EP0952894B1 - Verfahren zur mehrschichtlackierung - Google Patents

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Publication number
EP0952894B1
EP0952894B1 EP97950199A EP97950199A EP0952894B1 EP 0952894 B1 EP0952894 B1 EP 0952894B1 EP 97950199 A EP97950199 A EP 97950199A EP 97950199 A EP97950199 A EP 97950199A EP 0952894 B1 EP0952894 B1 EP 0952894B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
coating
lacquer
primer
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97950199A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0952894A1 (de
Inventor
Pamela Fritz
Klausjörg Klein
Ahmed Shafik
Dieter STRANGHÖNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of EP0952894A1 publication Critical patent/EP0952894A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0952894B1 publication Critical patent/EP0952894B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more
    • B05D7/57—Three layers or more the last layer being a clear coat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process

Definitions

  • the invention relates to a method for producing multi-layer coatings, especially for the production of multi-layer painted automobile bodies and body parts is suitable.
  • the total layer thickness of such automotive coatings is in the usual practice between 90 and 130 microns, which is the sum of 15 to 25 microns for the primer, 30 to 40 microns for the filler layer, 10 to 25 microns for the basecoat and 30 to 40 microns for the clear coat results.
  • EP-A1-0 448 280 describes a multi-layer coating whose total layer thickness is in the range mentioned above, but this has no clear lacquer layers. It has hitherto been necessary to exceed these layer thicknesses considerably if coatings with a particularly good visual appearance, ie with an outstanding gloss and topcoat level, are to be achieved, for example, when painting motor vehicles of the luxury and luxury classes.
  • DE-A-195 19 665 describes a method for producing a Multi-layer painting, in which a primer layer is applied to a metal sheet applied a coating agent electrophoretically and then baked is, a color and / or effect basecoat from a coating agent is sprayed on and these are provided with one or more clear lacquer coatings a multi-layer coating with a total dry layer thickness of 70 up to 130 ⁇ m is generated and if necessary between the order of Primer layer and the application of the basecoat layer an intermediate layer applied and the clear coat or clear coat in one Total dry layer thickness of 30 to 80 microns can be applied.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a Multi-layer coating, especially for the production of multi-layer coating Motor vehicle bodies and body parts, one compared to the state of the Technology show reduced overall layer thickness of the multi-layer coating comparable gloss and topcoat level or those with the usual Total layer thicknesses of the multi-layer coating an outstanding, improved Show gloss and top coat level. There should be no disadvantages in Overall property level of the multi-layer coatings result.
  • the procedure is supposed to the handling of deep-drawing aids, such as drawing greases or oils, and the later ones Avoid cleaning them.
  • the primer layer is made of a primer coating agent and in a Layer thickness created that in the baked state is an electrically conductive Coating layer results.
  • a body Assembled sheet metal parts can then pass through the immediately following second layer electrophoretic deposition from an electrophoretically depositable aqueous Coating agents are applied, preferably to an electrically insulating leads second coating layer.
  • a second coating layer can be used Intermediate layer are formed and baked, whereupon as a third coating layer a basecoat layer of a color and / or effect coating agent, preferably by spraying, which is applied with one or more Clear lacquer coating layers is provided.
  • the second Coating layer a color and / or effect basecoat from one Aqueous coating compositions which can be deposited electrophoretically by electrophoretic Deposition formed, which is overcoated with one or more layers of clear lacquer becomes.
  • the total dry layer thickness of the lacquer structure is 80 to 130 ⁇ m, is particularly preferably less than 110 ⁇ m.
  • the total dry layer thickness of the Paint build-up preferred at 70 to less than 110 ⁇ m.
  • a first is in a process for producing a multi-layer coating, in particular multi-layer painted automobile bodies or body parts, in which on a coil made of sheet metal on both sides in the coil coating process Primer layer applied from a primer coating and is burned in, sheet metal parts are then punched out of the coil and in Thermoforming process deformed and possibly to a construction, in particular be assembled into an automobile body, whereupon further Coating layers are applied, which is characterized in that as Primer coating used one that applied to the Layer thickness and in the baked state to an electrically conductive Primer coating layer leads to what after baking the first Coating layer an electrically insulating second coating layer as Intermediate layer of an electrophoretically depositable aqueous coating agent is electrophoretically deposited and baked, followed by the third Coating layer a basecoat layer of a color and / or effect, Coating agent, preferably by spraying, applied and optionally directly is burned in with a fourth, transparent coating layer from one Clear lacquer coating agent is overcoated.
  • the total dry layer thickness of the lacquer structure is 70 to 130 ⁇ m, preferably at 80 to 130 microns, particularly preferably below 110 microns and the Dry layer thickness of the transparent coating layer or the total layer thickness the transparent cover layers is 30 to 80 ⁇ m, preferably 40 to 60 ⁇ m microns.
  • the clear lacquer layer can consist of one or more layers, the first clear coat preferably before applying the further clear coat is branded. If several layers of clear lacquer are applied, they can can be created from the same or different clear lacquer coating agents.
  • a second independent and particularly preferred embodiment of the invention consists in a method for producing a multi-layer coating, in particular multilayered painted automobile bodies or body parts, in which on a coil a sheet of primer made from sheet metal on both sides in the coil coating process a primer coating is applied and baked, from the coil then stamped sheet metal parts and deformed in the deep-drawing process and if necessary to be assembled into an automobile body, whereupon without Applying intermediate layers of a color and / or effect basecoat is applied from an aqueous coating agent and baked and then with is provided with one or more clear lacquer coatings, characterized in that is that one is used as a primer coating agent, which in the applied layer thickness and in the baked state to an electrically conductive Primer coating layer, the basecoat layer consists of an electrophoretic separable aqueous coating agent by electrophoretic deposition is formed, the total dry film thickness of the clear coat or Clear lacquer layers at 30 to 80 microns, preferably 40 to 60 microns and the Total dry layer thickness of the multi-layer
  • the first Coating layer usable primer coating agents in particular around liquid coating agents that can be applied in the coil coating process.
  • It can be coating agents on an aqueous basis or on an organic basis Act solvent. They can be physically drying. As a rule, they are crosslinkable to form covalent bonds. It can be self- or third-party networking systems.
  • Primer coatings that can be used contain one or more film-forming agents Binder. They can, especially if the binders are not self-crosslinking or are physically drying (thermoplastic), optionally also crosslinking agents contain. Both the binder component and the crosslinker component are not subject to any restrictions; it can be standard paint, the specialist common resins can be used. For example, as a film-forming Binders polyester, polyurethane, epoxy and / or polymer resins used become.
  • crosslinkers that may be included is based on the Functionality of the binders, i.e. the crosslinkers are made from the usual Crosslinkers known to those skilled in the art are selected such that they have a function of the Binders have complementary, reactive functionality. Examples of such Complementary functionalities between binder and crosslinker are: Hydroxyl / methylol ether, hydroxyl / blocked isocyanate. If with each other compatible, several such complementary functionalities can also be used coexist. If necessary, in the primer coatings Crosslinkers used can be present individually or in a mixture.
  • the primer coating compositions applied in the coil coating process contain constituents which impart electrical conductivity and which give the first coating layer in the baked state a resistivity which is sufficiently low for the electrophoretic deposition of a further coating layer from an electrophoretically depositable coating composition, generally below 10 8 Ohm.cm, for example between 10 3 and 10 8 Ohm.cm. This also ensures spot weldability of the primer coating layer.
  • electrical conductivity-imparting components are particulate inorganic or organic electrical conductors or semiconductors, as are customary for this purpose and are known to the person skilled in the art, for example iron oxide black, graphite, carbon black, metal powder, for example made of aluminum, zinc, copper or stainless steel, molybdenum disulfide.
  • the electrical conductivity imparting components are contained in the primer coating agent in such an amount that the desired resistivity of the primer coating layer is achieved in the baked state. Based on the solids content of the primer coating composition, the proportion of the constituent (s) conferring electrical conductivity is, for example, between 1 and 30% by weight. The proportion can easily be determined by a specialist; it depends, for example, on the specific weight, the specific electrical conductivity and the particle size of the components imparting electrical conductivity. One or more of these components can be present in combination.
  • Primer coating pigments and / or fillers Preferably contain those that can be used in the process according to the invention Primer coating pigments and / or fillers.
  • pigments or Fillers come, for example, with common, inorganic or organic pigments and / or fillers in question. Examples are carbon black, titanium dioxide, iron oxide pigments, Kaolin, talc, silicon dioxide and in particular corrosion protection pigments, such as Zinc chromate, strontium chromate, lead silicate, zinc phosphate, aluminum phosphate, Strontiumaluminiumpolyphosphathydrat.
  • the primer coating compositions which can be used in the process according to the invention can also contain conventional additives.
  • Paint additives such as wetting agents, dispersing agents, emulsifiers, leveling agents, Corrosion inhibitors, anti-foaming agents and in particular lubricants, for example Waxes such as polyethylene wax, molybdenum disulfide, graphite.
  • suitable coating agents which can be applied in the coil coating process and which do not special or insufficient quantities of electrical conductivity Contain ingredients, are coating agents, from which compliance a low dry layer thickness of, for example, 1 to 3 ⁇ m coating layers can be generated, the one for deposition in the baked state subsequent coating layer from an electrophoretically depositable Coating agent sufficient electrical conductivity and spot welding ability exhibit.
  • Coating agents which mediate on account of their content of electrical conductivity Constituents in a higher dry layer thickness of, for example, 2 to 15 ⁇ m, can be applied preferably from 3 to 10 microns, it is Coating agents from which coating layers can be produced, which in the baked state one for the deposition of a subsequent coating layer sufficiently low from an electrophoretically depositable coating agent have specific electrical resistance and are spot weldable.
  • the primer coating agent is coated on both sides in the coil coating process Rolled sheet metal. Is it a primer coating agent, which contains no special electrical conductivity-imparting components, so it is applied in a sufficiently low dry layer thickness, which is a electrophoretic deposition of a further coating layer from a Adequate electrical conductivity for electrophoretically depositable coating agents guaranteed, i.e. in a dry layer thickness that is not yet electrically insulating for example 1 to 3 ⁇ m.
