WO1985001678A1 - Procede de fabrication de peinture a deux ou plusieurs couleurs et installation pour executer ce procede - Google Patents

Procede de fabrication de peinture a deux ou plusieurs couleurs et installation pour executer ce procede Download PDF

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WO1985001678A1
WO1985001678A1 PCT/DE1984/000207 DE8400207W WO8501678A1 WO 1985001678 A1 WO1985001678 A1 WO 1985001678A1 DE 8400207 W DE8400207 W DE 8400207W WO 8501678 A1 WO8501678 A1 WO 8501678A1
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WO
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substrate
paint
spray
color
gap
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PCT/DE1984/000207
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Inventor
Roland Andreas Meisner
Hans Pollinger
Bernd Krüger
Original Assignee
Basf Farben + Fasern Aktiengesellschaft
Audi Nsu Auto Union Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • 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
    • B05D7/52—Two layers
    • B05D7/54—No clear coat specified
    • B05D7/542—No clear coat specified the two layers being cured or baked together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/0255—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns spraying and depositing by electrostatic forces only
    • 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
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/32—Processes for applying liquids or other fluent materials using means for protecting parts of a surface not to be coated, e.g. using stencils, resists
    • 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
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects

Definitions

  • the invention relates to a method for producing two- or multi-colored coatings according to the preamble of the main claim.
  • the invention relates to a device for carrying out the method.
  • the invention is based on the object of creating a method and a device for multicolored coating, in which all surfaces painted in different colors are delimited relatively sharply from one another and thus meet the requirements of a decorative surface without intermediate drying or baking being necessary and in which furthermore, the overlapping area between the individual color tone boundaries can be kept small.
  • the substrate is coated with the first paint or color in a manner known per se, for example by spray application, using pneumatic atomizers or centrifugal atomizers in an electrostatic field.
  • the usually different-colored second or each other usually different-colored paint is applied by an atomizer that works with electrostatic transport of the paint particles and impresses the paint droplets at the color boundaries with an impulse that is almost parallel to the surface orma present there of the substrate.
  • an electrostatically operating device is proposed according to the invention with stationary atomizer edges and a transport of the color particles in the electric field works
  • Claim 2 characterizes a variant of the method according to the invention in which the spray pattern can be controlled.
  • Claim 3 describes a development in which the spray pattern can even be changed during the spraying process itself.
  • Claim 4 describes a device for carrying out the method according to the invention.
  • the essential feature is that the spray gap formed by the atomizer edges with its spa 11 along the longitudinal axis is essentially perpendicular to the surface normal of the substrate, ie the longitudinal axis of the gap runs parallel to the substrate.
  • the spray gap is aligned in such a way that it is essentially perpendicular to the plane which is spanned by the surface normal in the region of the color tone boundaries and by the direction of movement of the substrate.
  • This unusual arrangement of the spray element ensures that the paint An impulse is electrostatically applied to the droplets, which is then parallel to the surface norm Len existing there, whereby the sharp delimitation of the applied paint is achieved in the area of the color tone boundary.
  • a further advantageous embodiment of the device according to the invention is that in the direction of the longitudinal axis of the spray gap adjustable, preferably automatically adjustable, auxiliary electrodes limiting the effective length of the spray gap are provided in front of the spray gap.
  • the width of the applied paint strip can be regulated by these auxiliary electrodes and, if these auxiliary electrodes are switched up and down during the painting process, contours of the paint strip or adaptations to the surface shapes of the substrate can be achieved in the simplest way without the need for additional tools.
  • a particular area of application of the invention is the two-color painting of car bodies, in which both colors can be applied wet on wet according to the invention.
  • the narrow border area between the differently colored areas that can be achieved by the method according to the invention can be covered by components such as, for example, a ramming protection.
  • the intermediate step of baking the first coat of paint before applying the second color, which was necessary with previous painting is no longer necessary.
  • the advantages are lower cycle times and reduced energy consumption per painting of a body. The space requirement is also reduced.
  • Fig. 1 is a schematic view of a spray element with associated substrate, in
  • Fig. 2 on a larger scale the assignment of the spray element to the substrate to clarify the lines of action and in
  • FIG. 3 in a schematic representation of the invention s contemporary arrangement.
  • Fig. 1, 1 designates a spray element which is connected to high voltage and thus enables electrostatic atomization of the supplied liquid paint, specifically at stationary atomizer edges which define a spray gap 9 (FIG. 2).
  • a substrate 2 such as an automobile body, is grounded and coated with a first layer 3 of paint.
