DE1905270B2 - Verfahren zur Beschichtung von Hohlkörpern - Google Patents
Verfahren zur Beschichtung von HohlkörpernInfo
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Description
Die elektrophoretische Beschichtung der Tnnen- und Außenflächen von Hohlkörpern ist Stand der
Technik. Hierbei erfolgt diese Beschichtung in einem Arbeitsgang und vor jeder etwaigen weiteren Beschichtung
mit anderen als Elektrophorese-Überzugsmitteln, z. B. lösungsmittelhaltigen Grundierungen
oder Decklacken. Verfahren, die elektrophoretische Beschichtung der Innenflächen von Hohlkörnern
erst nach der Beschichtung der Außenflächen von Hohlkörpern mit elektrophoretisch nicht abscheidbaren,
isolierende und wasserunlösliche Überzüge ergebenden Überzugsmitteln an sich bekannter
Zusammensetzung vorzunehmen sowie die daraus resultierenden Vorteile sind nicht bekannt.
Nach W. Maisch, »Die Hohlraumbeschichtung
bei der Elektrotauchlackierung«, Industrie-Lakkier-Betrieb
1967, S. 4, Abs. 1, ist die Schichtdicke im Hohlraum bzw. an den Innenflächen der Hohlkörper
nicht so groß wie außen am Objekt. Erhebliche Unterschiede der Schichtdicke von Innen- und
Außenflächen von Hohlkörpern bei der elektrophoretischcn Beschichtung sind auch aus »Metalloberfläche«,
1968, Heft 10, S. 302, Tabelle 1 und 2, ersichtlich.
Es ist weiter bekannt, daß die elektrophoretische Beschichtung der Innenflächen von Hohlkörpern erst
nach der elektrophoretischen Beschichtung der Außenflächen besinnt. Da Umgriff bzw. Throwingpower
von Elektrophorese-Überzugsmitteln in vielen Fällen zur ausreichenden Beschichtung der Innenflächen
von Hohlkörpern, z. B. Hohlprofile an Automobilkarossen.
nicht ausreichen, ist entweder der Schutz der Innenflächen \on Hohlkörpern vor dem
Einbau in andere Teile oder Aggregate, z. B. Automobi'karossen.
mit anderen als Elektrophorese-Überzugsmitteln. z.B. Zinkstaubfarbe. Punktschweißfarbe,
erforderlich, oder aber es müssen sogenannte Hilfselektroden zur ausreichenden Beschichtung
der Innenflächen von Hohlkörpern angewendet werden, und bzw der es sind Aussparungen. Frcischnitte
oder Löc , in den Hohlkörpern notwendig,
die im allgemein^ nach der elektrophoretisch.^ Beschichtung,
wieder verschlossen werden müssen und
die Stabilität der Hohlkörper beeinträchtigen können. Es ist auch bekannt, daß das Ausmaß der elektrophoretischen
Beschichtung der Innenflächen von Hohlkörpern von einer Reihe von bekannten Kriterien
abhängig ist, z. B. vom sogenannten Naßfilmwiderstand der abgeschiedenen Schicht: in der Literatur
auch als Film widerstand eines frischen Films.
als elektrischer Widerstand der abgeschiedenen Schicht oder als Schichtleitfähigkeit bezeichnet. Obwohl
zahlreiche Versuche zur optimalen Formulierung und Anwendung von Elektrophorese-Überzugsmitteln
durchgeführt wurden, hat sich gezeigt, daß die Erfüllung der sich teilweise entgegenstehenden
Kriterien in der Praxis auf erhebliche Schwierigkeiten gestoßen ist und keines der bisher bekanntgewordenen
Elektrophorese-Überzugsmittel alle Forderungen in idealer Weise erfüllt (vgl. »Metalloberfläche«,