  • primer coating composition which is the first coating layer in the baked state one for electrophoretic Deposition of a further coating layer from an electrophoretic depositable coating agent sufficiently low specific resistance contains imparting electrical conductivity imparting components, so that Primer coating agent in a dry layer thickness of, for example, 2 to 15 ⁇ m, preferably applied from 3 to 10 ⁇ m. Branding the Primer coating layer takes place briefly at high temperatures, for example within 30 to 60 seconds, for example in a 300 to 370 ° C are called convection ovens, whereby maximum object temperatures (PMT, peak metal temperature) between 200 and 260 ° C.
  • PMT maximum object temperatures
  • sheet metal parts with the desired shape are punched out and in the usual way then deformed in the deep-drawing process.
  • the deformed parts can become one Construction, especially a body to be assembled.
  • Suitable joining techniques are gluing and / or clinching and / or screwing and / or Welding, for example spot welding. Welding processes are preferred.
  • a second coating layer is applied to the primer layer Electro dip coating applied. This can be an intermediate layer act if subsequently a basecoat layer that with one or more Clear coating is provided as a third coating layer, preferably by Spray, is applied. The second is preferred Coating layer around a basecoat on the one or more clearcoat be applied.
  • the second Coating layer is applied, electrophoretically depositable coating agent used.
  • the known anodic or cathodic are in particular separable electrodeposition paints (ETL).
  • the ETL coating agents are, in particular, aqueous Coating agents with a solid up to 50% by weight, for example up to 20% by weight, the lower limit being, for example, 10% by weight.
  • the solid will formed from binders customary for electrocoating, at least some of the binders are ionic and / or convertible into ionic groups Carries substituents and, if appropriate, groups capable of chemical crosslinking, and any crosslinking agents, fillers, pigments or conventional paint additives.
  • the ionic groups or groups of the binders which can be converted into ionic groups can be anionic or groups which can be converted into anionic groups, acidic groups such as -COOH, -SO 3 H and / or -PO 3 H 2 and the corresponding anionic groups neutralized with bases. They can also be cationic or convertible into cationic groups, for example basic groups, preferably nitrogen-containing basic groups; these groups can be present in quaternized form or they are converted into ionic groups using a conventional neutralizing agent, for example an organic monocarboxylic acid, such as, for example, formic acid or acetic acid. Examples are amino, ammonium, for example quaternary ammonium, phosphonium and / or sulfonium groups.
  • the second Coating layer for example the usual cathodic electrocoat materials (KTL) based on cationic or basic binders.
  • KTL cathodic electrocoat materials
  • Such basic resins are, for example, primary, secondary and / or tertiary Resins containing amino groups, the amine numbers of e.g. at 20 to 250 mg KOH / g lie.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the base resins is preferably 300 to 10,000.
  • base resins are amino (meth) acrylate resins, Amino epoxy resins, amino epoxy resins with terminal double bonds, Amino epoxy resins with primary OH groups, aminopolyurethane resins, amino group-containing polybutadiene resins or modified epoxy resin-carbon dioxide-amine reaction products. These base resins can be self-crosslinking or they are used in a mixture with known crosslinkers. Examples of such Crosslinkers are aminoplast resins, blocked polyisocyanates, crosslinkers with terminal double bonds, polyepoxide compounds or crosslinkers, the Contain transesterifiable groups.
  • the usual anionic group-containing anodically depositable electrocoat binders and paints can also be used in the process according to the invention to produce the second coating layer.
  • binders based on polyesters, epoxy resin esters, (meth) acrylic copolymer resins, maleate oils or polybutadiene oils with a weight average molecular weight (Mw) of, for example, 300 to 10,000 and an acid number of 35 to 300 mg KOH / g.
  • Mw weight average molecular weight
  • the binders carry -COOH, -SO 3 H and / or -PO 3 H 2 groups. After neutralization of at least some of the acidic groups, the resins can be converted into the water phase.
  • the binders can be self-crosslinking or externally crosslinking.
  • the lacquers can therefore also contain customary crosslinking agents, for example triazine resins, crosslinking agents which contain groups capable of transesterification or blocked polyisocyanates.
  • an ATL coating agent as the ETL coating agent to use, especially when realizing the particular preferred and independent embodiment of the present invention, in which the color and / or effect basecoat as a second coating layer is deposited electrophoretically.
  • the ETL coating agents contain pigments, fillers and / or additives common in paint.
  • Pigments come, for example, the usual inorganic and / or organic Colored pigments and / or effect pigments, such as Titanium dioxide, iron oxide pigments, Carbon black, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, metal pigments, e.g. made of titanium, Aluminum or copper, interference pigments, e.g. coated with titanium dioxide Aluminum, coated mica, graphite effect pigments, flaky Iron oxide or platelet-shaped copper phthalocyanine pigments in question.
  • examples for Fillers are kaolin, talc or silicon dioxide.
  • the pigments can be dispersed into pigment pastes, e.g. under use of known paste resins. It is particularly so in the case of ATL coating agents possible to use pigment pastes, such as those known to those skilled in the art Manufacture of two-coat basecoat / clearcoat type suitable water-based paints that can be applied by spraying can be used. Such Pigment pastes can be obtained by rubbing the pigments in one special water-thinnable paste resin.
  • additives such as for ETL coating agents in particular are known.
  • examples include wetting agents, neutralizing agents, Leveling agents, catalysts, corrosion inhibitors, anti-foaming agents, solvents, in particular, however, light stabilizers, if appropriate in combination with Antioxidants.
  • Usable basecoats can be physically drying or with training covalent bonds can be crosslinked.
  • binding-crosslinking basecoats can be self- or externally crosslinking Act systems.
  • Those in the method according to the invention for producing the third coating layer usable color and / or effect basecoats are preferably liquid Coating agent. It can be a one- or multi-component coating agent act, one-component are preferred. It can be systems based act organic solvents or are preferably water-based paints, their binder systems in a suitable manner, e.g. anionic, cationic or non-ionic are stabilized.
  • the basecoat coating agents that can be used are conventional Coating systems that use one or more common base resins as film-forming binders contain. You can, if the base resins are not self-crosslinking or self-drying are, if appropriate, also contain crosslinkers. Both the base resin component and the crosslinker component is also not subject to any restrictions.
  • Binders can for example be polyester, polyurethane and / or (Meth) acrylic copolymer resins can be used.
  • the preferred Waterborne basecoats are preferably polyurethane resins, particularly preferred at least in a proportion of 15 wt .-%, based on the solid resin content of the Water-based paint.
  • crosslinkers that may be included not critical, it depends on the functionality of the base resins, i.e. the crosslinker are selected so that they are complementary to the functionality of the base resins, have reactive functionality. Examples of such complementary. Functionalities between base resin and crosslinker are: hydroxyl / methylol ether, Hydroxyl / Free Isocyanate, Hydroxyl / Blocked Isocyanate, Carboxyl / Epoxy. Provided compatible with each other, several such complementary Functionalities are present in a basecoat next to each other. The possibly in The crosslinkers used in the basecoats can be present individually or in a mixture.
  • the method according to the invention for generating the third The basecoats used in the coating layer contain the usual physical ones drying and / or chemically crosslinking binders inorganic and / or organic colored pigments and / or effect pigments, such as e.g. titanium dioxide, Iron oxide pigments, carbon black, azo pigments, phthalocyanine pigments, Quinacridone pigments, metal pigments, e.g. made of titanium, aluminum or copper, Interference pigments, e.g. Titanium dioxide coated aluminum, coated Mica, graphite effect pigments, platelet-shaped iron oxide or platelet-shaped Copper phthalocyanine pigments.
  • titanium dioxide Iron oxide pigments, carbon black, azo pigments, phthalocyanine pigments, Quinacridone pigments
  • metal pigments e.g. made of titanium, aluminum or copper
  • Interference pigments e.g. Titanium dioxide coated aluminum, coated Mica, graphite effect pigments, platelet-shaped iron oxide or platelet-shaped Copper phthalocyanine
  • Basecoats contain paint additives, e.g. Fillers, catalysts, Leveling agents, anti-cratering agents or, in particular, light stabilizers, if appropriate Combination with antioxidants.
  • paint additives e.g. Fillers, catalysts, Leveling agents, anti-cratering agents or, in particular, light stabilizers, if appropriate Combination with antioxidants.
  • the color and / or the preferably applied by spraying as the third coating layer effect basecoat can exist as a two-layer basecoat system from a first, modified basecoat and a second, the actual Color of the basecoat layer determining the multilayer coating can be applied.
  • the first basecoat is modified, for example by adding additional contains modifying binder components or filler components. He can for example, from the actual color applied afterwards determining basecoat are made by mixing with the additional Components.
  • a clear lacquer coating agent for the production of the fourth and possibly further Coating layers or in the case of the particularly preferred and independent Embodiment of the present invention for the generation of the third and if necessary, further coating layers are basically all the usual clearcoats or transparent colored or colorless pigmented coating agent.
  • she can be solvent-free (liquid or as a powder clear coat), or it can be Act systems based on solvents or are water-borne clear varnishes, the binder systems of which are suitable, e.g. are anionically, cationically or non-ionically stabilized.
  • water-dilutable Clear lacquer systems can be water-soluble or water-dispersed Systems, for example emulsion systems or powder slurry systems.
  • the Clear lacquer coating agents harden more covalently when stoved to form Bonds due to chemical crosslinking.
  • the clear lacquers which can be used in the process according to the invention are to conventional clear lacquer coating compositions which are one or more conventional base resins contain film-forming binders. You can if the base resins don't are self-crosslinking, optionally also contain crosslinkers. Both the The base resin component and the crosslinker component are not subject to anything Restriction.
  • film-forming binders for example Polyester, polyurethane and / or (meth) acrylic copolymer resins can be used.
  • crosslinking agents which may be present is not critical, it is directed according to the functionality of the base resins, i.e. the crosslinkers are selected so that they are a reactive functionality that is complementary to the functionality of the base resins exhibit.
  • Examples of such complementary functionalities between base resin and crosslinkers are: carboxyl / epoxy, hydroxyl / methylol ether, hydroxyl / free Isocyanate, hydroxyl / blocked isocyanate, (meth) acrylolyl / CH-acidic group.
