EP0952894A1 - Verfahren zur mehrschichtlackierung - Google Patents

Verfahren zur mehrschichtlackierung

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EP0952894A1
EP0952894A1 EP97950199A EP97950199A EP0952894A1 EP 0952894 A1 EP0952894 A1 EP 0952894A1 EP 97950199 A EP97950199 A EP 97950199A EP 97950199 A EP97950199 A EP 97950199A EP 0952894 A1 EP0952894 A1 EP 0952894A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
coating
basecoat
coating agent
primer
Prior art date
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Granted
Application number
EP97950199A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0952894B1 (de
Inventor
Pamela Fritz
Klausjörg Klein
Ahmed Shafik
Dieter STRANGHÖNER
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EIDP Inc
Original Assignee
Herberts GmbH
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 Herberts GmbH, EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical Herberts GmbH
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 process for the production of multi-layer coatings, which is particularly suitable for the production of multi-layer painted automobile bodies and body parts.
  • the total layer thickness of such automotive coatings is in the usual practice between 90 and 130 ⁇ m, which is the sum of 15 to 25 ⁇ m layer thickness for the primer, 30 to 40 ⁇ m for the filler layer, and 10 to 25 ⁇ m for the
  • EP-A 1-0 448 280 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 paintwork with a particularly good visual appearance, ie with an outstanding gloss and topcoat level, is achieved, for example, when painting motor vehicles of the luxury and luxury classes should.
  • DE-A-42 15 070 and DE-A-38 39 905 describe the application of several layers of clear lacquer to one basecoat layer. This then results in layer thicknesses of over 110 ⁇ m, for example up to 170 ⁇ m, which is undesirable on the finished vehicle for reasons of material savings and weight savings.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a multi-layer coating, in particular for the production of multi-layer motor vehicle bodies and vehicle body parts which have a reduced overall layer thickness of the multi-layer coating in comparison with the prior art, with a comparable gloss and topcoat level, or which comply with the usual
  • Total layer thicknesses of the multi-layer coating have an outstanding, improved gloss and topcoat level. There should be no disadvantages in the overall property level of the multi-layer coatings.
  • the process is intended to avoid the handling of deep-drawing aids, such as drawing greases or oils, and the subsequent cleaning of them.
  • this object can surprisingly be achieved by a process for the production of multi-layer coatings, in particular multi-layer painted automobile bodies or vehicle body parts, in which a primer layer made of a primer coating agent is applied and baked on both sides of a coil made of sheet metal in the coil coating process , sheet metal parts are then punched out of the coil and deformed in the deep-drawing process and, if appropriate, joined to form an automobile body, whereupon a color and / or effect basecoat layer and one or more clearcoat layers are applied, with the
  • An intermediate layer can be applied to the primer layer and the application of the basecoat layer, and the application of the second coating layer as a basecoat layer or as an intermediate layer is carried out by electrophoretic deposition from an electrophoretically depositable coating agent, the total dry layer thickness of the multilayer coating being 70 to 130 ⁇ m and that
  • the total dry layer thickness of the clear lacquer layer (s) is 30 to 80 ⁇ m.
  • the primer layer " is created from a primer coating agent and in a layer thickness that results in an electrically conductive coating layer in the burned-in state.
  • the immediately following second layer can then be produced can be applied by electrophoretic deposition from an electrophoretically depositable aqueous coating agent, which preferably leads to an electrically insulating second coating layer, and an intermediate layer can be formed and baked as a second coating layer, whereupon, as a third coating layer, a basecoat layer composed of a coloring and / or effect-imparting coating agent is preferred by spraying, which is provided with one or more clear lacquer coating layers.
  • a color and / or effect basecoat is formed from an electrophoretically depositable aqueous coating composition by electrophoretic deposition, which is overcoated with one or more clearcoat layers.
  • the total dry layer thickness of the lacquer structure is 80 to 130 ⁇ m, particularly preferably less than 110 ⁇ m.