  • the second coat of paint to be applied by the spray element 1, which preferably has a different color, is denoted by 4.
  • Auxiliary electrodes 5 that can be adjusted by motor can be arranged in front of the spray gap 9 , which, for example, can be adjusted in the direction of the longitudinal axis x - x of the gap and thereby limit the effective length of the spray gap 9 .
  • the hue boundaries are indicated schematically at 10 and the surface normals standing on the hue boundaries are indicated at 11.
  • the first lacquer layer 3 can be applied by methods that are now customary for on application of paint layers on substrates. A sharp delimitation of the first paint layer 3 to the subsequent paint layer 4 to be applied is not necessary and cannot be achieved with the procedures that are customary today. It can be seen in particular from FIG. 1 that the transition area of the first lacquer layer 3 can extend over the surface to be coated with the second lacquer layer 4 .
  • Fig. 2 the trajectories of the paint droplets under the influence of air transport forces and gravity G are indicated. Smaller and therefore lighter paint droplets are guided onto the substrate via the trajectory 7, while heavier, i.e. larger paint droplets are guided via the trajectory 8 from the spray element 1 to the substrate 2. Due to this dependence of the trajectories on the droplet mass, there is also a transition area in the second coat of paint. However, this is less than 2 cm and thus a sufficiently sharp separation of the two paint layers 3 and 4 is achieved. Appropriate decorative strips or the like can be attached in the transition area, which—as stated above—is only 2 cm in size.
  • a first lacquer (3) is applied to at least one portion of a substrate (2), then a second lacquer (4) of another colour, optionally a painted of other lacquers, are applied to other portions of the substrate (2); the lacquer layers are then hardened by firing, the second layer (4) or the other layers of another color being applied without intermediary firing of the first lacquer (3) on the other predetermined portion of the substrate (2) by using an electrostatic spraying at the motionless spray edges (1) with transport of the color particles in the electric field.
  • All the lacquer layers are simultaneously hardened by firing after application of the first lacquer and the successive lacquers.
  • a first lacquer (3) is applied to at least one part a substrate (2) and then a second (4) and, if necessary, further paints of a different color are applied to other parts of the substrate and the paint applications are cured by baking, with the second (4) or, if necessary, the other paints of a different color being baked without the first paint being baked in between (3) are applied to the predetermined other parts of the substrate using electrostatic atomization at stationary atomizer edges (1) with transport of the color particles in an electrical field and after application of the first and subsequent paints, all paint applications are hardened by baking.
  • the invention relates to a method for producing two- or multi-colored coatings according to the preamble of the main claim.
  • the invention relates to a device for carrying out the method.
  • the invention is based on the object of creating a method and a device for multicolored coating, in which all surfaces painted in different colors are delimited relatively sharply from one another and thus meet the requirements of a decorative surface without intermediate drying or baking being necessary and in which Furthermore, the overlapping area between the individual color boundaries can be kept small.
  • the substrate is coated with the first paint or color in a manner known per se, for example by spray application, using pneumatic atomizers or centrifugal atomizers in an electrostatic field.
  • the usually different-colored second or each other usually different-colored paint is applied by an atomizer that works with electrostatic transport of the paint particles and impresses the paint droplets at the color boundaries with an impulse that is almost parallel to the surface normal of the substrate present there.
  • an electrostatically operating device is proposed according to the invention with stationary atomizer edges and a transport of the color particles in the electric field works
  • Claim 2 characterizes a variant of the method according to the invention in which the spray pattern can be controlled.
  • Claim 3 describes a development in which the spray pattern can even be changed during the spraying process itself.
  • Claim 4 describes a device for carrying out the method according to the invention.
  • the essential feature here is that the spray gap formed by the atomizer edges with its spa 111 ssensach se is essentially perpendicular to the surface normal of the substrate, ie the gap longitudinal axis runs parallel to the substrate.
  • the spray gap is aligned in such a way that it is essentially perpendicular to the plane which is spanned by the surface normal in the area of the color tone boundaries and by the direction of movement of the substrate.
  • This unusual arrangement of the spray element ensures that the paint An impulse is electrostatically applied to the droplet, which is then parallel to the surface normal there, whereby the sharp demarcation of the applied paint is achieved in the area of the color shade boundary.
  • a further advantageous embodiment of the device according to the invention is that in the direction of the longitudinal axis of the spray gap adjustable, preferably automatically adjustable, auxiliary electrodes limiting the effective length of the spray gap are provided in front of the spray gap.