  • complementary Functionalities are: carboxyl / epoxy, hydroxyl / methylol ether, hydroxyl / free Isocyanate, hydroxyl / blocked isocyanate, (meth) acrylolyl / CH-acidic group.
  • the transparent coating can be in a single layer or in the form of several Layers of the same or several different transparent Coating agents are applied.
  • the transparent one is useful
  • Clear coating agents used that have the lowest possible tendency to run off, for example, high-solids clearcoats with a correspondingly adjusted rheological behavior. Powder clearcoats are particularly preferred.
  • Metal sheets rolled up into coils are used as substrates for the process according to the invention, for example with a sheet thickness of 0.7 to 1.3 mm typical for body construction, for example made of iron, zinc, aluminum or corresponding alloys.
  • Galvanized sheet metal for example galvanized steel sheet, is preferred.
  • the metal surfaces can be pretreated, for example provided with phosphating and optionally passivation.
  • the metal surfaces can have the roughness with average roughness values (R a values, cf. DIN / EN 10130) that are customary in the state of the art for shaping using deep-drawing aids, for example from 0.6 to 1.8 ⁇ m.
  • metal sheets with lower surface roughnesses with R a values below 0.6 ⁇ m for example from 0.15 to 0.6 ⁇ m, which have hitherto been unusual in automobile construction. An artificial roughening of the metal sheet surface is not necessary.
  • the first coating layer namely the primer
  • the first coating layer is placed on these substrates. on both sides from the primer coating agent in the coil coating process rolled on. Does the primer coating contain no electrical conductivity mediating components, it is applied in a dry layer thickness, the one for electrophoretic deposition one another coating layer made of an electrophoretically depositable coating agent ensures sufficient electrical conductivity, for example in a Dry layer thickness from 1 to 3 ⁇ m.
  • primer coating composition which is the first coating layer in the baked state one for electrophoretic Deposition of a further coating layer from an electrophoretic depositable coating agent sufficiently low specific resistance contains imparting electrical conductivity imparting components, so that Primer coating agent in a dry layer thickness of, for example, 2 to 15 ⁇ m, preferably applied from 3 to 10 ⁇ m. Branding the Primer coating layer takes place briefly at high temperatures, for example within 30 to 60 seconds, for example in a 300 to 370 ° C are called convection ovens, whereby maximum object temperatures (PMT, peak metal temperature) between 200 and 260 ° C.
  • PMT maximum object temperatures
  • sheet metal parts with the desired shape are now punched out and in the usual manner then deformed in the deep-drawing process.
  • the deformed parts can then if necessary together with components made of other materials Construction, in particular a body to be put together, for example by gluing and / or clinching and / or screwing and / or preferably welding.
  • Components made of other materials can be, for example otherwise act on pre-coated or uncoated metals or plastics, preferred are components with electrically conductive and electrophoretic coatable surface.
  • the second coating layer made of an electrophoretically depositable coating agent is applied to the substrate thus obtained, which preferably has a resistivity of generally less than 10 8 ohm.cm, in particular 10 3 to 10 8 ohm.cm, and in particular at elevated temperatures, for example baked between 130 and 180 ° C.
  • the second coating layer from the electrophoretically depositable coating agent is applied as an intermediate layer, this is preferably done in dry layer thicknesses of, for example, 5 to 40 ⁇ m, particularly preferably from 10 to 30 ⁇ m, while the application as a color and / or effect-imparting base lacquer layer, preferably in a color tone dependent dry layer thickness of, for example, 10 to 50 microns, particularly preferably from 15 to 40 microns.
  • the second coating layer generally has practically no electrical conductivity, ie it has a specific resistance of more than 10 9 ohm.cm in the baked state. In the case of the particularly preferred and independent embodiment of the present invention, it is a color and / or effect basecoat layer.
  • the one obtained by electrodeposition and electric in the burned-in state insulating coating can, but does not have to cover the entire surface of the extend three-dimensional substrate. So it is for example in the invention Preferred method (especially for the particularly preferred and independent Embodiment of the present invention, in which the color and / or Effect basecoat layer from an electrophoretically separable Coating agent is applied) an entire first coating by application a primer from the primer coating agent and a second coating from the ETL coating material essentially only on outer areas, especially on visible surfaces of a three-dimensional substrate, i.e. for example, not in narrow cavities in a body.
  • the order preferably a spray order, is applied to the third Coating layer, for example from a color and / or effect basecoat or in the case of the particularly preferred and independent embodiment of the present invention from a clear lacquer coating composition.
  • a spray application of the third coating layer from the color and / or effect Basecoat is applied, for example, in a dry film thickness depending on the color from 10 to 25 ⁇ m, for example by compressed air spraying, airless spraying or ESTA high-speed rotation spraying.
  • Basecoat top coat is applied, for example, after a short flash-off phase, e.g. at 20 to 80 ° C, the application of the clearcoat, preferably in the wet-on-wet process.
  • the fourth coating layer is made from a conventional liquid paint or powder clear coat (in this case it is a dry-on-wet application) applied and together with the third coating layer at elevated temperatures, for example baked from 80 to 160 ° C. If necessary, further layers of clear lacquer can be used the same or different clear coat coating agents are applied. According to the invention, work is carried out so that the layer thickness of the transparent Coating layer or the total layer thickness of the transparent coating layers 30 to 80 microns, preferably 40 to 60 microns.
  • the clearcoat is applied to the second, the preferably burned-in color and / or effect-giving ETL coating layer.
  • the clear lacquer coating layer becomes a conventional liquid clear lacquer or a powder clear lacquer applied and baked, for example, at temperatures of 80 to 160 ° C. If necessary, further layers of clear lacquer from the same or from it various clear lacquer coating agents can be applied. According to the invention worked that the layer thickness of the transparent coating layer or Total layer thickness of several transparent coating layers at 30 to 80 ⁇ m, is particularly preferably 40 to 60 ⁇ m.
  • That applied as a third coating layer preferably by spray application Basecoat and preferably by spray application as the fourth or in the case of particularly preferred and independent embodiment of the invention as a third Coating layer applied clear coat may, but need not extend all over the three-dimensional substrate. So it is in The inventive method preferably the third and / or fourth coating layer in the essential only on outer areas, especially on visible surfaces of a three-dimensional substrate, i.e. for example not in narrow Cavities in a body.
  • substrates are preferably automobile bodies or parts from that. However, it can also be other industrial goods such as Household appliance housings, facade parts, automotive parts.
  • the inventive method By measuring the gloss and determining the long- and short-wave portions of the Surface structure of the outer clear lacquer surfaces from after Automobile parts and bodies produced according to the method was found that the inventive method compared to the production of to the prior art in a reduced overall layer thickness multi-layer lacquered Automobile parts or bodies allowed, the multi-coat paint one good gloss that meets the requirements of automotive OEM painting and have a topcoat. Analogously, it was found that the Process according to the invention preferably for the production of automotive parts or bodies can be used, the multi-layer paintwork one outstanding, improved gloss and topcoat level, even if the State-of-the-art conventional total layer thicknesses adhered to and not be crossed, be exceeded, be passed.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, bei dem auf ein Coil aus Metallblech im Coil-Coating-Verfahren beidseitig eine Grundierungsschicht aus einem Überzugsmittel aufgetragen und anschließend eingebrannt wird, anschließend aus dem Coil Blechteile ausgestanzt und im Tiefziehverfahren verformt werden und gegebenenfalls mehrere dieser Blechteile zu einer Konstruktion zusammengefügt werden, worauf eine farb- und/oder effektgebende Basislackschicht aus einem Überzugsmittel aufgebracht wird und diese mit einem oder mehreren Klarlacküberzügen versehen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen, das insbesondere zur Herstellung mehrschichtig lackierter Automobilkarossen und karossenteile geeignet ist.
Stand der Technik bei der Lackierung von Kraftfahrzeugen ist zunächst die Herstellung der Karosserie. Dabei werden entsprechend geformte Blechteile ausgestanzt und verformt, beispielsweise durch Tiefziehen unter Verwendung von Tiefziehhilfsmitteln, dann im allgemeinen durch Schweißen zusammengebaut und anschließend aufwendig gereinigt sowie im allgemeinen beispielsweise durch Phosphatierung vorbehandelt. Danach erfolgt die Lackierung, die sich bei heutigen, hochwertigen Kraftfahrzeugerstlackierungen im allgemeinen aus einer elektrophoretisch aufgebrachten vor Korrosion schützenden Grundierung und nachfolgend durch Spritzlackierung aufgebrachten Folgeschichten bestehend aus einer Füllerschicht und einer anschließend aufgebrachten dekorativen Zwecken dienenden Lackierung aus farb- und/oder effektgebender Basislackschicht und einer die Oberfläche versiegelnden schützenden Klarlackschicht zusammensetzt.
Die Gesamtschichtdicke derartiger Kraftfahrzeuglackierungen liegt in der üblichen Praxis zwischen 90 und 130 µm, die sich als Summe aus 15 bis 25 µm Schichtdicke für die Grundierung, 30 bis 40 µm für die Füllerschicht, 10 bis 25 µm für die Basislackschicht und 30 bis 40 µm für die Klarlackschicht ergibt. So beschreibt z.B. die EP-A1-0 448 280 zwar eine Mehrschichtlackierung, deren Gesamtschichtdicke im oben erwähnten Bereich liegt, diese weist jedoch keine Klarlackschichten auf. Es ist bisher notwendig, diese Schichtdicken erheblich zu überschreiten, wenn Lackierungen mit besonders gutem optischem Erscheinungsbild, d.h. mit herausragendem Glanz und Decklackstand, beispielsweise bei der Lackierung von Kraftfahrzeugen der Ober- und Luxusklasse erzielt werden sollen. In der DE-A-42 15 070 und in der DE-A-38 39 905 wird beispielsweise der Auftrag mehrerer Klarlackschichten auf eine Basislackschicht beschrieben. Es ergeben sich dann Schichtdicken von über 110 µm, z.B. bis zu 170 µm, was aus Gründen der Materialersparnis und Gewichtsersparnis am fertigen Fahrzeug unerwünscht ist.