  • Coating layers are applied, which is characterized in that the priming coating agent used is one which, in the applied layer thickness and in the baked state, leads to an electrically conductive priming coating layer, whereupon after the baking of the first coating layer, an electrically insulating second coating layer as
  • Intermediate layer is electrophoretically deposited and baked from an electrophoretically separable aqueous coating agent, whereupon as a third coating layer, a basecoat layer of a coloring and / or effect-imparting coating agent, preferably by spraying, is applied and optionally baked directly, which is coated with a fourth, transparent coating layer from a
  • Clear lacquer coating agent is overcoated.
  • Basecoat and the coating layer are preferably baked together from a clear lacquer coating agent, whereupon one or more further transparent coating layers are optionally applied.
  • the total dry layer thickness of the lacquer structure is 70 to 130 ⁇ m, preferably 80 to 130 ⁇ m, particularly preferably less than 110 ⁇ m and that
  • the dry layer thickness of the transparent coating layer or the total layer thickness of the transparent coating layers is 30 to 80 ⁇ m, preferably 40 to 60 ⁇ m.
  • the clear lacquer layer can consist of one or more layers, the first clear lacquer layer preferably being stoved before application of the further clear lacquer layers. If several layers of clear lacquer are applied, they 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 multi-layer painted automobile bodies or body parts, in which a primer layer made of a primer coating agent is applied and baked on both sides of a coil of sheet metal in the coil coating process the coil Then sheet metal parts are punched out and deformed in the deep-drawing process and, if necessary, joined to form an automobile body, whereupon a color and / or effect basecoat layer is applied from an aqueous coating agent and baked, without application of intermediate layers, and then provided with one or more clear lacquer coatings, which is characterized by this that the primer coating used is one which, in the applied layer thickness and in the baked state, leads to an electrically conductive primer coating layer, the basecoat is formed from an electrophoretically separable aqueous coating composition by electrophoretic deposition, the total dry film thickness of the clearcoat film or
  • Clear lacquer layers is 30 to 80 ⁇ m, preferably 40 to 60 ⁇ m, and the total dry layer thickness of the multi-layer coating is 70 to 130 ⁇ m, preferably 70 to 110 ⁇ m.
  • the clear lacquer layer can consist of one or more layers, the first clear lacquer layer preferably being stoved before application of the further clear lacquer layers. If several layers of clear lacquer are applied, they can be created from the same or different clear lacquer coating agents.
  • Spray filler layers enabled. Even with a high layer thickness when applying the clear lacquer, the total layer thicknesses of the multi-layer lacquers produced by the process according to the invention are comparatively small.
  • Primer coating compositions which can be used for the coating layer are, in particular, liquid coating compositions which can be applied in the coil coating process. It can be an aqueous-based coating agent or an organic solvent-based agent. They can be physically drying. As a rule, they can be cross-linked to form covalent bonds. These can be self- or externally networked systems.
  • the primer coating compositions which can be used in the process according to the invention for the production of the first coating layer contain one or more film-forming binders. In particular, if the binders are not self-crosslinking or physically drying (thermoplastic), they may also contain crosslinking agents.
  • Both the binder component and the crosslinker component are not subject to any restrictions per se; it is possible to use resins which are customary in lacquer and are familiar to the skilled worker.
  • resins which are customary in lacquer and are familiar to the skilled worker.
  • polyester, polyurethane, epoxy and / or polymer resins can be used as film-forming binders.
  • crosslinking agents that may be present depends on the functionality of the binder, i.e. the crosslinkers are selected from conventional crosslinkers known to those skilled in the art so that they have a reactive functionality which is complementary to the functionality of the binders. Examples of such complementary functionalities between binder and crosslinker are:
  • the crosslinking agents optionally used in the primer coating compositions 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, in the baked state, impart to the first coating layer 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 ohms. 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 id.
  • 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.
  • the primer coating compositions which can be used in the process according to the invention preferably contain pigments and / or fillers.