1968, Heft 10. S. 300 bis 302" unter 5.. insbesondere
S. ?01. rechte Spalte, Zeile 38 und 39).
Gegenüber diesen bekannten Verfahren und Versuchen zur Verbesserung der elektrophoretischen Beschichtung
der Innenflächen von Hohlkörpern wird nach der Erfindung ein gänzlich anderer Weg zur
Lösung dieser Aufgabe eingeschlagen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beschichtung von Hohlkörpern, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß zunächst die elektrisch leitfähigen Außenflächen von Hohlkörpern mit elektrophoretisch
nicht abscheidbaren, isolierende »nd wasserunlösliche
Überzüge ergebenden Überzugsmitteln an sich bekannter Zusammensetzung versehen werden
und erst daran anschließend die elektrophoretische Beschichtung der elektrisch leitfähigen Innenflächen
dieser Hohlkörper mit Elektrophorese-Überzugsmitteln an sich bekannter Zusammensetzung erfolgt.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, entfettete oder entfettete und phosphatierte oder anders passivierte
metallische Außenflächen von Hohlkörpern zunächst elektrostatisch mit einem nicht wäßrigen Überzugsmittel
an sich bekannter Zusammensetzung, z.B. einer Grundierung auf der Basis von Alkydharzen
oder Epoxidharzestern, insbesondere jedoch mit pulverförmigen
Überzugsmitteln z. B. auf Epoxidharz-Basis, zu beschichten und dieses Überzugsmittel mindestens
bis zur Wasserbeständigkeit bzw. Wasserunlöslichkeit im Film weiterzukondensieren, z. B. durch
Luft- oder Ofentrocknung, daran anschließend die elektrophoretische Beschichtung der leitfähigen Innenflächen
dieser Hohlkörper mit wasserverdünnbaren Überzugsmitteln an sich bekannter Zusammensetzung
vorzunehmen und beide Überzüge danach
einer Weiterkondensation im Film zu unterwerfen. z. B. durch Temperaturnachbehandlung.
Durch das neue Verfahren wird auf den Außenflächen von Hohlkörpern ein elektrischer Widerstand
aufgebaut, der gravierend über allen bekanntgewordenen Naßfilmwiderständen von elektrophoretisch
aufgetragenen Überzügen liegt wie aus der Tabelle zu entnehmen is'..
| Lack | Schicht dicke |
Schiehtlc:ifahigkeu | Filmwider^tand | ■ cm | 15 | • Kl-" |
| um | Siemens · cm | Ohm | - iO-'; | |||
| ■ io-|; | ||||||
| Αι!.) | 3 S | 0.035 · K")-'1 | 28.57 | ■ 10-« | ||
| B(I.) | 36 | Ü.U12 · H)"5 | • 10- >-' 20 | |||
| C(I.) | .* C | 0.016· ΙΟ"6 | 62.5 | • 10~15 | ||
| D (2.) | 35 | 0,620· 10-ß | 1.62 | • ίο-15 | ||
| E (3.) | 40 | > 1 · lO'1'- | > 1 | •ίο-·« | ||
| F (4.) | 40 | 2· 10-1·' | 2. | |||
| G (5.) | 1000 | 6· ΙΟ-'· | 6 | |||
| H (6.) | 260 | 1· ΙΟ-''1 | 1 |
Erläuterungen zur 1 abelle: a
Alle Lacke wurden auf entfettetes Stahlblech aufgetragen. Die Angabe der Schichtleitfähigkeit bzw.
des Filmwiderstandes bezieht sich bei den Lacken A.B. C und D ι Elektrophorese-Überzugsmittel) auf
den sogenannten Naßfilrr. bzw. Γ ischen Film, bei den Lacken E, F. G und H (elektrophoretisch nicht abscheidbare
überzugsmittel) auf de trockenen Film.
1. Die Lacke A. B und C sind handelsübliche Elektrophorese-Überzugsmittel
und die angegebenen Werte entnommen aus »Metalloberfläche«, 1968. S. 302. Tabelle 1. Die Überzüge sind
2 Minuten bei 200VoIt elektrophoretisch abgeschieden.
2. Lack D ist ein Elektrophorese-Überzugsmittel aus 120 Teilen einer wäßrigen Alkydharzlösung,
deren Zusammensetzung und Herstellung nachstehend beschrieben werden, und 20 Teilen
eines wasserlöslichen käuflichen Hexamethylolmelaminderivates, pigmentiert im Verhältnis
3 : 4 mit Titandioxid, verdünnt mit entsalztem Wasser auf einen Festkörpergehalt von 15 0O
und mit Triäthylamin auf einen pH-Wert von 7.6 eingestellt, worauf 2 Minuten bei 80 Volt
elektrophoretisch abgeschieden wurde.