Die DE-A-195 19 665 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, bei dem auf ein Metallblech eine Grundierungsschicht aus einem Überzugsmittel elektrophoretisch aufgetragen und anschließend eingebrannt wird, eine farb- und/oder effektgebende Basislackschicht aus einem Überzugsmittel aufgespritzt wird und diese mit einem oder mehreren Klarlacküberzügen versehen wird, wobei eine Mehrschichtlackierung mit einer Gesamttrockenschichtdicke von 70 bis 130 µm erzeugt wird und wobei gegebenenfalls zwischen dem Auftrag der Grundierungsschicht und dem Auftrag der Basislackschicht eine Zwischenschicht aufgetragen und die Klarlackschicht oder die Klarlackschichten in einer Gesamttrockenschichtdicke von 30 bis 80 µm aufgebracht werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, insbesondere zur Herstellung mehrschichtig lackierter Kraftfahrzeugkarossen und -karossenteile, die eine im Vergleich zum Stand der Technik verringerte Gesamtschichtdicke der Mehrschichtlackierung aufweisen bei vergleichbarem Glanz und Decklackstand oder die bei Einhaltung der üblichen Gesamtschichtdicken der Mehrschichtlackierung einen herausragenden, verbesserten Glanz und Decklackstand aufweisen. Es sollen sich keine Nachteile im Gesamteigenschaftsniveau der Mehrschichtlackierungen ergeben. Das Verfahren soll den Umgang mit Tiefziehhilfsmitteln, wie Ziehfetten oder -ölen sowie die spätere Reinigung von diesen vermeiden.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe überraschenderweise gelöst werden kann durch das einen Gegenstand der Erfindung darstellende Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, bei dem auf ein Metallblech eine Grundierungsschicht aus einem Überzugsmittel aufgetragen und anschließend eingebrannt wird, eine farb- und/oder effektgebende Basislackschicht aus einem Überzugsmittel aufgebracht wird und diese mit einem oder mehreren Klarlacküberzügen versehen wird, wobei eine Mehrschichtlackierung mit einer Gesamttrockenschichtdicke von 70 bis 130 µm erzeugt, wobei man
  • a) gegebenenfalls zwischen dem Auftrag der Grundierungsschicht und dem Auftrag der Basislackschicht eine Zwischenschicht aufträgt, und
  • c) die Klarlackschicht oder die Klarlackschichten in einer Gesamttrockenschichtdicke von 30 bis 80 µm aufbringt,
    • das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Metallblech ein Coil aus Metallblech verwendet und die Grundierungsschicht beidseitig im Coil-Coating-Verfahren aufwalzt und anschließend an das Einbrennen aus dem Coil Blechteile ausstanzt und im Tiefziehverfahren verformt und gegebenenfalls mehrere dieser Blechteile zu einer Konstruktion zusammenfügt, worauf man die Basislackschicht oder die Zwischenschicht aufbringt, und wobei man
    • b) die Zwischenschicht oder wenn keine Zwischenschicht aufgetragen wird die Basislackschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel durch elektrophoretische Abscheidung aufträgt.
    Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen, insbesondere mehrschichtig lackierter Automobilkarossen oder -karossenteile, wird auf ein Coil aus Metallblech beidseitig im Coil Coating-Verfahren eine Grundierungsschicht aus einem Grundierungsüberzugsmittel aufgebracht und eingebrannt, aus dem Coil werden anschließend Blechteile ausgestanzt und im Tiefziehverfahren verformt und gegebenenfalls zu einer Automobilkarosserie zusammengefügt, worauf eine farb- und/oder effektgebende Basislackschicht und eine oder mehrere Klarlackschichten aufgebracht werden, wobei zwischen dem Auftrag der Grundierungsschicht und dem Auftrag der Basislackschicht eine Zwischenschicht aufgetragen werden kann und wobei der Auftrag der zweiten Überzugsschicht als Basislackschicht oder als Zwischenschicht durch elektrophoretische Abscheidung aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel erfolgt, wobei die Gesamttrockenschichtdicke der Mehrschichtlackierung bei 70 bis 130 µm liegt und die Gesamttrockenschichtdicke der Klarlackschicht(en) bei 30 bis 80 µm liegt.
    Die Grundierungsschicht wird aus einem Grundierungsüberzugsmittel und in einer Schichtdicke erstellt, daß sich im eingebrannten Zustand eine elektrisch leitfähige Überzugsschicht ergibt. Nach dem Ausstanzen und Verformen der so grundierten und gegebenenfalls zu einer Konstruktion, insbesondere einer Karosserie zusammengefügten Blechteile kann dann die direkt folgende zweite Schicht durch elektrophoretische Abscheidung aus einem elektrophoretisch abscheidbaren wäßrigen Überzugsmittel aufgebracht werden, das bevorzugt zu einer elektrisch isolierenden zweiten Überzugsschicht führt. Als zweite Überzugsschicht kann eine Zwischenschicht gebildet und eingebrannt werden, worauf als dritte Überzugsschicht eine Basislackschicht aus einem farb- und/oder effektgebenden Überzugsmittel, bevorzugt durch Spritzen, aufgetragen wird, die mit einer oder mehreren Klarlacküberzugsschichten versehen wird.
    Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als zweite Überzugsschicht eine farb- und/oder effektgebende Basislackschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren wäßrigen Überzugsmittel durch elektrophoretische Abscheidung gebildet, die mit einer oder mehreren Klarlackschichten überlackiert wird.
    Beim Arbeiten mit einer Zwischenschicht als zweite Überzugsschicht wird bevorzugt so gearbeitet, daß die Gesamttrockenschichtdicke des Lackaufbaus bei 80 bis 130 µm, besonders bevorzugt unter 110 µm liegt.
    Wird als zweite, elektrophonetisch abgeschiedene Überzugsschicht eine farb- und/oder effektgebende Basislackschicht gebildet, so liegt die Gesamttrockenschichtdicke des Lackaufbaus bevorzugt bei 70 bis unter 110 µm.
    Zusammenfassend ergeben sich für die Erfindung zwei bevorzugte Ausführungsformen:
    Eine erste liegt in einem Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, insbesondere mehrschichtig lackierter Automobilkarossen oder -karossenteile, bei dem auf ein Coil aus Metallblech beidseitig im Coil Coating-Verfahren eine Grundierungsschicht aus einem Grundierungsüberzugsmittel aufgebracht und eingebrannt wird, aus dem Coil anschließend Blechteile ausgestanzt und im Tiefziehverfahren verformt und gegebenenfalls zu einer Konstruktion, insbesondere einer Automobilkarosserie zusammengefügt werden, worauf weitere Überzugsschichten aufgebracht werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Grundierungsüberzugsmittel ein solches verwendet, das bei der applizierten Schichtdicke und im eingebrannten Zustand zu einer elektrisch leitfähigen Grundierungsüberzugsschicht führt, worauf nach dem Einbrennen der ersten Überzugsschicht eine elektrisch isolierende zweite Überzugsschicht als Zwischenschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren wäßrigen Überzugsmittel elektrophoretisch abgeschieden und eingebrannt wird, worauf als dritte Überzugsschicht eine Basislackschicht aus einem farb- und/oder effektgebenden, Überzugsmittel, bevorzugt durch Spritzen, aufgetragen und gegebenenfalls direkt eingebrannt wird, die mit einer vierten, transparenten Überzugsschicht aus einem Klarlacküberzugsmittel überlackiert wird. Bevorzugt werden Basislackschicht und die Überzugsschicht aus einem Klarlacküberzugsmittel gemeinsam eingebrannt, worauf gegebenenfalls eine oder mehrere weitere transparente Überzugsschichten aufgetragen werden. Die Gesamttrockenschichtdicke des Lackaufbaus liegt bei 70 bis 130 µm, bevorzugt bei 80 bis 130 µm, besonders bevorzugt unter 110 µm und die Trockenschichtdicke der transparenten Überzugsschicht oder die Gesamtschichtdicke der transparenten Überzagsschichten liegt bei 30 bis 80 µm, bevorzugt bei 40 bis 60 µm. Die Klarlackschicht kann aus einer oder mehreren Schichten bestehen, wobei die erste Klarlackschicht bevorzugt vor Auftrag der weiteren Klarlackschichten eingebrannt wird. Werden mehrere Klarlackschichten aufgetragen, so können diese aus dem gleichen oder verschiedenen Klarlacküberzugsmitteln erstellt werden.
    Eine zweite unabhängige und besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, insbesondere mehrschichtig lackierter Automobilkarossen oder -karossenteile, bei dem auf ein Coil aus Metallblech beidseitig im Coil Coating-Verfahren eine Grundierungsschicht aus einem Grundierungsüberzugsmittel aufgebracht und eingebrannt wird, aus dem Coil anschließend Blechteile ausgestanzt und im Tiefziehverfahren verformt und gegebenenfalls zu einer Automobilkarosserie zusammengefügt werden, worauf ohne Aufbringen von Zwischenschichten eine farb- und/oder effektgebende Basislackschicht aus einem wäßrigen Überzugsmittel aufgebracht und eingebrannt wird und danach mit einem oder mehreren Klarlacküberzügen versehen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Grundierungsüberzugsmittel ein solches verwendet, das bei der applizierten Schichtdicke und im eingebrannten Zustand zu einer elektrisch leitfähigen Grundierungsüberzugsschicht führt, die Basislackschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren wäßrigen Überzugsmittel durch elektrophoretische Abscheidung gebildet wird, die Gesamttrockenschichtdicke der Klarlackschicht oder Klarlackschichten bei 30 bis 80 µm, bevorzugt bei 40 bis 60 µm liegt und die Gesamttrockenschichtdicke der Mehrschichtlackierung bei 70 bis 130 µm, bevorzugt bei 70 bis 110 µm liegt. Die Klarlackschicht kann aus einer oder mehreren Schichten bestehen, wobei die erste Klarlackschicht bevorzugt vor Auftrag der weiteren Klarlackschichten eingebrannt wird. Werden mehrere Klarlackschichten aufgetragen, so können diese aus dem gleichen oder verschiedenen Klarlacküberzugsmitteln erstellt werden.
    Es hat sich gezeigt, daß hervorragende Eigenschaften durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise erzielt werden, obwohl diese den Wegfall üblicher Spritzfüllerschichten ermöglicht. Auch bei hoher Schichtdicke beim Klarlackauftrag sind die Gesamtschichtdicken der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mehrschichtlackierungen vergleichsweise gering.
    Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren für die Erzeugung der ersten Überzugsschicht einsetzbaren Grundierungsüberzugsmitteln handelt es sich insbesondere um flüssige, im Coil Coating-Verfahren applizierbare Überzugsmittel. Es kann sich um Überzugsmittel auf wäßriger Basis oder auf Basis organischer Lösemittel handeln. Sie können physikalisch trocknend sein. In der Regel sind sie unter Ausbildung kovalenter Bindungen vernetzbar. Dabei kann es sich um selbst- oder fremdvernetzende Systeme handeln.
    Die im erfindungsgemäßen Verfahren für die Herstellung der ersten Überzugsschicht verwendbaren Grundierungsüberzugsmittel enthalten ein oder mehrere filmbildende Bindemittel. Sie können, insbesondere falls die Bindemittel nicht selbstvernetzend oder physikalisch trocknend (thermoplastisch) sind, gegebenenfalls auch Vernetzer enthalten. Sowohl die Bindemittelkomponente als auch die Vernetzerkomponente unterliegen an sich keinerlei Beschränkung; es können lackübliche, dem Fachmann geläufige Harze verwendet werden. Beispielsweise können als filmbildende Bindemittel Polyester-, Polyurethan-, Epoxid- und/oder Polymerisatharze verwendet werden.
    Die Auswahl der gegebenenfalls enthaltenen Vernetzer richtet sich nach der Funktionalität der Bindemittel, d.h. die Vernetzer werden aus üblichen, dem Fachmann geläufigen Vernetzern so ausgewählt, daß sie eine zur Funktionalität der Bindemittel komplementäre, reaktive Funktionalität aufweisen. Beispiele für solche komplementäre Funktionalitäten zwischen Bindemittel und Vernetzer sind: Hydroxyl/Methylolether, Hydroxyl/ blockiertes Isocyanat. Sofern miteinander verträglich, können auch mehrere solcher komplementärer Funktionalitäten nebeneinander vorliegen. Die gegebenenfalls in den Grundierungsüberzugsmitteln verwendeten Vernetzer können einzeln oder im Gemisch vorliegen.
    Es ist im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, wenn die im Coil Coating-Verfahren applizierten Grundierungsüberzugsmittel elektrische Leitfähigkeit vermittelnde Bestandteile enthalten, die der ersten Überzugsschicht im eingebrannten Zustand einen zur elektrophoretischen Abscheidung einer weiteren Überzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand verleihen, im allgemeinen unter 108 Ohm.cm, beispielsweise zwischen 103 und 108 Ohm.cm. Hierdurch wird auch Punktschweißbarkeit der Grundierungsüberzugsschicht gewährleistet. Beispiele für derartige elektrische Leitfähigkeit vermittelnde Bestandteile sind teilchenförmige anorganische oder organische elektrische Leiter oder Halbleiter, wie sie für diesen Zweck üblich und dem Fachmann geläufig sind, beispielsweise Eisenoxidschwarz, Graphit, Leitfähigkeitsruß, Metallpulver, z.B. aus Aluminium, Zink, Kupfer oder Edelstahl, Molybdändisulfid. Die elektrische Leitfähigkeit verleihenden Bestandteile sind in dem Grundierungsüberzugsmittel in einer derartigen Menge enthalten, daß der gewünschte spezifische Widerstand der Grundierungsüberzugsschicht im eingebrannten Zustand erreicht wird. Bezogen auf den Festkörpergehalt des Grundierungsüberzugsmittels beträgt der Anteil des oder der elektrische Leitfähigkeit verleihenden Bestandteile beispielsweise zwischen 1 und 30 Gew.-%. Der Anteil kann vom Fachmann leicht ermittelt werden; er ist beispielsweise abhängig vom spezifischen Gewicht, der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit und der Teilchengröße der eingesetzten elektrische Leitfähigkeit verleihenden Bestandteile. Es können ein oder mehrere dieser Bestandteile in Kombination vorliegen.
    Bevorzugt enthalten die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Grundierungsüberzugsmittel Pigmente und/oder Füllstoffe. Als Pigmente bzw. Füllstoffe kommen beispielsweise übliche, anorganische oder organische Pigmente und/oder Füllstoffe in Frage. Beispiele sind Ruß, Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Kaolin, Talkum, Siliciumdioxid und insbesondere Korrosionsschutzpigmente, wie Zinkchromat, Strontiumchromat, Bleisilikat, Zinkphosphat, Aluminiumphosphat, Strontiumaluminiumpolyphosphathydrat.
    Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Grundierungsüberzugsmittel können weiterhin übliche Additive enthalten. Beispiele dafür sind übliche Lackaddditive, wie Netzmittel, Dispergierhilfsmittel, Emulgatoren, Verlaufsmittel, Korrosionsinhibitoren, Antischaummittel und insbesondere Gleitmittel, beispielsweise Wachse wie Polyethylenwachs, Molybdändisulfid, Graphit.
    Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung von Grundierungsschichten geeigneten, im Coil Coating-Verfahren applizierbaren Überzugsmitteln, die keine speziellen oder keine ausreichende Mengen an elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteile enthalten, handelt es sich um Überzugsmittel, aus denen bei Einhaltung einer niedrigen Trockenschichtdicke von beispielsweise 1 bis 3 µm Überzugsschichten erzeugt werden können, die im eingebrannten Zustand eine zur Abscheidung einer nachfolgenden Überzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel ausreichende elektrische Leitfähigkeit sowie Punktschweißfähigkeit aufweisen.
    Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugten, zur Erzeugung von Grundierungsschichten geeigneten, im Coil Coating-Verfahren applizierbaren Überzugsmittel, die aufgrund ihres Gehaltes an elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteilen in höherer Trockenschichtdicke von beispielsweise 2 bis 15 µm, bevorzugt von 3 bis 10 µm appliziert werden können, handelt es sich um Überzugsmittel, aus denen Überzugsschichten erzeugt werden können, die im eingebrannten Zustand einen zur Abscheidung einer nachfolgenden Überzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel ausreichend niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen und die punktschweißbar sind.
    Das Grundierungsüberzugsmittel wird im Coil Coating-Verfahren beidseitig auf ein Metallblech aufgewalzt. Handelt es sich um ein Grundierungsüberzugsmittel, welches keine speziellen elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteile enthält, so wird es in einer ausreichend niedrigen Trockenschichtdicke aufgebracht, die eine zur elektrophoretischen Abscheidung einer weiteren Überzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel ausreichende elektrische Leitfähigkeit gewährleistet, d.h. in einer noch nicht elektrisch isolierenden Trockenschichtdicke von beispielsweise 1 bis 3 µm. Handelt es sich hingegen um eines der im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugten Grundierungsüberzugsmittel, welches der ersten Überzugsschicht im eingebrannten Zustand einen zur elektrophoretischen Abscheidung einer weiteren Überzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand verleihende elektrische Leitfähigkeit vermittelnde Bestandteile enthält, so wird das Grundierungsüberzugsmittel in einer Trockenschichtdicke von beispielsweise 2 bis 15 µm, bevorzugt von 3 bis 10 µm aufgebracht. Das Einbrennen der Grundierungsüberzugsschicht erfolgt kurzzeitig bei hohen Temperaturen, beispielsweise innerhalb 30 bis 60 Sekunden, beispielsweise in einem 300 bis 370°C heißen Konvektionsofen, wobei maximale Objekttemperaturen (PMT, peak metal temperature) zwischen 200 und 260°C erreicht werden.
    Aus dem beidseitig mit der eingebrannten Grundierungsschicht versehenen Metallcoil werden in üblicher Weise Blechteile mit der gewünschten Form ausgestanzt und anschließend im Tiefziehverfahren verformt. Die verformten Teile können zu einer Konstruktion, insbesondere einer Karosse zusammengefügt werden. Beispiele für geeignete Fügetechniken sind Kleben und/oder Clinchen und/oder Schrauben und/oder Schweißen, beispielsweise Punktschweißen. Schweißverfahren sind bevorzugt.
    Auf die Grundierungsschicht wird eine zweite Überzugsschicht durch Elektrotauchlackierung aufgetragen. Dabei kann es sich um eine Zwischenschicht handeln, wenn anschließend eine Basislackschicht, die mit einer oder mehreren Klarlacküberzügen versehen wird, als dritte Überzugsschicht, bevorzugt durch Spritzen, aufgetragen wird. Bevorzugt handelt es sich bei der zweiten Überzugsschicht um eine Basislackschicht auf die ein oder mehrere Klarlacküberzüge aufgetragen werden.
    Zur Erzeugung der zweiten Überzugsschicht werden beim erfindungsgemäßen Verfahren für die Zwischenschicht bzw. die Basislackschicht, die als zweite Überzugsschicht aufgetragen wird, elektrophoretisch abscheidbare Überzugsmittel verwendet. Hierzu sind insbesondere die an sich bekannten anodisch oder kathodisch abscheidbaren Elektrotauchlacke (ETL) geeignet.
    Bei den ETL-Überzugsmitteln handelt es sich insbesondere um wäßrige Überzugsmittel mit einem Festkörper bis zu 50 Gew.-%, beispielsweise bis 20 Gew.-%, wobei die Untergrenze beispielsweise bei 10 Gew.-% liegt. Der Festkörper wird gebildet aus für die Elektrotauchlackierung üblichen Bindemitteln, wobei zumindest ein Teil der Bindemittel ionische und/oder in ionische Gruppen überführbare Substituenten sowie gegebenenfalls zur chemischen Vernetzung fähige Gruppen trägt, sowie gegebenenfalls vorhandenen Vernetzern, Füllstoffen, Pigmenten oder lacküblichen Additiven.