  • Suitable pigments or fillers are, for example, customary, inorganic or organic pigments and / or fillers. Examples are carbon black, titanium dioxide, iron oxide pigments,
  • Kaolin Kaolin, talc, silicon dioxide and in particular corrosion protection pigments, such as zinc chromate, strontium chromate, lead silicate, zinc phosphate, aluminum phosphate, strontium aluminum polyphosphate hydrate.
  • corrosion protection pigments such as zinc chromate, strontium chromate, lead silicate, zinc phosphate, aluminum phosphate, strontium aluminum polyphosphate hydrate.
  • the primer coating compositions which can be used in the process according to the invention can furthermore contain customary additives.
  • customary paint additives such as wetting agents, dispersing aids, emulsifiers, leveling agents, corrosion inhibitors, anti-foaming agents and in particular lubricants, for example waxes such as polyethylene wax, molybdenum disulfide, graphite.
  • the coating agents which are suitable for the production of primer layers and can be applied in the coil coating process and which do not contain any special or insufficient amounts of constituents which impart electrical conductivity are coating agents which, when adhering to a low dry layer thickness of, for example, 1 to 3 ⁇ m coating layers can be produced which, in the baked state, can be deposited from an electrophoretically to separate a subsequent coating layer Coating agents have sufficient electrical conductivity and spot welding ability.
  • Coating agents that can be applied due to their content of electrical conductivity-imparting components in a higher dry layer thickness of, for example, 2 to 15 ⁇ m, preferably from 3 to 10 ⁇ m, are coating agents from which coating layers can be produced, which, in the baked state, are used for one Deposition of a subsequent coating layer from an electrophoretically depositable coating agent have a sufficiently low specific electrical resistance and which can be spot-welded.
  • the primer coating agent is rolled onto a metal sheet on both sides in the coil coating process. If it is a primer coating agent which does not contain any special electrical conductivity-imparting constituents, it is applied in a sufficiently low dry layer thickness which ensures sufficient electrical conductivity for the electrophoretic deposition of a further coating layer from an electrophoretically separable coating agent, i.e. in a not yet electrical one insulating dry layer thickness of 1 to 3 ⁇ m, for example.
  • the priming coating composition is in a dry layer thickness from, for example, 2 to 15 ⁇ m, preferably from 3 to 10 ⁇ m.
  • the primer coating layer is baked briefly at high temperatures, for example within 30 to 60 seconds, for example in a convection oven at 300 to 370 ° C., maximum object temperatures (PMT, peak metal temperature) between 200 and 260 ° C. being reached.
  • Sheet metal parts with the desired shape are punched out of the metal coil provided on both sides with the burned-in primer layer and then deformed in the deep-drawing process.
  • the deformed parts can be put together to form a construction, in particular a body.
  • 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 by electrocoating.
  • This can be an intermediate layer if a base lacquer layer, which is provided with one or more clear lacquer coatings, is subsequently applied as a third coating layer, preferably by spraying.
  • the second coating layer is preferably a base lacquer layer to which one or more clear lacquer coatings are applied.
  • electrophoretically depositable coating agents are used for the intermediate layer or the basecoat layer, which is applied as the second coating layer.
  • the anodically or cathodically depositable electrocoat materials (ETL) known per se are particularly suitable for this purpose.
  • the ETL coating compositions are in particular aqueous coating compositions with a solids content of up to 50% by weight, for example up to 20% by weight, the lower limit being, for example, 10% by weight.
  • the solid is formed from binders customary for electrocoating, at least some of the binders bearing ionic and / or substituents which can be converted into ionic groups and, if appropriate, groups capable of chemical crosslinking, and any crosslinking agents, fillers, pigments or additives customary in lacquers.
  • Binders can be anionic groups 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 sulf onium groups.
  • the usual cathodic electrocoat materials (KTL) based on canonical or basic binders can be used to produce the second coating layer.
  • Such basic resins are, for example, primary, secondary and / or tertiary amino group-containing resins, the amine numbers of which are e.g. are 20 to 250 mg KOH / g.