  • the width of the paint strip applied can be regulated by these auxiliary electrodes and, if these auxiliary electrodes are switched up and down during the painting process, contours of the paint strip or adaptations to the surface shapes of the substrate can be achieved in the simplest way without the need for additional tools.
  • a particular area of application of the invention is the two-color painting of car bodies, in which both colors can be applied wet on wet according to the invention.
  • the narrow boundary area between the differently colored areas that can be achieved by the method according to the invention can be covered by components such as a bumper bar.
  • the intermediate step of baking the first coat of paint before applying the second color, which was necessary with previous painting is no longer necessary.
  • the advantages are lower cycle times and reduced energy consumption per painting of a body.
  • the space requirement is also reduced.
  • Fig. 1 is a schematic view of a spray element with associated substrate, in
  • Fig. 2 on a larger scale the assignment of the spray element to the substrate to clarify the lines of action and in
  • FIG. 3 shows the arrangement according to the invention in a schematic representation.
  • Fig. 1, 1 designates a spray element which is connected to high voltage and thus enables electrostatic atomization of the supplied liquid paint, specifically at stationary atomizer edges which define a spray gap 9 (FIG. 2).
  • a substrate 2 such as an automobile body, is grounded and coated with a first layer 3 of paint.
  • the second coat of paint to be applied by the spray element 1, which preferably has a different color, is denoted by 4.
  • Auxiliary electrodes 5 which can be adjusted by motor can be arranged in front of the spray gap 9 and can be adjusted, for example, in the direction of the longitudinal axis x-x of the gap and thereby limit the effective length of the spray gap 9 .
  • the hue boundaries are indicated schematically at 10 and the surface normals standing on the hue boundaries are indicated at 11.
  • the first lacquer layer 3 can be applied by methods that are now customary for on application of paint layers on substrates. A sharp delimitation of the first paint layer 3 to the subsequent paint layer 4 to be applied is not necessary and cannot be achieved with the procedures that are customary today. It can be seen in particular from FIG. 1 that the transition area of the first lacquer layer 3 can extend over the surface to be coated with the second lacquer layer 4 .
  • Fig. 2 the trajectories of the paint droplets under the influence of air drag forces and gravity G are indicated. Smaller and therefore lighter paint droplets are guided onto the substrate via trajectory 7, while heavier, i.e. larger paint droplets are guided via trajectory 8 from spray element 1 to substrate 2. Due to this dependence of the trajectories on the droplet mass, there is also a transition area in the second coat of paint. However, this is less than 2 cm and thus a sufficiently sharp separation of the two paint layers 3 and 4 is achieved. Appropriate decorative strips or the like can be attached in the transition area, which—as stated above—is only 2 cm in size.

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Description

"Verfahren zur Herstellung zwei- oder mehrfarbiger Lackierungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von zwei- oder mehrfarbigen Lackierungen gemäß dem Oberbegriff des Haupt anspruches.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Herstellung von zwei- oder mehrfarbigen Lackierungen, d. h. beim partiellen Appliziereπ von Lacken, bei denen die Farbtöne untereinander scharfabgegrenzt sein müssen, geht man üblicherweise so vor, daß das Substrat mit einem ersten Farbton überzogen wird, der aufgebrachte Lack getrocknet und eingebrannt und dann die mit diesem Farbton beschichtete Fläche abgedeckt wird, worauf anschließend die nicht abgedeckten Flächen mit einem zweiten oder weiteren Lacken überzogen werden (siehe Lehrbuch für Fahrzeug lacki erer, Verlag Neuer Merkur GmbH, München, 1. Auflage, 1981, Seite 190). Diese Arbeitsweise ist wegen des jeweils zwischen der Aufbringung von zwei Lacken erforderlichen Trocknens bzw. Einbrennens zeit- und energieaufwendig. Im übrigen entsteht eine hohe Lackverschwen düng i m Überdeckung sberei ch
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine mehrfarbige Beschichtung zu schaffen, wobei sämtliche verschiedenfarbig lackierten Flächen relativ scharf voneinander abgegrenzt sind und somit den Anforderungen einer dekorativen Oberfläche genügen, ohne daß ein zwischenzeitliches Trocknen oder Einbrennen erforderlich ist und wobei weiterhin der Überdeckungsbereich zwischen den einzelnen Farbtongrenzeπ gering gehalten werden kann.
Diese de r Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches ge löst.