    Die ionischen Gruppen oder in ionische Gruppen überführbare Gruppen der Bindemittel können anionische oder in anionische Gruppen überführbare Gruppen, saure Gruppen, wie -COOH, -SO3H und/oder -PO3H2 und die entsprechenden, mit Basen neutralisierten anionischen Gruppen sein. Sie können auch kationische oder in kationische Gruppen überführbare, z.B. basische Gruppen, bevorzugt stickstoffhaltige basische Gruppen sein; diese Gruppen können quarternisiert vorliegen oder sie werden mit einem üblichen Neutralisationsmittel, z.B. einer organischen Monocarbonsäure, wie z.B. Ameisensäure oder Essigsäure in ionische Gruppen überführt. Beispiele sind Amino-, Ammonium-, z.B. quartäre Ammonium-, Phosphonium-und/oder Sulfonium-Gruppen.
    Im erfindungsgemäßen Verfahren können zur Herstellung der zweiten Überzugsschicht beispielsweise die üblichen kathodischen Elektrotauchlacke (KTL) auf Basis kationischer bzw. basischer Bindemittel verwendet werden. Solche basischen Harze sind beispielsweise primäre, sekundäre und/oder tertiäre Aminogruppen enthaltende Harze, deren Aminzahlen z.B. bei 20 bis 250 mg KOH/g liegen. Das Gewichtsmittel der Molmasse (Mw) der Basisharze liegt bevorzugt bei 300 bis 10000. Beispiele für solche Basisharze sind Amino(meth)acrylatharze, Aminoepoxidharze, Aminoepoxidharze mit endständigen Doppelbindungen, Aminoepoxidharze mit primären OH-Gruppen, Aminopolyurethanharze, aminogruppenhaltige Polybutadienharze oder modifizierte Epoxidharz-Kohlendioxid-Amin-Umsetzungsprodukte. Diese Basisharze können selbstvernetzend sein oder sie werden mit bekannten Vernetzern im Gemisch eingesetzt. Beispiele für solche Vernetzer sind Aminoplastharze, blockierte Polyisocyanate, Vernetzer mit endständigen Doppelbindungen, Polyepoxidverbindungen oder Vernetzer, die umesterungsfähige Gruppen enthalten.
    Ebenfalls im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbar zur Herstellung der zweiten Überzugsschicht sind die üblichen anionische Gruppen enthaltenden anodisch abscheidbaren Elektrotauchlack-Bindemittel und Lacke (ATL). Es handelt sich beispielsweise um Bindemittel auf Basis von Polyestern, Epoxidharzestern, (Meth)acrylcopolymerharzen, Maleinatölen oder Polybutadienölen mit einem Gewichtsmittel der Molmasse (Mw) von beispielsweise 300 bis 10000 und einer Säurezahl von 35 bis 300 mg KOH/g. Die Bindemittel tragen -COOH, -SO3H und/oder -PO3H2-Gruppen. Die Harze können nach Neutralisation von mindestens einem Teil der sauren Gruppen in die Wasserphase überführt werden. Die Bindemittel können selbstvernetzend oder fremdvernetzend sein. Die Lacke können daher auch übliche Vernetzer enthalten, z.B. Triazinharze, Vernetzer, die umesterungsfähige Gruppen enthalten oder blockierte Polyisocyanate.
    Es ist im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, als ETL-Überzugsmittel ein ATL-Überzugsmittel zu verwenden, insbesondere bei der Realisierung der besonders bevorzugten und unabhängigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der farb- und/oder effektgebende Basislack als zweite Überzugsschicht elektrophoretisch abgeschieden wird.
    Zusätzlich zu den Basisharzen und gegebenenfalls vorhandenem Vernetzer können die ETL-Überzugsmittel Pigmente, Füllstoffe und/oder lackübliche Additive enthalten. Als Pigmente kommen beispielsweise die üblichen anorganischen und/oder organischen Buntpigmente und/oder Effektpigmente und/oder Füllstoffe in Frage. Als Pigmente kommen beispielsweise die üblichen anorganischen und/oder organischen Buntpigmente und/oder Effektpigmente, wie z.B. Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Ruß, Phthalocyaninpigmente, Chinacridonpigmente, Metallpigmente, z.B. aus Titan, Aluminium oder Kupfer, Interferenzpigmente, wie z.B. titandioxidbeschichtetes Aluminium, beschichteter Glimmer, Graphiteffektpigmente, plättchenförmiges Eisenoxid oder plättchenförmige Kupferphthalocyaninpigmente in Frage. Beispiele für Füllstoffe sind Kaolin, Talkum oder Siliciumdioxid.
    Die Pigmente können zu Pigmentpasten dispergiert werden, z.B. unter Verwendung von bekannten Pastenharzen. Insbesondere im Fall der ATL-Überzugsmittel ist es möglich, Pigmentpasten zu verwenden, wie sie in den dem Fachmann bekannten zur Herstellung von Zweischichtlackierungen des Basislack/Klarlack-Typs geeigneten, durch Spritzen applizierbaren Wasserbasislacken verwendet werden. Derartige Pigmentpasten können erhalten werden durch Anreiben der Pigmente in einem speziellen wasserverdünnbaren Pastenharz.
    Als Additive sind die üblichen Additive möglich, wie sie insbesondere für ETL-Überzugsmittel bekannt sind. Beispiele dafür sind Netzmittel, Neutralisationsmittel, Verlaufsmittel, Katalysatoren, Korrosionsinhibitoren, Antischaummittel, Lösemittel, insbesondere jedoch Lichtschutzmittel gegebenenfalls in Kombination mit Antioxidantien.
    Im erfindungsgemäßen Verfahren können, wenn als zweite Überzugsschicht eine Zwischenschicht aufgetragen wurde, für die Erzeugung der dritten Überzugsschicht an sich bekannte, z.B. durch Spritzen applizierbare farb- und/oder effektgebende Basislacküberzugsmittel verwendet werden, wie sie zur Herstellung von Basislack/Klarlack-Zweischichtlackierungen eingesetzt werden und in großer Zahl beispielsweise aus der Patentliteratur bekannt sind.
    Die für die Erzeugung der dritten Überzugsschicht im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Basislacke können physikalisch trocknend oder unter Ausbildung kovalenter Bindungen vernetzbar sein. Bei den unter Ausbildung kovalenter Bindungen vernetzenden Basislacken kann es sich um selbst- oder fremdvernetzende Systeme handeln.
    Die im erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung der dritten Überzugsschicht verwendbaren farb- und/oder effektgebenden Basislacke sind bevorzugt flüssige Überzugsmittel. Es kann sich um ein- oder mehrkomponentige Überzugsmittel handeln, einkomponentige sind bevorzugt. Es kann sich um Systeme auf Basis organischer Lösemittel handeln oder es handelt sich bevorzugt um Wasserbasislacke, deren Bindemittelsysteme in geeigneter Weise, z.B. anionisch, kationisch oder nicht-ionisch stabilisiert sind.
    Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren für die Herstellung der dritten Überzugsschicht verwendbaren Basislacküberzugsmitteln handelt es sich um übliche Lacksysteme, die ein oder mehrere übliche Basisharze als filmbildende Bindemittel enthalten. Sie können, falls die Basisharze nicht selbstvernetzend oder selbsttrocknend sind, gegebenenfalls auch Vernetzer enthalten. Sowohl die Basisharzkomponente als auch die Vernetzerkomponente unterliegen keinerlei Beschränkung. Als filmbildende Bindemittel können beispielsweise Polyester-, Polyurethan- und/oder (Meth)acrylcopolymerharze verwendet werden. Im Fall der bevorzugten Wasserbasislacke sind bevorzugt Polyurethanharze enthalten, besonders bevorzugt mindestens zu einem Anteil von 15 Gew.-%, bezogen auf den Festharzgehalt des Wasserbasislacks. Die Auswahl der gegebenenfalls enthaltenen Vernetzer ist unkritisch, sie richtet sich nach der Funktionalität der Basisharze, d.h. die Vernetzer werden so ausgewählt, daß sie eine zur Funktionalität der Basisharze komplementäre, reaktive Funktionalität aufweisen. Beispiele für solche komplementäre. Funktionalitäten zwischen Basisharz und Vernetzer sind: Hydroxyl/Methylolether, Hydroxyl/Freies Isocyanat, Hydroxyl/Blockiertes Isocyanat, Carboxyl/Epoxid. Sofern miteinander verträglich, können auch mehrere solcher komplementärer Funktionalitäten in einem Basislack nebeneinander vorliegen. Die gegebenenfalls in den Basislacken verwendeten Vernetzer können einzeln oder im Gemisch vorliegen.
    Die beim erfindungsgemäßen Verfahren für die Erzeugung der dritten Überzugsschicht eingesetzten Basislacke enthalten neben den üblichen physikalisch trocknenden und/oder chemisch vernetzenden Bindemitteln anorganische und/oder organische Buntpigmente und/oder Effektpigmente, wie z.B. Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Ruß, Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Chinacridonpigmente, Metallpigmente, z.B. aus Titan, Aluminium oder Kupfer, Interferenzpigmente, wie z.B. titandioxidbeschichtetes Aluminium, beschichteter Glimmer, Graphiteffektpigmente, plättchenförmiges Eisenoxid oder plättchenförmige Kupferphthalocyaninpigmente.
    Weiterhin können die für die Erzeugung der dritten Überzugsschicht eingesetzten Basislacke lackübliche Additive enthalten, wie z.B. Füllstoffe, Katalysatoren, Verlaufsmittel, Antikratermittel oder insbesondere Lichtschutzmittel gegebenenfalls in Kombination mit Antioxidanden.
    Die bevorzugt durch Spritzen als dritte Überzugsschicht aufgebrachte farb- und/oder effektgebende Basislackschicht kann als zweischichtiges Basislacksystem bestehend aus einer ersten, modifizierten Basislackschicht und einer zweiten, den eigentlichen Farbton der Mehrschichtlackierung bestimmenden Basislackschicht appliziert werden. Dabei ist der erste Basislack modifiziert, beispielsweise indem er zusätzliche modifizierende Bindemittelkomponenten oder Füllstoffkomponenten enthält. Er kann beispielsweise aus dem anschließend applizierten, den eigentlichen Farbton bestimmenden Basislack hergestellt werden durch Vermischen mit den zusätzlichen Komponenten.