  • the weight average molar mass (Mw) of the base resins is preferably 300 to 10,000.
  • base resins are amino (meth) acrylate resins, aminoepoxy resins, aminoepoxy resins with terminal double bonds, aminoepoxide resins with primary OH groups, aminopolyurethane resins, amino group-containing polybutadiene resins or modified polybutadiene resins or amino group-containing polybutadiene resins -
  • Amine reaction products These base resins can be self-crosslinking or they are used in a mixture with known crosslinking agents.
  • crosslinkers are aminoplast resins, blocked polyisocyanates, crosslinkers with terminal double bonds, polyepoxide compounds or crosslinkers which contain groups capable of transesterification.
  • 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.
  • (Meth) acrylic copolymer resins maleate oils or polybutadiene oils with a weight average molecular weight (Mw) of, for example, 300 to 10,000 and one Acid number from 35 to 300 " mg KOH / g.
  • the binders carry -COOH, -SO 3 H and / or -PO 3 H 2 groups. After neutralization of at least some of the acid groups, the resins can be converted into the water phase.
  • the binders can be self-crosslinking or externally crosslinking, and the lacquers can therefore also contain customary crosslinking agents, for example triazine resins, crosslinking agents which are capable of transesterification
  • Groups contain or blocked polyisocyanates.
  • an ATL coating agent as the ETL coating agent, in particular when implementing the particularly preferred and independent embodiment of the present invention, in which the coloring and / or effect-imparting basecoat is deposited electrophoretically as a second coating layer.
  • the ETL coating compositions can contain pigments, fillers and / or additives customary in lacquers.
  • Suitable pigments are, for example, the customary inorganic and / or organic colored pigments and / or effect pigments and / or fillers.
  • the usual inorganic and / or organic colored pigments and / or effect pigments such as e.g. Titanium dioxide, iron oxide pigments, carbon black, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, metal pigments, e.g. made of titanium,
  • interference pigments e.g. titanium dioxide-coated aluminum, coated mica, graphite effect pigments, platelet-shaped iron oxide or platelet-shaped copper phthalocyanine pigments.
  • fillers are kaolin, talc or silicon dioxide.
  • the pigments can be dispersed into pigment pastes, e.g. using known paste resins.
  • pigment pastes such as those used in the water-based lacquers which can be applied by spraying and are suitable for the production of two-layer lacquers of the basecoat / clearcoat type known to those skilled in the art.
  • Pigment pastes can be obtained by rubbing the pigments in a special water-thinnable paste resin. ⁇
  • additives as are known in particular for ETL coating agents, are possible as additives.
  • these are wetting agents, neutralizing agents, leveling agents, catalysts, corrosion inhibitors, anti-foaming agents, solvents, but especially light stabilizers, if appropriate in combination with
  • Basecoat coating compositions are used, such as are used for the production of basecoat / clearcoat two-coat coatings and are known in large numbers, for example, from the patent literature.
  • the basecoats which can be used to produce the third coating layer in the process according to the invention can be physically drying or can be crosslinked to form covalent bonds.
  • the basecoats which crosslink with the formation of covalent bonds can be self- or externally crosslinking systems.
  • the basecoat materials which can be used in the process according to the invention for the production of the third coating layer are customary
  • Coating systems that contain one or more common base resins as film-forming binders. 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 are not subject to any limitation. Polyester, polyurethane and / or (meth) acrylic copolymer resins, for example, can be used as film-forming binders. In the case of the preferred waterborne basecoats, polyurethane resins are preferably present, particularly preferably at least in a proportion of 15% by weight, based on the solid resin content of the waterborne basecoat.
  • the selection of the crosslinking agents which may be present is not critical, it depends on the functionality of the base resins, ie the crosslinking agents are selected such that they have a reactive functionality which is complementary to the functionality of the base resins. Examples of such complementary
  • base resin and crosslinker are: hydroxyl / methylol ether, hydroxyl / free isocyanate, hydroxyl / blocked isocyanate, carboxyl / epoxy. If compatible with one another, several such complementary functionalities can also be present side by side in a basecoat.