Bei der Arbeitsweise gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird das Substrat mit dem ersten Lack oder Farbton in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Spritzapplikationen, mit Hilfe von pneumatischen Zerstäubern oder Zentrifugalzerstäubern im elektrostatischen Feld beschichtet. Ohne nunmehr diese aufgebrachte erste Lackschicht zu trocknen oder einzubrennen, wird der in der Regel andersfarbige zweite oder jeder weitere in der Regel andersfarbige Lack durch einen Zerstäuber aufgebracht, der mit elektrostatischem Transport der Farbteilchen arbeitet und der an den Farbtongrenzen den Lacktröpfchen einen Impuls aufprägt, der nahezu parallel zu der dort vorhandenen Flächenπorma len des Substrates steht. Als Zerstäuber wird erfindungsgemäß ein elektrostatisch arbeitendes Gerät vorgeschlagen, das mit ruhenden Zerstäuberkanten und einem Transport der Farbteilchen im elektrischen Feld arbeitet
Der Einsatz einer elektrostatischen Zerstäubung an ruhenden Zerstäuberkanten mit dem Transport der Farbtei Lehen im elektrischen Feld ist seit langem bekannt (siehe Industrielackierbetrieb, 25. Jahrgang, Nr. 2, 1957, Seite 34 und 35). In dieser Literaturstelle wird zum Prinzip des Verfahrens ausgeführt, daß als Sprühbild eine unscharf begrenzte Form zwischen Rechteck und Oval erzielt wird.
Anspruch 2 kennzeichnet eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der das Sprühbild gesteuert werden kann.
Anspruch 3 beschreibt eine Weiterbildung, bei der das Sprühbild sogar unter dem Sprühvorgang selbst geändert werden kann.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch den Anspruch 4 beschrieben. Wesentliches Merkmal dabei ist, daß der durch die Zerstäuberkanten gebildete Sprühspalt mit seiner Spa 11 längsach se im wesentlichen senkrecht zur Flächennormalen des Substrates steht, also die Spalt Längsachse parallel zum Substrat verläuft.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sprühspalt so ausgerichtet ist, daß er im wesentlichen senkrecht zu der Ebene steht, die durch die Flächennormale im Bereich der Farbtongrenzen und durch die Bewegungsrichtung des Substrates aufgespannt uird. Durch diese ungewöhnliche Anordnung des Sprühorgans wird erreicht, daß an den Farbtongrenzen den Lack- tröpfchen elektrostatisch ein Impuls aufgeprägt wird, der nachher parallel zu der dort vorhandenen Flächennorma Len steht, wodurch die scharfe Abgrenzung des aufgetragenen Lackes im Bereich der Farbtongrenze erreicht wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindung sgemäßen Vorrichtung besteht gemäß den Ansprüchen 6 und 7 darin, daß in Richtung der Sprüh- spaltlängsachse vor dem Sprühspalt verstelIbare, vorzugsweise automatisch verstellbare, die wirksame Länge des Sprühspaltes begrenzende Hilfselektroden vorgesehen werden. Durch diese Hilfselektroden ist die Breite des aufgebrachten Lackbandes regulierbar und, wenn diese Hilfselektroden während des Lackierverfahrens auf- und abgesteuert werden, sind in einfachster Weise Konturen des Lackbandes erzielbar oder Anpassungen an Oberflächenformen des Sub-strates, ohne daß hierzu weitere HilfsmitteL eingesetzt werden müssen.
Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ergibt sich in der Zwei-Farben-Lackierung von Autokarossen, bei denen nach der Erfindung beide Farben naß in naß aufgebracht werden können. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbare schmale Grenzbereich zwischen den verschiedenfarbigen Bereichen läßt sich durch Bauteile,wie z.B. eine Rammschut zlei ste, abdecken. Dadurch wird der beim bisherigen Lackieren notwendige Zwischenschritt, vor dem Aufbringen der zweiten Farbe den ersten Lackauftrag einzubrennen, überflüssig. Geringere Taktzeiten und verringerter Energieverbrauch pro Lackierung einer Karosse sind die Vorteile. Auch der Raumbedarf wird geringer. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in
Fig. 1 eine sehema tische Ansicht auf ein Sprühorgan mit zugeordnetem Substrat, in
Fig. 2 in größerem Maßstab die Zuordnung des Sprühorganes zum Substrat zur Verdeutlichung der Wirklinien und in
Fig. 3 in schematischer Darstellung die erfindung sgemäße Anordnung.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Sprühorgan bezeichnet, das an Hochspannung liegt und somit eine elektrostatische Zerstäubung des zugeführten flüssigen Lackes ermöglicht, und zwar an ruhenden Zerstäuberkanten, die einen Sprühspalt 9 (Fig. 2) definieren. Ein Substrat 2, z.B. eine Automobilkarosserie, liegt an Erde und ist mit einer ersten Lackschicht 3 beschichtet. Die durch das Sprühorgan 1 aufzubringende zweite Lackschicht, die vorzugsweise einen anderen Farbton aufweist, ist mit 4 bezeichnet.