    Es ist bevorzugt, wenn der zur Erzeugung der zweiten Überzugsschicht, bei der es sich um die Zwischenschicht handelt, verwendete Elektrotauchlack einen Farbton aufweist, der dem des zur Erzeugung der dritten Überzugsschicht verwendeten Basislacks nahekommt oder gleich ist. Bevorzugt ist unter einander nahekommenden Farbtönen im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verstehen, daß der sich aus Helligkeitsdifferenz, Bunttondifferenz und Buntheitsdifferenz zusammensetzende Farbabstand zwischen den jeweils bei deckender Lackierung und einer Meßgeometrie von (45/0) bestimmten Farbtönen der zweiten und der dritten Überzugsschicht einen n-fachen ΔE*(CIELAB)-Wert nicht überschreitet, wobei als ΔE*(CIELAB)-Bezugswert derjenige gilt, der sich in dem dem Fachmann geläufigen CIE-x,y-Diagramm (Chromatizitätsdiagramm) in Anlehnung an DIN 6175 für den Farbton der dritten Überzugsschicht ergibt und wobei folgende Beziehung gilt:
  • n ≤ 90 im mit ΔE* = 0,3 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms,
  • n ≤ 50 im mit ΔE* = 0,5 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms,
  • n ≤ 40 im mit ΔE* = 0,7 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms,
  • n ≤ 30 im mit ΔE* = 0,9 gekennzeichneten Bereich des CIE-x,y-Diagramms.
    • Als Klarlacküberzugsmittel für die Erzeugung der vierten und gegebenenfalls weiterer Überzugsschichten oder im Falle der besonders bevorzugten und unabhängigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die Erzeugung der dritten und gegebenenfalls weiterer Überzugsschichten sind grundsätzlich alle üblichen Klarlacke oder transparent farbig oder farblos pigmentierten Überzugsmittel geeignet. Dabei kann es sich um ein- oder mehrkomponentige Klarlacküberzugsmittel handeln. Sie können lösemittelfrei (flüssig oder als Pulverklarlack) sein, oder es kann sich um Systeme auf der Basis von Lösemitteln handeln oder es handelt sich um wasserverdünnbare Klarlacke, deren Bindemittelsysteme in geeigneter Weise, z.B. anionisch, kationisch oder nicht-ionisch stabilisiert sind. Bei den wasserverdünnbaren Klarlacksystemen kann es sich um wasserlösliche oder in Wasser dispergierte Systeme, beispielsweise Emulsionssysteme oder Pulverslurry-Systeme handeln. Die Klarlacküberzugsmittel härten beim Einbrennen unter Ausbildung kovalenter Bindungen infolge chemischer Vernetzung aus.
    Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Klarlacken handelt es sich um übliche Klarlacküberzugsmittel, die ein oder mehrere übliche Basisharze als filmbildende Bindemittel enthalten. Sie können, falls die Basisharze nicht selbstvernetzend sind, gegebenenfalls auch Vernetzer enthalten. Sowohl die Basisharzkomponente als auch die Vernetzerkomponente unterliegen keinerlei Beschränkung. Als filmbildende Bindemittel (Basisharze) können beispielsweise Polyester-, Polyurethan- und/oder (Meth)acryl-Copolymer-Harze verwendet werden.
    Die Auswahl der gegebenenfalls enthaltenen Vernetzer ist unkritisch, sie richtet sich nach der Funktionalität der Basisharze, d.h. die Vernetzer werden so ausgewählt, daß sie eine zur Funktionalität der Basisharze komplementäre, reaktive Funktionalität aufweisen. Beispiele für solche komplementäre Funktionalitäten zwischen Basisharz und Vernetzer sind: Carboxyl/Epoxid, Hydroxyl/Methylolether, Hydroxyl/Freies Isocyanat, Hydroxyl/Blockiertes Isocyanat, (Meth)acrylolyl/CH-acide Gruppe. Sofern miteinander verträglich, können auch mehrere solcher komplementären Funktionalitäten in einem Klarlack nebeneinander vorliegen. Die gegebenenfalls in den Klarlacken verwendeten Vernetzer können einzeln oder im Gemisch vorliegen.
    Neben den chemisch vernetzenden Bindemitteln sowie gegebenenfalls Vernetzern können die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Klarlacke lackübliche Additive, wie z.B. Katalysatoren, Verlaufsmittel, Farbstoffe, insbesondere jedoch Rheologiesteuerer, wie Mikrogele, NAD (= non-aqueous-dispersions), disubstituierte Harnstoffe ("sagging control agents") sowie Lichtschutzmittel gegebenenfalls in Kombination mit Antioxidantien enthalten.
    Der transparente Überzug kann in einer einzigen Schicht oder in Form von mehreren Schichten aus dem gleichen oder aus mehreren verschiedenen transparenten Überzugsmitteln aufgebracht werden. Zweckmäßig wird die transparente Überzugsschicht jedoch als vierte Schicht oder im Falle der besonders bevorzugten und unabhängigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als dritte Schicht aus nur einem Klarlacküberzugsmittel aufgebracht. Bevorzugt werden dabei solche Klarlacküberzugsmittel verwendet, die eine möglichst geringe Ablaufneigung besitzen, beispielsweise festkörperreiche Klarlacke mit entsprechend eingestelltem rheologischen Verhalten. Besonders bevorzugt sind Pulverklarlacke.
    Als Substrate für das erfindungsgemäße Verfahren dienen zu Coils aufgerollte Metallbleche beispielsweise mit einer für den Karosseriebau typischen Blechstärke von 0,7 bis 1,3 mm, beispielsweise aus Eisen, Zink, Aluminium oder entsprechenden Legierungen. Bevorzugt ist verzinktes Blech, beispielsweise verzinktes Stahlblech. Die Metalloberflächen können vorbehandelt, beispielsweise mit einer Phosphatierung und gegebenenfalls Passivierung versehen sein. Die Metalloberflächen können die im Automobilbau nach dem Stand der Technik üblichen, für die Formgebung unter Verwendung von Tiefziehhilfsmitteln notwendigen Rauhigkeiten mit Mittenrauhwerten (Ra-Werten, vgl. DIN/EN 10130) beispielsweise von 0,6 bis 1,8 µm aufweisen. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es jedoch bevorzugt, Metallbleche zu verwenden mit im Automobilbau bislang unüblichen, niedrigeren Oberflächenrauhigkeiten mit Ra-Werten unter 0,6 µm, beispielsweise von 0,15 bis 0,6 µm. Eine künstliche Aufrauhung der Metallblechoberfläche ist nicht erforderlich.
    Auf diese Substrate wird die erste Überzugsschicht, nämlich die Grundierung, beidseitig aus dem Grundierungsüberzugsmittel im Coil Coating-Verfahren aufgewalzt. Enthält das Grundierungsüberzugsmittel keine elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteile, so wird es in einer Trockenschichtdicke aufgebracht, die eine zur elektrophoretischen Abscheidung einer weiteren Überzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel ausreichende elektrische Leitfähigkeit gewährleistet, beispielsweise in einer Trockenschichtdicke von 1 bis 3 µm. Handelt es sich hingegen um eines der im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugten Grundierungsüberzugsmittel, welches der ersten Überzugsschicht im eingebrannten Zustand einen zur elektrophoretischen Abscheidung einer weiteren Überzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand verleihende elektrische Leitfähigkeit vermittelnde Bestandteile enthält, so wird das Grundierungsüberzugsmittel in einer Trockenschichtdicke von beispielsweise 2 bis 15 µm, bevorzugt von 3 bis 10 µm aufgebracht. Das Einbrennen der Grundierungsüberzugsschicht erfolgt kurzzeitig bei hohen Temperaturen, beispielsweise innerhalb 30 bis 60 Sekunden beispielsweise in einem 300 bis 370°C heißen Konvektionsofen, wobei maximale Objekttemperaturen (PMT, peak metal temperature) zwischen 200 und 260°C erreicht werden.
    Aus dem beidseitig mit der eingebrannten Grundierungsschicht versehenen Metallcoil werden nun in üblicher Weise Blechteile mit der gewünschten Form ausgestanzt und anschließend im Tiefziehverfahren verformt. Die verformten Teile können dann, gegebenenfalls zusammen mit Bauteilen aus anderen Werkstoffen, zu einer Konstruktion, insbesondere einer Karosse zusammengerügt werden, beispielsweise durch Kleben und/oder Clinchen und/oder Schrauben und/oder bevorzugt Schweißen. Bei den Bauteilen aus anderen Werkstoffen kann es sich beispielsweise um anderweitig vorbeschichtete oder unbeschichtete Metalle oder Kunststoffe handeln, bevorzugt sind dabei Bauteile mit elektrisch leitfähiger und elektrophoretisch beschichtbarer Oberfläche.
    Auf das so erhaltene, bevorzugt mit einer einen spezifischen Widerstand von im allgemeinen unter 108 Ohm.cm, insbesondere 103 bis 108 Ohm.cm aufweisenden Überzugsschicht versehene Substrat wird die zweite Überzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel aufgetragen und insbesondere bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise zwischen 130 und 180°C eingebrannt. Wird die zweite Überzugsschicht aus dem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel als Zwischenschicht aufgetragen, so erfolgt dies bevorzugt in Trockenschichtdicken von beispielsweise 5 bis 40 µm, besonders bevorzugt von 10 bis 30 µm, während der Auftrag als farb- und/oder effektgebende Basislackschicht bevorzugt in einer vom Farbton abhängigen Trockenschichtdicke von beispielsweise 10 bis 50 µm, besonders bevorzugt von 15 bis 40 µm erfolgt. Die zweite Überzugsschicht besitzt im allgemeinen praktisch keine elektrische Leitfähigkeit, d.h. sie weist im eingebrannten Zustand einen spezifischen Widerstand von im allgemeinen über 109 Ohm.cm auf. Im Falle der besonders bevorzugten und unabhängigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei ihr um eine farb- und/oder effektgebende Basislackschicht.
    Der durch Elektrotauchlackierung erhaltene und im eingebrannten Zustand elektrisch isolierende Überzug kann sich, muß sich aber nicht ganzflächig über das dreidimensionale Substrat erstrecken. So ist es beispielsweise im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt (insbesondere bei der besonders bevorzugten und unabhängigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die farb- und/oder effektgebende Basislackschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel aufgebracht wird) eine ganzflächige erste Beschichtung durch Auftrag einer Grundierung aus dem Grundierungsüberzugsmittel und eine zweite Beschichtung aus dem ETL-Überzugsmittel im wesentlichen nur an äußeren Bereichen, insbesondere an sichtbaren Flächen eines dreidimensionalen Substrats durchzuführen, d.h. beispielsweise nicht in engen Hohlräumen einer Karosserie.