  • the crosslinking agents optionally used in the basecoats can be present individually or in a mixture.
  • the basecoats used in the process according to the invention for the production of the third coating layer contain inorganic and / or organic colored pigments and / or effect pigments, e.g. Titanium dioxide,
  • 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.
  • the basecoats used for the production of the third coating layer can contain conventional paint additives, such as e.g. Fillers, catalysts, leveling agents, anti-cratering agents or in particular light stabilizers, if appropriate in combination with antioxidants.
  • conventional paint additives such as e.g. Fillers, catalysts, leveling agents, anti-cratering agents or in particular light stabilizers, if appropriate in combination with antioxidants.
  • the coloring and / or applied preferably as a third coating layer by spraying effect-imparting basecoat can be applied as a two-layer basecoat system consisting of a first, modified basecoat and a second basecoat that determines the actual color of the multi-layer coating.
  • the first basecoat is modified, for example by containing additional modifying binder components or filler components. It can be produced, for example, from the subsequently applied basecoat, which determines the actual color, by mixing it with the additional components.
  • the electrodeposition lacquer used to produce the second coating layer which is the intermediate layer, has a color tone that is close to or identical to that of the basecoat used to produce the third coating layer.
  • color shades that come close to one another are preferably to be understood to mean that those composed of brightness difference, hue difference and hue difference
  • n _ ⁇ _ 90 in the area of the CIE-x
  • y diagram marked with ⁇ E * 0.3, n ⁇ _ 50 in the area of the CIE-x
  • y diagram marked with ⁇ E * 0.5, n _ ⁇ _ 40 in the area of the CIE-x
  • y-diagram marked with ⁇ E * 0.7, n _ ⁇ . 30 in the area of the CIE x
  • y diagram marked ⁇ E * 0.9.
  • clearcoat coating agents 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 production of the third and optionally further coating layers.
  • there it can be a one- or multi-component clear lacquer coating agent.
  • They can be solvent-free (liquid or as a powder clearcoat), or they can be systems based on solvents, or they can be water-thinnable clearcoats, the binder systems of which are stabilized in a suitable manner, for example anionically, cationically or non-ionically.
  • the 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 when stoved to form covalent bonds as a result of chemical crosslinking.
  • Polyester, polyurethane and / or (meth) acrylic copolymer resins for example, can be used as film-forming binders (base resins).
  • crosslinking agents that may be present is not critical; it depends on the functionality of the base resins, i.e. the crosslinkers are selected so that they have a reactive functionality which is complementary to the functionality of the base resins.
  • Examples of such complementary functionalities between base resin and crosslinker are: carboxyl / epoxide, hydroxyl / methylol ether, hydroxyl / free isocyanate, hydroxyl / blocked isocyanate, (meth) acrylolyl / CH-acidic group. If compatible with one another, several such complementary ones can also be used
  • crosslinking agents optionally used in the clear lacquers can be present individually or in a mixture.
  • the clear lacquers which can be used in the process according to the invention can be customary lacquers
  • the transparent coating can be in a single layer or in the form of several layers of the same or of several different transparent ones
  • the transparent coating layer is expediently applied as a fourth layer or, in the case of the particularly preferred and independent embodiment of the present invention, as a third layer composed of only one clear lacquer coating agent.
  • Clearcoat compositions which have the lowest possible drainage tendency are preferably used, for example solid-state clearcoats with a correspondingly adjusted theological behavior. Pul clear lacquers 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 be used for shaping under the usual in automotive engineering according to the prior art
  • the first coating layer namely the primer
  • the first coating layer is applied to these substrates, preferably rolled on both sides, from the primer coating agent in the coil coating process.