Vor dem Sprühspalt 9 können motorisch verstellbare Hilfselektroden 5 angeordnet sein, die beispielsweise in Richtung der Spaltlängsachse x - x verstellbar sind und dadurch die wirksame Länge des Sprühspaltes 9 begrenzen.
In Fig. 3 sind mit 1o die Farbtongrenzen schematisch angedeutet und mit 11 die auf den Farbtongrenzen stehenden Flächennormalen.
Die erste Lackschicht 3 kann durch Verfahren aufgebracht werden, die heute üblicherweise zur Auf bringung von Lackschichten auf Substraten eingesetzt werden. Eine scharfe Begrenzung der ersten Lackschicht 3 zur nachfolgenden aufzubringenden Lackschicht 4 ist nicht erforderlich und kann mit den heute üblichen Verfahrensweisen auch nicht erzielt werden. Insbesondere aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß sich der Übergangsbereich der .ersten Lackschicht 3 über die mit der zweiten Lackschicht 4 zu beschichtenden Fläche erstrecken kann.
In Fig. 2 sind die Flugbahnen der Lacktropfchen unter Einwirkung von Luftsehleppkräften und der Schwerkraft G bezeichnet. Kleinere und damit Leichtere La ck tropf chen werden auf das Substrat über die Flugbahn 7 geführt, während schwerere, d.h. größere Lackt röpfchen über die Flugbahn 8 vom Sprühorgan 1 zum Substrat 2 geführt werden. Durch diese Abhängigkeit der Flugbahnen von der Tröpfchenmasse ergibt sich auch bei der zweiten Lackschicht ein Übergangsbereich. Dieser ist jedoch kleiner als 2 cm und damit ist eine ausreichend scharfe Trennung der beiden Lackschichten 3 und 4 erreicht. Im Übergangsbereich, der - wie vorstehend ausgeführt - nur 2 cm groß ist, können entsprechende Zierleisten od. dgl. angebracht werden.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß, um die scharfen Farbtongrenzen 1o zu erreichen, die Ausrichtung des Sprühspaltes 9 mit seiner Längsachse x - x derart sein muß, daß diese Längsachse senkrecht zu der Ebene steht, die durch die Flächennormalen 11 im Bereich der Farbtongrenzen aufgespannt ist.
Figure imgf000019_0001
INTERNATIONALE ANMELDUNG VERÖFFENTLICHT NACH DEM VERTRAG ÜBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES PATENTWESENS (PCT)
(51) Internationale Patentklassifikation 4 (11) Internationale Veröffentlichungsnummer: WO 85/
B05D 1/04, 1/36, 1/32 AI B05B 5/02 (43) Internationales
Veröff entlichuπgsdatum : 25. April 1985 (25.
(21) Internationales Aktenzeichen: PCT/DE84/00207 (74) Anwalt: HABBEL, H.-G.; Am Kanonengrab Postfach 34 29, D-4400 Münster (DE).
(22) Internationales Anmeldedatum:
6. Oktober 1984 (06.10.84)
(81) Bestimmungsstaaten: JP, US.
(31) Prioritätsaktenzeichen: P 33 37 028.1 P 3435 937.0 Veröffentlicht
Mit internationalem^Recherchenbericht.
(32) Prioritätsdaten: 12. Oktober 1983 (12.10.83) Vor Ablauf der für Änderungen der Ansprüche z 29. September 1984 (29.09.84) senen Frist. Veröffentlichung wird wiederholt fal derungen eintreffen.
(33) Prioritätsland: DE
(71) Anmelder (nur für JP ): BASF FARBEN + FASERN
AKTIENGESELLSCHAFT [DE/DE]; Am Neumarkt 30, D-2000 Hamburg 70 (DE). AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT [DE/DE]; Postfach 2 20, D-8070 Ingolstadt (DE).
(72) Erfinder ;und
(75) Erfinder/Anmelder (nur für US) : MEISNER, Roland, Andreas [DE/DE]; Siebeπstücken 39, D-4403 Senden (DE). POLLINGER, Hans [DE/DE]; Körnerstrasse 19, D-8070 Ingolstadt (DE). KRÜGER, Bernd [DE/ DE]; Phisstrasse 15. D-8071 Grossmehring (DE).
