alkylenoxid Ethylenoxid, Propylenoxid, 1,2-, 1,3- oder 2,3-Butylenoxid, Tetrahydrofuran,
Styroloxid und Epichlorhydrin sind. Sie können entweder einzeln oder
gemeinsam durch Mischen von zwei oder mehreren verwendet werden.
Beispiele für
das Polyesterpolyol sind eines oder mehrere aus der Reaktionsmischung
von einem Polyalkohol mit einer Polycarbonsäure und/oder deren Anhydrid
in einer Menge von weniger als die stöchiometrische Menge. Beispiele
für den
hier verwendeten Polyalkohol sind Ethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,3-Butandiol,
1,4-Butandiol, isomere Pentandiole, isomere Hexandiole oder Octandiole,
wie 2-Ethyl-1,3-hexandiol, 1,2-, 1,3- und 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexanon,
Trimethylpropan und Glycerol. Beispiele für Polycarbonsäure und
deren Anhydride sind Dicarbonsäure,
wie Oxalsäure,
Bernsteinsäure,
Adipinsäure,
Sebacinsäure,
Phthalsäure,
Isophthalsäure,
Terephthalsäure,
Fumarsäure,
Maleinsäure
und Itakonsäure;
Tricarbonsäure,
wie Trimellithsäure;
Polycarbonsäureanhydride,
wie Phthalsäureanhydrid,
Tetrahydrophthalsäureanhydrid,
Maleinsäureanhydrid
und Trimellithsäureanhydrid;
und dimerisierte oder trimerisierte Fettsäuren, wie Rhizinusölfettsäuretrimer.
Beispiele für
das Polycaprolaktonpolyol sind Verbindungen, welche durch eine Ringöffnungspolymerisation
von Lakton, wie Epsilon-Kaprolakton und Gamma-Valerolakton, in Gegenwart eines oben genannten
Polyalkohols, wie Ethylenglykol, hergestellt werden.
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In
Bezug auf das Mischungsverhältnis
des oben genannten Polyols zum Isocyanat liegt keine besondere Einschränkung vor,
es ist aber üblicherweise
bevorzugt, daß beide
Komponenten in einem derartigen Verhältnis gemischt werden, daß 0,75 bis
2,00 Äquivalente
an Isocyanatgruppen in der Polyisocyanatkomponente auf ein Äquivalent
an Hydroxylgruppen in dem Polyol kommen.
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Zusätzlich zu
dem oben genannten wärmehärtbaren
Harz kann der erfindungsgemäß verwendete Dichtstoff
Pigmente enthalten. Beispiele für
Pigmente sind Farbpigmente, wie Ruß und Titandioxid und Verschnittpigmente,
wie Calciumcarbonat, Magnesiumsilikat, Aluminiumoxid, Silicondioxid,
Calciumsilikat und deren Mischungen. Ein Ziel der Zugabe der Pigmente
besteht darin, die auf das aufgebrachte Dichtmittel aufgetragene
Zwischenschicht eben und glatt auszugestalten, und, obwohl keine
besondere Einschränkung
für den Gehalt
an zugegebenen Pigmenten. besteht, es ist bevorzugt, nicht mehr
als 200 Gew.-% an Pigmenten dem Gesamtgehalt an Harzkomponenten
hinzuzugeben. Der Grund, warum die Verwendung von Pigmenten die Ebenheit
bzw. Glattheit der Zwischenschicht verbessert, wird darin vermutet,
daß die
Viskosität
der aufgetragenen Dichtmittelschicht, welches das Pigment enthält, entsprechend
beibehalten werden kann und die gegenseitige Einwanderungsbewegung
zwischen der Zwischenschicht und dem Dichtmittel während der
Stufe der Zwischenbeschichtung inhibiert bzw. unterbunden werden
kann, wobei das sogenannte Umkehrphänomen, welche die Ebenheit
bzw. Glattheit verschlechtert, nicht stattfindet. Ein derartiger
Effekt wird nicht erreicht, wenn ein Dichtmittel verwendet wird,
welches im wesentlichen ein thermoplastisches Harz enthält.