  • the primer coating agent does not contain any components that impart electrical conductivity, it is applied in a dry layer thickness, which is one for electrophoretic deposition additional coating layer made of an electrophoretically depositable coating agent ensures sufficient electrical conductivity, for example in a dry layer thickness of 1 to 3 ⁇ m. If, on the other hand, it is one of the primer coating compositions preferred in the process according to the invention, which in the baked state of the first coating layer is one for electrophoretic
  • the primer coating agent is applied in a dry layer thickness of, for example, 2 to 15 ⁇ m, preferably 3 to 10 ⁇ m. Branding the
  • the primer coating layer is applied briefly at high temperatures, for example within 30 to 60 seconds, for example in a convection oven at 300 to 370 ° C., maximum object temperatures (PMT, peak metal temperature) between 200 and 260 ° C. being reached.
  • PMT maximum object temperatures
  • Sheet metal parts with the desired shape are now punched out of the metal coil provided on both sides with the burned-in primer layer and then deformed in the deep-drawing process.
  • the deformed parts can then, if appropriate together with components made of other materials, be joined to form a structure, in particular a body, for example by gluing and / or clinching and / or screwing and / or preferably welding.
  • the components made from other materials can be, for example, otherwise precoated or uncoated metals or plastics, components with an electrically conductive and electrophoretically coatable surface are preferred.
  • the second coating layer generally has practically no electrical conductivity, ie it has a specific resistance of generally more than 10 9 ohms in the baked state. cm on. In the case of the particularly preferred and independent embodiment of the present invention, it is a color and / or effect basecoat.
  • the coating obtained by electrodeposition coating and which is electrically insulating in the baked state can, but does not have to extend over the entire surface of the three-dimensional substrate.
  • Ausrahrungsform of the present invention in which the coloring and / or effect basecoat layer is applied from an electrophoretically depositable coating agent) a full-surface first coating by applying a primer from the primer coating agent and a second coating from the ETL coating agent essentially only on outer areas, to be carried out in particular on visible surfaces of a three-dimensional substrate, ie for example, not in narrow cavities in a body.
  • a spray application of the third coating layer from the color and / or effect basecoat is carried out, for example, in a dry layer thickness of 10 to 25 ⁇ m, depending on the color, for example by compressed air spraying, airless spraying or ESTA high-speed rotary spraying.
  • the clearcoat is applied, preferably in the wet-on-wet process.
  • the fourth coating layer is made from a conventional liquid lacquer or powder clear lacquer
  • Coating layer or the total layer thickness of the transparent coating layers is 30 to 80 ⁇ m, preferably 40 to 60 ⁇ m.
  • the clear lacquer is applied to the second, preferably burned-in, coloring and / or effect-giving ETL coating layer.
  • a customary liquid clear lacquer or a powder clear lacquer is applied as the clear lacquer coating layer and baked, for example, at temperatures of 80 to 160 ° C. If necessary, further layers of clear lacquer from the same or different clear lacquer coating compositions can be applied.
  • the process according to the invention is such that the layer thickness of the transparent coating layer or the total layer thickness of a plurality of transparent coating layers is 30 to 80 ⁇ m, 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 the particularly preferred and independent embodiment of the invention as the third Coating layer applied clear coat can, but does not have to extend all over the three-dimensional substrate.
  • Variant (8) represents the cheapest variant of variants (1) - (8).
  • the statements made above apply with regard to the electrocoat, basecoat and clearcoat layers.
  • the substrates provided with a multi-layer coating by the process according to the invention are preferably automobile bodies or parts thereof. However, it can also be other industrial goods such as Household appliance housings, facade parts, automotive parts.
  • the motor vehicle parts or bodies produced by the method according to the invention have multilayer coatings with an overall property level that is comparable to that of the prior art.
  • the method according to the invention makes it possible to avoid the use of separate deep-drawing aids and to clean them when shaping the sheet metal parts.

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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

Verfahren zur Mehrschichtlackierung
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 färb- 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- A 1-0 448 280 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.