(54) Title: PROCESS FOR PRODUCING TWO- OR MULTI-COLOUR LACQUER AND PLANT FOR CARRY OUT SUCH PROCESS
(54) Bezeichnung: VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG ZWEI- ODER MEHRFARBIGER LACKIERUNGEN VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
(57) Abstract
A first lacquer (3) is applied to at least one portion of a Substrate (2), then a second lacquer (4) of another colour, optionally a plurality of other lacquers, are applied to other portions of the Substrate (2); the lacquer layers are then hardened by firing, the second layer (4) or the other layers of another colour being applied without intermediary firing of the first lacquer (3) on the other predetermined portion of the Substrate (2) by using an electrostatic spraying at the motionless spray edges (1) with transport of the colour particles in the electric field. - All the lacquer layers are simultaneously hardened by firing after application of the first lacquer and the suc- cessive lacquers.
(57) Zusammenfassung
Ein erster Lack (3) wird auf mindestens einem Teil
Figure imgf000019_0002
eines Substrates (2) und danach ein zweiter (4) und ggf. weitere andersfarbige Lacke auf andere Teile des Substrate aufgebracht und die Lackaufträge durch Einbrennen gehärtet wobei der zweite (4) bzw. ggf. die weiteren andersfarb Lacke ohne zwischenzeitliches Einbrennen des ersten Lackes (3) auf die vorbestimmten anderen Teile des Substrate unter Einsatz einer elektrostatischen Zerstäubung an ruhenden Zerstäuberkanten (1) mit Transport der Farbteilche elektrischen Feld aufgebracht werden und nach Aufbringen der ersten und weiteren Lacke alle Lackaufträge gemei durch Einbrennen gehärtet werden.
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DK Dänemark MC Monaco TG Togo
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"Verfahren zur Herstellung zwei- oder mehrfarbiger Lackierungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von zwei- oder mehrfarbigen Lackierungen gemäß dem Oberbegriff des Haupt anspruches.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Voirichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Herstellung von zwei- oder mehrfarbigen Lackierungen, d. h. beim partiellen Applizieren von Lacken, bei denen die Farbtöne untereinander scharf abgegrenzt sein müssen, geht man üblicherweise so vor, daß das Substrat mit einem ersten Farbton überzogen wird, der aufgebrachte Lack getrocknet und eingebrannt und dann die mit diesem Farbton beschichtete Fläche abgedeckt wird, worauf anschließend die nicht abgedeckten Flächen mit einem zweiten oder weiteren Lacken überzogen werden (siehe Lehrbuch für Fahrzeug Lackierer, Verlag Neuer Merkur GmbH, München, 1. Auflage, 1981, Seite 190). Diese Arbeitsweise ist wegen des jeweils zwischen der Aufbringung von zwei Lacken erforderlichen Trocknens bzw. Einbrennens zeit- und energieaufwendig. Im übrigen entsteht eine hohe Lackverschwen düng i m Überdeckung sbe rei ch
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine mehrfarbige Beschichtung zu schaffen, wobei sämtliche verschiedenfarbig lackierten Flächen relativ scharf voneinander abgegrenzt sind und somit den Anforderungen einer dekorativen Oberfläche genügen, ohne daß ein zwischenzeitliches Trocknen oder Einbrennen erforderlich ist und wobei weiterhin der Überdeckungsbereich zwischen den einzelnen Farbtongrenzen gering gehalten werden kann.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches gelöst .
Bei der Arbeitsweise gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird das Substrat mit dem ersten Lack oder Farbton in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Spritzapplikationen, mit Hilfe von pneumatischen Zerstäubern oder Zentrifugalzerstäubern im elektrostatischen Feld beschichtet. Ohne nunmehr diese aufgebrachte erste Lackschicht zu trocknen oder einzubrennen, wird der in der Regel andersfarbige zweite oder jeder weitere in der Regel andersfarbige Lack durch einen Zerstäuber aufgebracht, der mit elektrostatischem Transport der Farbteilchen arbeitet und der an den Farbtongrenzen den Lacktröpfchen einen Impuls aufprägt, der nahezu parallel zu der dort vorhandenen Flächennormalen des Substrates steht. Als Zerstäuber wird erfindungsgemäß ein elektrostatisch arbeitendes Gerät vorgeschlagen, das mit ruhenden Zerstäuberkanten und einem Transport der Farbteilchen im elektrischen Feld arbeitet
Der Einsatz einer elektrostatischen Zerstäubung an ruhenden Zerstäuberkanten mit dem Transport der Farbteilchen im elektrischen Feld ist seit langem bekannt (siehe Industrielackierbetrieb, 25. Jahrgang, Nr. 2, 1957, Seite 34 und 35). In dieser Literaturstelle wird zum Prinzip des Verfahrens ausgeführt, daß als Sprühbild eine unscharf begrenzte Form zwischen Rechteck und Oval erzi elt wird.