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Neben
den oben genannten Substanzen kann das Dichtmittel weiterhin verschiedene
Zusatzstoffe enthalten, welche Härtungskatalysatoren,
wie Amine, Egalisiermittel, Entschäumungsmittel, etc. umfassen. Zudem
kann aufgrund des zuvor genannten Grundes ein zufriedenstellendes
Aussehen und eine zufriedenstellende Qualität erreicht werden, wenn Lösemittel,
Verdünnungsmittel
und dergleichen nicht verwendet werden. Jedoch kann, sofern erwünscht, das
Dichtmittel weiterhin organische Lösemittel, beispielsweise Kohlenwasserstoffe,
wie Toluol, Xylol und Lösemittel
Petrolether (Benzin), Ester, wie Ethylacetat, Butylacetat und Amylacetat,
und Ketone, wie Methylethylketon, Methylbutylketon, Phoron und Isophoron
umfassen.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das zuvor genannte Dichtmittel
beispielsweise mittels Luftsprühverfahren,
Sprühverfahren
ohne Luft und Düsenspritzbeschichtung
aufgetragen, und anschließend wird
ein Zwischenlack bzw. eine Farbe aufgetragen. Die Viskosität des Dichtmittels
kann auf eine optimale Viskosität
eingestellt werden, welche von dem Beschichtungsverfahren abhängt und
welche nicht besonders eingeschränkt
ist, obwohl der bevorzugte Bereich zum Erhalt einer ebenen und glatten
beschichteten Oberfläche 1,0
bis 10 Pa·s
bei einer Scherrate von 100 s–1 beträgt.
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Überraschenderweise
kann das Dichtmittel vor Auftragen einer Zwischenschicht sowohl
getrocknet als auch nicht getrocknet werden. Nachdem eine Zwischen-
schicht aufgetragen ist, wird diese getrocknet und anschließend wird
sukzessiv die Deckschicht aufgetragen. Zu dieser Zeit ist es notwendig,
daß der
Gelanteil des Dichtmittels 90% oder mehr beträgt, wenn das Aushärten der
Zwischenschicht vervollständigt
ist. Wenn dieser weniger als 90% beträgt, sind die Endeigenschaften
der Deckschicht, insbesondere Glanz und Härte, verschlechtert, was nicht
gewünscht
ist. Die Aushärtebedingung
zum Erreichen eines derartigen Gelanteils können in Abhängigkeit von der Zusammensetzung
des Harzes ausgewählt
werden, jedoch liegen sie üblicherweise
in einem Bereich von 5 bis 60 Minuten bei 100 bis 150°C. Die Dicke
der Dichtmittelschicht liegt in einem derartigen Bereich, welcher
notwendig ist, um dieselbe Ebenheit bzw. Glattheit so wohl für den Schweißbereich als
auch für
die anderen Bereiche nach Vervollständigung der Deckschicht zu
erreichen. Hierzu kann die Dicke in Abhängigkeit des Höhenunterschiedes
und des Grades der Unebenheit des Schweißbereiches variieren, jedoch
beträgt
sie üblicherweise
1 bis 20 mm, vorzugsweise 2 bis 10 mm.
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In
bezug auf die erfindungsgemäß verwendete
Zwischen- und Deckschicht liegt keine besondere Einschränkung vor.