    Anschließend erfolgt der Auftrag, bevorzugt ein Spritzauftrag, der dritten Überzugsschicht, beispielsweise aus einem farb- und/oder effektgebenden Basislack oder im Falle der besonders bevorzugten und unabhängigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einem Klarlacküberzugsmittel.
    Ein Spritzauftrag der dritten Überzugsschicht aus dem farb- und/oder effektgebenden Basislack erfolgt beispielsweise in einer vom Farbton abhängigen Trockenschichtdicke von 10 bis 25 µm, beispielsweise durch Druckluftspritzen, Airless-Spritzen oder ESTA-Hochrotationsspritzen.
    Im Anschluß an die Applikation einer dritten, farb- und/oder effektgebenden Basislacküberzugsschicht erfolgt beispielsweise nach einer kurzen Ablüftphase, z.B. bei 20 bis 80°C, der Auftrag des Klarlacks, bevorzugt im Naß-in-Naß-Verfahren. Die vierte Überzugsschicht wird aus einem üblichen flüssigen Lack oder Pulverklarlack (in diesem Fall handelt es sich um eine Trocken-in-Naß-Applikation) aufgebracht und gemeinsam mit der dritten Überzugsschicht bei erhöhten Temperaturen beispielsweise von 80 bis 160°C eingebrannt. Gegebenenfalls können weitere Klarlackschichten aus dem gleichen oder davon verschiedenen Klarlacküberzugsmitteln aufgebracht werden. Erfindungsgemäß wird so gearbeitet, daß die Schichtdicke der transparenten Überzugsschicht oder die Gesamtschichtdicke der transparenten Überzugsschichten bei 30 bis 80 µm, bevorzugt bei 40 bis 60 µm liegt.
    Es ist auch möglich, wenn auch nicht bevorzugt, die farb- und/oder effektgebende Basislackschicht im Naß-in-Naß-Verfahren auf die nicht eingebrannte zweite Überzugsschicht aufzubringen und die beiden Überzugsschichten gemeinsam vor Applikation der transparenten Überzugsschicht oder Überzugsschichten einzubrennen.
    Im Falle der besonders bevorzugten und unabhängigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt der Auftrag des Klarlacks auf die zweite, die bevorzugt eingebrannte farb- und/oder effektgebende ETL-Überzugsschicht. Als Klarlacküberzugsschicht wird ein üblicher flüssiger Klarlack oder ein Pulverklarlack aufgebracht und beispielsweise bei Temperaturen von 80 bis 160°C eingebrannt. Gegebenenfalls können weitere Klarlackschichten aus dem gleichen oder davon verschiedenen Klarlacküberzugsmitteln aufgebracht werden. Erfindungsgemäß wird so gearbeitet, daß die Schichtdicke der transparenten Überzugsschicht oder die Gesamtschichtdicke mehrerer transparenter Überzugsschichten bei 30 bis 80 µm, besonders bevorzugt bei 40 bis 60 µm liegt.
    Die als dritte Überzugsschicht, bevorzugt durch Spritzauftrag aufgebrachte Basislackschicht und die bevorzugt durch Spritzauftrag als vierte oder im Falle der besonders bevorzugten und unabhängigen Ausführungsform der Erfindung als dritte Überzugsschicht aufgebrachte Klarlackschicht kann sich, muß sich aber nicht ganzflächig über das dreidimensionale Substrat erstrecken. So ist es im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt die dritte und/oder vierte Überzugsschicht im wesentlichen nur an äußeren Bereichen, insbesondere an sichtbaren Flächen eines dreidimensionalen Substrats aufzubringen, d.h. beispielsweise nicht in engen Hohlräumen einer Karosserie.
    Nachstehend sind Beispiele für mehrschichtig lackierte Automobilkarossen oder Teile davon, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, hinsichtlich ihres bevorzugten Aufbaus in aufsteigender Reihenfolge angegeben. Dabei stellt Variante (8) die günstigste Variante der Varianten (1) - (8) dar. Dabei gelten die vorstehend gemachten Ausführungen bezüglich der Elektrotauchlack-, Basislack- und Klarlackschicht.
  • (1) Blech mit Ra-Wert zwischen 0,6 und 1,8 µm/1 bis 3 µm dicke Grundierungsschicht ohne elektrische Leitfähigkeit vermittelnde Bestandteile/Elektrotauchlackschicht/spritzapplizierte Basislackschicht/Klarlackschicht
  • (2) Blech mit Ra-Wert zwischen 0,6 und 1,8 µm/2 bis 15 µm dicke Grundierungsschicht mit elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteilen/Elektrotauchlackschicht/spritzapplizierte Basislackschicht/Klarlackschicht
  • (3) Blech mit Ra-Wert kleiner 0,6 µm/1 bis 3 µm dicke Grundierungsschicht ohne elektrische Leitfähigkeit vermittelnde Bestandteile/Elektrotauchlackschicht/spritzapplizierte Basislackschicht/Klarlackschicht
  • (4) Blech mit Ra-Wert kleiner 0,6 µm/2 bis 15 µm dicke Grundierungsschicht mit elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteilen/Elektrotauchlackschicht/spritzapplizierte Basislackschicht/Klarlackschicht
  • (5) Blech mit Ra-Wert zwischen 0,6 und 1,8 µm/l bis 3 µm dicke Grundierungsschicht ohne elektrische Leitfähigkeit vermittelnde Bestandteile/elektrophoretisch applizierte Basislackschicht/Klarlackschicht
  • (6) Blech mit Ra-Wert zwischen 0,6 und 1,8 µm/2 bis 15 µm dicke Grundierungsschicht mit elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteilen/elektrophoretisch applizierte Basislackschicht/Klarlackschicht
  • (7) Blech mit Ra-Wert kleiner 0,6 µm/1 bis 3 µm dicke Grundierungsschicht ohne elektrische Leitfähigkeit vermittelnde Bestandteile/elektrophoretisch applizierte Basislackschicht/Klarlackschicht
  • (8) Blech mit Ra-Wert kleiner 0,6 µm/2 bis 15 µm dicke Grundierungsschicht mit elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteilen/elektrophoretisch applizierte Basislackschicht/Klarlackschicht
    • Bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Mehrschichtlackierung versehenen Substraten handelt es sich bevorzugt um Automobilkarossen oder Teile davon. Es kann sich jedoch auch um andere industrielle Güter handeln wie z.B. Hausgerätegehäuse, Fassadenteile, Automobilzulieferteile.
    Durch Glanzmessungen und Bestimmung der lang- und kurzwelligen Anteile der Oberflächenstruktur der äußeren Klarlackoberflächen von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Automobilteilen und -karossen wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von im Vergleich zum Stand der Technik in verringerter Gesamtschichtdicke mehrschichtig lackierten Automobilteilen oder -karossen erlaubt, wobei die Mehrschichtlackierungen einen guten, den Anforderungen in der Automobilserienlackierung entsprechenden Glanz und Decklackstand aufweisen. Analog dazu wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt zur Herstellung von Automobilteilen oder - karossen eingesetzt werden kann, deren mehrschichtige Lackierungen einen herausragenden, verbesserten Glanz und Decklackstand aufweisen, auch wenn die den Stand der Technik bildenden üblichen Gesamtschichtdicken eingehalten und nicht überschritten werden. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kraftfahrzeugteile oder -karossen weisen mehrschichtige Lackierungen mit im Vergleich zum Stand der Technik vergleichbarem Gesamteigenschaftsniveau auf. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Verwendung separater Tiefziehhilfsmittel sowie eine Reinigung von diesen bei der Formgebung der Blechteile vermieden werden.

    Claims (8)

    1. Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, bei dem auf ein Metallblech eine Grundierungsschicht aus einem Überzugsmittel aufgetragen und anschließend eingebrannt wird, eine farb- und/oder effektgebende Basislackschicht aus einem Überzugsmittel aufgebracht wird und diese mit einem oder mehreren Klarlacküberzügen versehen wird, wobei man eine Mehrschichtlackierung mit einer Gesamttrockenschichtdicke von 70 bis 130 µm erzeugt, wobei man
      a) gegebenenfalls zwischen dem Auftrag der Grundierungsschicht und dem Auftrag der Basislackschicht eine Zwischenschicht aufträgt, und
      c) die Klarlackschicht oder die Klarlackschichten in einer Gesamttrockenschichtdicke von 30 bis 80 µm aufbringt,
      dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallblech ein Coil aus Metallblech verwendet und die Grundierungsschicht beidseitig im Coil-Coating-Verfahren aufwalzt und anschließend an das Einbrennen aus dem Coil Blechteile ausstanzt und im Tiefziehverfahren verformt und gegebenenfalls mehrere dieser Blechteile zu einer Konstruktion zusammenfügt, worauf man die Basislackschicht oder die Zwischenschicht aufbringt, und wobei man
      b) die Zwischenschicht oder wenn keine Zwischenschicht aufgetragen wird die Basislackschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel durch elektrophoretische Abscheidung aufträgt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die farb- und/oder effektgebende Basislackschicht als zweite Überzugsschicht direkt ohne vorheriges Aufbringen einer Zwischenschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Überzugsmittel durch elektrophoretische Abscheidung aufgetragen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Klarlackschicht oder die Klarlackschichten in einer Gesamttrockenschichtdicke von 40 bis 60 µm aufträgt.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mehrschichtlackierung in einer Gesamttrockenschichtdicke von unter 110 µm aufträgt.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Lackierung von Automobilkarossen oder Automobilkarossenteilen durchgeführt wird.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugsmittel zur Herstellung der Grundierungsschicht ein Überzugsmittel mit elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteilen verwendet wird.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugsmittel zur Herstellung der zweiten Überzugsschicht ein anodisch abscheidbarer Elektrotauchlack verwendet wird.
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Metallblech-Coils mit einer Oberflächenrauhigkeit mit Ra-Werten unter 0,6 µm verwendet werden.
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