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 Tief ziehhilf smitteln, wie Ziehfetten oder -ölen sowie die spätere Reinigung von diesen vermeiden.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe überraschenderweise gelöst werden kann durch ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen, 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 eine färb- 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 Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht führt. Als zweite Uberzugsschicht kann eine Zwischenschicht gebildet und eingebrannt werden, worauf als dritte Uberzugsschicht eine Basislackschicht aus einem färb- 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 Uberzugsschicht eine färb- 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 Uberzugsschicht wird bevorzugt so gearbeitet, daß die Gesamttrockenschichtdicke des Lackaufbaus bei 80 bis 130 μm, besonders bevorzugt unter 110 μm liegt.
Wird als zweite, elektrophoretisch abgeschiedene Uberzugsschicht eine färb- 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 Uberzugsschicht eine elektrisch isolierende zweite Uberzugsschicht als
Zwischenschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren wäßrigen Überzugsmittel elektrophoretisch abgeschieden und eingebrannt wird, worauf als dritte Uberzugsschicht eine Basislackschicht aus einem färb- und/ oder effektgebenden, Überzugsmittel, bevorzugt durch Spritzen, aufgetragen und gegebenenfalls direkt eingebrannt wird, die mit einer vierten, transparenten Uberzugsschicht aus einem
Klarlacküberzugsmittel überlackiert wird. Bevorzugt werden Basislackschicht und die Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht oder die Gesamtschichtdicke der transparenten Überzugsschichten 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 färb- 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
Uberzugsschicht 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 erfindungsgemäßeή Verfahren für die Herstellung der ersten Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht im eingebrannten Zustand einen zur elektrophoretischen Abscheidung einer weiteren Uberzugsschicht 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, Molybdändisulf id. 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 Uberzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel ausreichende elektrische Leitfähigkeit sowie Punktschweißfähigkeit aufweisen.
Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugten, zur Erzeugung von Grundierungsschichten geeigneten, im Coil Coating-Verfahren applizierbaren
Uberzugsmittel, 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 Uberzugsmittel, aus denen Überzugsschichten erzeugt werden können, die im eingebrannten Zustand einen zur Abscheidung einer nachfolgenden Uberzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel 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 Uberzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel 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 Uberzugsschicht im eingebrannten Zustand einen zur elektrophoretischen Abscheidung einer weiteren Uberzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel 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 Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht, bevorzugt durch Spritzen, aufgetragen wird. Bevorzugt handelt es sich bei der zweiten Uberzugsschicht um eine Basislackschicht auf die ein oder mehrere Klarlacküberzüge aufgetragen werden.
Zur Erzeugung der zweiten Uberzugsschicht werden beim erfindungsgemäßen Verfahren für die Zwischenschicht bzw. die Basislackschicht, die als zweite Uberzugsschicht aufgetragen wird, elektrophoretisch abscheidbare Uberzugsmittel 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 Uberzugsmittel 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 Sulf onium-Gruppen .
Im erfindungsgemäßen Verfahren können zur Herstellung der zweiten Uberzugsschicht beispielsweise die üblichen kathodischen Elektrotauchlacke (KTL) auf Basis kanonischer 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 Uberzugsschicht 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 färb- und/oder effektgebende Basislack als zweite Uberzugsschicht 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. Λ
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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 Uberzugsschicht eine Zwischenschicht aufgetragen wurde, für die Erzeugung der dritten Uberzugsschicht an sich bekannte, z.B. durch Spritzen applizierbare färb- 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 Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht verwendbaren färb- und/oder effektgebenden Basislacke sind bevorzugt flüssige Uberzugsmittel. Es kann sich um ein- oder mehrkomponentige Uberzugsmittel 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 nichtionisch stabilisiert sind.
Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren für die Herstellung der dritten Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht eingesetzten Basislacke lackübliche Additive enthalten, wie z.B. Füllstoffe, Katalysatoren, Verlaufsmittel, Antikratermittel oder insbesondere Lichtschutzmittel gegebenenfalls in Kombination mit Antioxidantien.