Anspruch 2 kennzeichnet eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der das Sprühbild gesteuert werden kann.
Anspruch 3 beschreibt eine Weiterbildung, bei der das Sprühbild sogar unter dem Sprühvorgang selbst geändert werden kann.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch den Anspruch 4 beschrieben. Wesentliches Merkmal dabei ist, daß der durch die Zerstäuberkanten gebildete Sprühspalt mit seiner Spa 111 ängsach se im wesentlichen senkrecht zur Flächennormalen des Substrates steht, also die Spalt Längsachse parallel zum Substrat verläuft.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sprühspalt so ausgerichtet ist, daß er im wesentlichen senkrecht zu der Ebene steht, die durch die Flächennormale im Bereich der Farbtongrenzen und durch die Bewegungsrichtung des Substrates aufgespannt wird. Durch diese ungewöhnliche Anordnung des Sprühorgans wird erreicht, daß an den Farbtongrenzen den Lack- tröpfchen elektrostatisch ein Impuls aufgeprägt wird, der nachher parallel zu der dort vorhandenen Flächennormalen steht, wodurch die scharfe Abgrenzung des aufgetragenen Lackes im Bereich der Farbtongrenze erreicht wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht gemäß den Ansprüchen 6 und 7 darin, daß in Richtung der Sprühspalt Längsachse vor dem Sprühspalt verstellbare, vorzugsweise automatisch verstellbare, die wirksame Länge des Sprühspaltes begrenzende Hilfselektroden vorgesehen werden. Durch diese Hilfselektroden ist die Breite des aufgebrachten Lackbandes regulierbar und, wenn diese Hilfselektroden während des Lackierverfahrens auf- und abgesteuert werden, sind in einfachster Weise Konturen des Lackbandes erzielbar oder Anpassungen an Ober- flächenformen des Substrates, ohne daß hierzu weitere Hilfsmittel eingesetzt werden müssen.
Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ergibt sich in der Zwei-Farben-Lackierung von Autokarossen, bei denen nach der Erfindung beide Farben naß in naß aufgebracht werden können. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbare schmale Grenzbereich zwischen den verschiedenfarbigen Bereichen läßt sich durch Bauteile,wie z.B. eine Rammschutzleiste, abdecken. Dadurch wird der beim bisherigen Lackieren notwendige Zwischenschritt, vor dem Aufbringen der zweiten Farbe den ersten Lackauftrag einzubrennen, überflüssig. Geringere Taktzeiten und verringerter Energieverbrauch pro Lackierung einer Karosse sind die Vorteile. Auch der Raumbedarf wird geringer. Ein Ausf ührungsbei spiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in
Fig. 1 eine schematische Ansicht auf ein Sprühorgan mit zugeordnetem Substrat, in
Fig. 2 in größerem Maßstab die Zuordnung des Sprühorganes zum Substrat zur Verdeutlichung der Wirklinien und in
Fig. 3 in schemati scher Darstellung die erfindungsgemäße Anordnung.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Sprühorgan bezeichnet, das an Hochspannung liegt und somit eine elektrostatische ZerstäiAung des zugeführten flüssigen Lackes ermöglicht, und zwar an ruhenden Zerstäuberkanten, die einen Sprühspalt 9 (Fig. 2) definieren. Ein Substrat 2, z.B. eine Automobilkarosserie, liegt an Erde und ist mit einer ersten Lackschicht 3 beschichtet. Die durch das Sprühorgan 1 aufzubringende zweite Lackschicht, die vorzugsweise einen anderen Farbton aufweist, ist mit 4 bezeichnet.
Vor dem Sprühspalt 9 können motorisch verstellbare HiIfselektroden 5 angeordnet sein, die beispielsweise in Richtung der Spaltlängsachse x - x verstellbar sind und dadurch die wirksame Länge des Sprühspaltes 9 begrenzen.
In Fig. 3 sind mit 1o die Farbtongrenzen schematisch angedeutet und mit 11 die auf den Farbtongrenzen stehenden Flächennormalen.