Jedoch können
solche verwendet werden, welche üblicherweise
für Außenseiten
von Fahrzeugen verwendet werden. Beispielsweise können Urethanharzbeschichtungen,
Acrylurethanharzbeschichtungen, Acryllack, Urethanlack, eine Epoxyharzbeschichtung
und eine Aminoalkylharzbeschichtung verwendet werden. Die in bezug
auf die einzelnen Schichten realisierten Bedingungen können hinsichtlich
der Schichtdicke angewendet werden und es liegt keine besondere
Einschränkung
für die
Dicke vor. In bezug auf die Aushärtungsbedingungen
für die
Deckschicht kann eine Bedingung realisiert werden, welche gegenüber jeder
der Schichten angepaßt
ist, während
es in bezug auf die Bedingung für
die Zwischenschicht notwendig ist, eine solche zu verwenden, bei
welcher der Gelanteil des Dichtmittels, wie zuvor erwähnt, auf
90% oder mehr eingestellt wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter
veranschaulicht. Im übrigen steht
der Ausdruck "Teil(e)" in der folgenden
Beschreibung, soweit nicht anders erwähnt, für Gewichtsteil(e).
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Beispiele:
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Herstellung des Dichtmittels
(1).
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26,6
Teile Adeka Harz EP-4950 (ein epoxyhaltiges, wärmehärtbares Harz, welches ein Kondensat
von Bisphenol F mit Epichlorhydrin war; Feststoffgehalt: 100%; hergestellt
von Asahi Denka Kogyo), 23,4 Teile HN-2200 (ein Härter, welcher
3(4)-Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid
war; Feststoffgehalt: 100%; hergestellt von Hitachi Chemical) und
50,0 Teile Calciumcarbonat wurden unter Verwendung einer Sandmühle geknetet,
um ein Dichtmittel (1) herzustellen. Seine Viskosität betrug
2,0 Pa·s
(30°C) bei
einer Scherrate von 100 s–1 Herstellung der Dichtmittel
(2) und (3).
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Dichtmittel
(2) und (3) wurden auf dieselbe Weise wie Dichtmittel (1) unter
Verwendung der in Tabelle 1 dargestellten Komponenten hergestellt.
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Anmerkungen:
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- Adeka Harz EP-4100:
- Kondensat von Bisphenol
A mit Epichlorhydrin; Feststoffgehalt: 100%; hergestellt von Asahi
Denka Kogyo.
- Adeka Harz EP-4004:
- Kondensat von Polypropylenglykol
mit Epichlorhydrin; Feststoffgehalt: 100%; hergestellt von Asahi
Denka Kogyo.
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Beispiel 1:
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Zwei
Stahlbleche mit einer Breite von 20 mm wurden aufeinandergelegt
und mittels einer Punktschweißung
befestigt und einer galvanischen Beschichtung zur Vorbereitung eines
Teststücks
ausgesetzt. Das Dichtmittel (1) wurde bei einem Druck von 10 Pa
unter Verwendung einer Tauchkolbenpumpe gepumpt und durch eine Düse zerstäubt (3 mm
innerer Durchmesser und 20 mm Länge),
um auf das Teststück
aufgetragen zu werden, wobei die Dicke der Beschichtung 5 mm betrug.
Nach Trocknung bei 90°C
für 10
Minuten wurde eine Zwischenschicht, welche im wesentlichen Polyestermelaminharz
enthielt, mittels Sprühen
aufgetragen, um nach Aushärten
eine Dicke von 30 μm
zu erhalten, und dann bei 140°C
für 30
Minuten gebacken. Nach Aushärtung
betrug der Gelanteil des Dichtmittels 95%. Anschließend wurde
eine weiße
Deckschicht, welche im we sentlichen Polyestermelaminharz enthielt,
mittels Sprühen
aufgetragen, um nach Trocknung eine Dicke von 30 μm zu erhalten,
und anschließend
bei 140°C
für 30
Minuten gebacken.
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Das
resultierende beschichtete Teststück hatte einen guten Glanz
und das Aussehen der Deckschicht und die Härte der Deckschicht war H in
bezug auf die Bleistiftritzhärte,
welche keine Abnormalität
zeigte. Dieses wurde dann verschiedenen Tests unterworfen, um die
Beschichtungseigenschaften zu überprüfen, und
es wurden, wie in Tabelle 2 gezeigt, gute Ergebnisse einschließlich der
Haltbarkeitsprüfung
erreicht.