Die bevorzugt durch Spritzen als dritte Uberzugsschicht aufgebrachte färb- 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 Uberzugsschicht, bei der es sich um die Zwischenschicht handelt, verwendete Elektrotauchlack einen Farbton aufweist, der dem des zur Erzeugung der dritten Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht 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-Diagrarnms, 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 Uberzugsmittel 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 cont ol 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 Uberzugsschicht 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 Theologischen Verhalten. Besonders bevorzugt sind Pul verklar lacke.
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 R^- 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 Uberzugsschicht, nämlich die Grundierung, beidseitig aus dem Grundierungsüberzugsmittel im Coil Coating-Verfahren aufgetragen, bevorzugt aufgewalzt. Enthält das Grundierungsüberzugsmittel keine elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteile, so wird es in einer Trockenschichtdicke aufgebracht, die eine zur elektrophoretischen Abscheidung einer weiteren Uberzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel 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 Uberzugsschicht im eingebrannten Zustand einen zur elektrophoretischen
Abscheidung einer weiteren Uberzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel 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 zusammengefügt 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 Uberzugsschicht versehene Substrat wird die zweite Uberzugsschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel aufgetragen und insbesondere bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise zwischen 130 und 180°C eingebrannt. Wird die zweite Uberzugsschicht aus dem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel 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 färb- 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 Uberzugsschicht 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 färb- 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
Ausrahrungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die färb- und/oder effektgebende Basislackschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel 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 Uberzugsschicht, beispielsweise aus einem färb- und/oder effektgebenden Basislack oder im Falle der besonders bevorzugten und unabhängigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einem Klarlacküberzugsmittel.
Ein Spritzauftrag der dritten Uberzugsschicht aus dem färb- 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, färb- 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 Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht 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
Uberzugsschicht 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 färb- und/oder effektgebende Basislackschicht im Naß-in-Naß- Verfahren auf die nicht eingebrannte zweite
Uberzugsschicht aufzubringen und die beiden Überzugsschichten gemeinsam vor Applikation der transparenten Uberzugsschicht 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 färb- 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 Uberzugsschicht oder die Gesamtschichtdicke mehrerer transparenter Überzugsschichten bei 30 bis 80 μm, besonders bevorzugt bei 40 bis 60 μm liegt.
Die als dritte Uberzugsschicht, 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 Uberzugsschicht 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 Uberzugsschicht 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 R^-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/1 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 Automobilserienlackierang 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

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, bei dem auf ein Coil aus Metallblech beidseitig im Coil-Coating- Verfahren eine Grundierungsschicht aus einem Uberzugsmittel 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 färb- und/oder effektgebende Basislackschicht aus einem Uberzugsmittel aufgebracht wird und diese mit einem oder mehreren Klarlacküberzügen versehen wird, wobei man eine Mehrschichtlackierung mit einer Gesamttrockenschichtdicke von 70 bis 130 μm erzeugt, indem man
a) gegebenenfalls zwischen dem Auftrag der Grundierungsschicht und dem Auftrag der Basislackschicht eine Zwischenschicht aufträgt,
b) die Zwischenschicht oder wenn keine Zwischenschicht aufgetragen wird die
Basislackschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel durch elektrophoretische Abscheidung aufträgt,
c) die Klarlackschicht oder die Klarlackschichten in einer Gesamttrockenschichtdicke von 30 bis 80 μm aufbringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die färb- und/oder effektgebende Basislackschicht als zweite Uberzugsschicht direkt ohne vorheriges Aufbringen einer Zwischenschicht aus einem elektrophoretisch abscheidbaren Uberzugsmittel 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 Uberzugsmittel zur Herstellung der Grundierungsschicht ein Uberzugsmittel mit elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Bestandteilen verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Uberzugsmittel zur Herstellung der zweiten Uberzugsschicht ein anodisch abscheidbarer Elektrotauchlack verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Metallblech-Coils mit einer Oberflächenrauhigkeit mit R„-Werten unter 0,6 μm verwendet werden.
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