Die erste Lackschicht 3 kann durch Verfahren aufgebracht werden, die heute üblicherweise zur Auf bringung von Lackschichten auf Substraten eingesetzt werden. Eine scharfe Begrenzung der ersten Lackschicht 3 zur nachfolgenden aufzubringenden Lackschicht 4 ist nicht erforderlich und kann mit den heute üblichen Verfahrensweisen auch nicht erzielt werden. Insbesondere aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß sich der Übergangsbereich der ersten Lackschicht 3 über die mit der zweiten Lackschicht 4 zu beschichtenden Fläche erstrecken kann.
In Fig. 2 sind die Flugbahnen der Lacktröpfchen unter Einwirkung von Luftschleppkräften und der Schwerkraft G bezeichnet. Kleinere und damit leichtere Lacktröpfchen werden auf das Substrat über die Flugbahn 7 geführt, während schwerere, d.h. größere Lacktröpfchen über die Flugbahn 8 vom Sprühorgan 1 zum Substrat 2 geführt werden. Durch diese Abhängigkeit der Flugbahnen von der Tröpfchenmasse ergibt sich auch bei der zweiten Lackschicht ein Übergangsbereich. Dieser ist jedoch kleiner als 2 cm und damit ist eine ausreichend scharfe Trennung der beiden Lackschichten 3 und 4 erreicht. Im Übergangsbereich, der - wie vorstehend ausgeführt - nur 2 cm groß ist, können entsprechende Zierleisten od. dgl. angebracht werden.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß, um die scharfen Farbtongrenzen 1o zu erreichen, die Ausrichtung des Sprühspaltes 9 mit seiner Längsachse x - x derart sein muß, daß diese Längsachse senkrecht zu der Ebene steht, die durch die Flächennormalen 11 im Bereich der Farbtongrenzen aufgespannt ist.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung zwei- oder mehrfarbiger Lackierungen, wobei ein erster Lack auf mindestens einen Teil eines Substrates und danach ein zweiter und ggf. weitere andersfarbige Lacke auf vorbestimmte, andere Teile des Substrates aufgebracht und die Lackaufträge durch Einbrennen gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite bzw. ggf. die weiteren andersfarbigen Lacke ohne zwischenzeitliches Einbrennen des ersten Lackes auf die vorbestimmten anderen Teile des Substrates unter Einsatz einer elektrostatischen Zerstäubung an ruhenden Zerstäuberkanten mit elektrostatischem Transport der Farbteilchen aufgebracht werden und nach Aufbringen der ersten und weiteren Lacke alle Lackaufträge gemeinsam durch Einbrennen gehärtet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß das Ausbreitungsverhalten der von der ruhenden Zerstäuberkante im elektrostatischen Feld wegtransportierten Lackpartikel durch Hilfselektroden beeinflußt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet, daß während des Sprühvorganges das elektrostatische Feld durch Bewegen der Hilfselektroden verändert wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mittels aus in Arbeitsrichtung hintereinander angeordneten Sprühorganen oder Gruppen von Sprü horganen zum Auftragen von Lack auf ein Substrat ein erster Lack auf mindestens einen Teil des Substrates und danach ein zweiter und ggf. weitere andersfarbige Lacke auf andere Teile des Substrates aufgebracht und die Lackaufträge durch Einbrennen gehärtet w e rde n , da du r c h ge k ennze i c h net , da ß mindestens das letzte Sprühorgan (1) bzw. die letzte Gruppe von Sprühorganen eine ruhende Zerstäuberkante zur elektrostatischen Zerstäubung der Lackpartikel aufweist bzw. aufweisen, wobei der durch die ruhende Zerstäuberkante gebildete Sprühspalt (9) mit seiner Spalt Längsachse (x - x) im wesentlichen senkrecht zur Flächennormalen (11) des zu lackierenden Substrates (2) steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühspalt (9) mit seiner Spalt Längsachse (x - x) im wesentlichen senkrecht zur Ebene steht, die aufgespannt wird durch die Richtung der an den Farbtongrenzen vorhandenen Flächennormale und der Bewegungsrichtung des an dem Sprühspalt vorbeigeführten Substrates.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gekennzeichnet durch Hilfselektroden (5), die zwischen dem Sprühspalt (9) und dem Substrat (2) angeordnet sind und ortsveränderbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Hilfselektroden (5) während des Sprühvorganges ortsveränderbar sind.
8. Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der zugehörigen Vorrichtung zur mehrfarbigen, insbesondere zweifarbigen Lackierung von Kraftfahrzeugkarossen.
9. Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung zur mehrfarbigen, insbesondere zweifarbigen Lackierung von Kraftfahrzeugkarossen, wobei der Bereich des Farbüberganges zwischen den einzelnen Farbtönen durch ein geeignetes Bauteil abgedeckt wird.
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