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Beispiele 2–3:
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Die
gleichen Teststücke
wurden auf dieselbe Weise hergestellt wie in Beispiel 1 und einem
Test zur Uberprüfung
der Beschichtungseigenschaften unterworfen. Die Ergebnisse waren – wie in
Tabelle 2 gezeigt – gut.
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Vergleichsbeispiel 1:
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Zum
Vergleich wurde ein Dichtmittel (4), welches im wesentlichen ein
thermoplastisches Harzsol aus Poly(vinylchlorid) war, hergestellt.
Das Dichtmittel (4) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 aufgetragen, um
ein beschichtetes Teststück
herzustellen, und dessen Aussehen und Härte der Deckschicht wurde überprüft, diese
wurden jedoch als unpraktisch bzw. schlecht eingestuft.
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Im übrigen wurde
das Dichtmittel (4) wie folgt hergestellt. So wurden 15,0 Teile
[Poly(vinylchlorid)-Pulver, hergestellt von Nippon Zeon] in 35,0
Dioctylphthalat suspendiert, um ein Sol herzustellen. Dieses wurde mit
50,0 Teilen Calciumcarbonat verknetet. Seine Viskosität betrug
4,0 Pa·s
(30°C) bei
einer Scherrate von 100 s–1.
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Jeder
der Tests wurde gemäß den nachfolgend
angeführten
Testbedingungen durchgeführt.
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(1) Aussehen
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Die
Beschichtung nach der Deckschicht wurde mit dem bloßen Auge
untersucht und überprüft, ob Defekte,
wie Verformungen bzw. Läuferbildung,
Blasenbildung und Glanzabnahme, vorhanden waren.
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(2) Glanz
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Ein
60°-Spiegelglanz
wurde gemessen.
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(3) Hafteigenschaften
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100
Kreuzgitter (Gitterschnitte) mit einer Breite von 2 mm wurden auf
das beschichtete Teststück
unter Verwendung eines Schnittmessers geschnitzt und ein Hafttest
wurde unter Verwendung eines Haftstreifens durchgeführt. Wenn
keine Ablösung
bzw. Freisetzung notiert wurde und sämtliche 100 Kreuzgitter verblieben, wurde
dies als "bestanden" bewertet.
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(4) Härte
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Die
Beschichtung wurde mit einem Stift eingekratzt und die Härte des
Stiftes, bei welcher kein Kratzer notiert wurde, wurde als die Härte der
Beschichtung übernommen.
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(5) Beständigkeit
gegenüber
Wasser
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Beschichtete
Teststücke
wurden in warmes entionisiertes Wasser (40°C) für 240 Minuten getaucht, herausgenommen
und unmittelbar zur Entfernung von Wassertropfen abgewischt, wobei
das Aussehen auf jegliche Abweichungen bzw. Abnormalitäten überprüft wurde.
Dann wurden 100 Kreuzgitter mit einer Breite von 2 mm unter Verwendung
eines Schnittmessers eingeritzt, und ein Hafttest wurde unter Verwendung
eines Haftstreifens durchgeführt.
Wenn keine Ablösung
bzw. Freisetzung notiert wurde und sämtliche 100 Gitterkreuze verblieben,
wurde dies als "bestanden" bewertet.
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Verdienst
der Erfindung
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr möglich, ein
Verfahren zur Beschichtung eines Schweißbereiches bereitzustellen,
welches, wenn ein Dichtmittel, das ein wärmehärtbares Harz mit einer Epoxygruppe
enthält,
aufgetragen wird, zu den gleichen glatten und ebenen Beschichtungen
wie bei anderen üblichen
Teilen ohne Schweißen
führt und
bei welchem keine Verschlechterung in bezug auf die Qualität, wie Glanz
und Härte
der Beschichtung, vorliegt.