50
Zusammensetzung und Herstellung der wäßrigen Alkydharzlösung:
100 Teile Phthalsäureanhydrid, 84 Teile einer käuflichen dimeren Fettsäure und 84 Teile Trimethylolpropan
werden in einer üblichen Veresterungsanlage bei 220° C bis zu einer Säurezahl von 55 umgesetzt.
Nach Abkühlung unter 1000C werden 70 Teile des erhaltenen Alkydharzes mit 16 Teilen Isobutanol
verdünnt und 14 Teile Triäthylamin zugemischt.
3. Lack E ist ein handelsüblicher Alkyd-/Melaminharzlack im Verhältnis 70 Teile fettsäuremodifiziertes
hydroxylgruppenhaltiges nichttrocknendes Alkydharz: 30 Teile käuflichem Hexamethylolmelaminäther,
katalysiert mit 0,5% p-Toluolsulfonsäure, bezogen auf Bindemittel, pigmentiert im Verhältnis 2 Teile Bind mittel : 1
Teil Titandioxid Rutil, nach dem Auftrag 15 Minuten bei 120 C eingebrannt.
4. Lack F ist ein Polyurethanlack, pigmentiert im
Verhältnis 2 Teile Bindemitte! : 1 Teil Titandioxid Rutil, nach dem Auftrag 24 Stunden an der
Luft getrocknet.
5. Lack G ist ein lösungsmiuelfrcier kalthärtender
Lack auf Basis eines ungesättigten Polyesters und Styrol. Die angegebenen Werte sind dem
Taschenbuch »Bayer-Kunststoffe·. 2. Auflaue. Oktober 1959. S.'ZIZ und 213. unter
>-Leguval K 25 R-: entnommen.
6. Lack H ist ein pulverförmiges Überzugsmiuel
auf Epoxidharz-Basis, nach dem Auftrag 30 Minuten bei 170- C eingebrannt.
Durch das neue Verfahren resultiert auf den
Außenflächen von Hohlkörpern ein sehr hoher elektrischer Widerstand, der den Naßfilmwiderstand an
sich bekannter Elektrophorese-Überzüge um vielfache Zehnerpotenzen übertrifft und so zu einer
außerordentlichen Verbesserung der elektrophoretischen Beschichtung der Innenflächen von Hohlkörpern
führt oder diese sogar erst ohne Anwendung zusätzlicher Maßnahmen, z. B. Verwendung von Hilfselektroden.
Anbringung von Löchern, ermöglicht. Die Vorteile des neuen Verfahrens für die Beschichtung
der Innenwachen von Hohlkörpern sind daher eindeutig. Aber auch in bezug auf die Beschichtung
der Außenflächen von Hohlkörpern weist das neue Verfahren gegenüber der elektrophoretischen Beschichtung
bemerkennswerte qualitative, verfahrenstechnische, wirtschaftliche und den Umweltschutz
verbessernde Vorteile auf. Diese Vorteile bestehen darin, daß die bei der elektrophoretischen Beschichtung
auftretende teilweise Zersiörung von Zinkphosphatschichten als Untergrund vermieden wird
(vgl. z. B .»Metalloberfläche«. !968, S. 300 unter 4.),
die in »Metalloberfläche«, 1968, S. 302/303 unter 6. beschriebenen Lackverluste der Elektrophorese-Überzugsmittel
reduziert werden oder bei Verwendung lösungsmittelfreier Überzugsmittel, z. B. pulverformige
Überzugsmittel, entfallen, sehr hohe Schichtdicken in einem Arbeitsgang erzielt werden können
und bei Verwendung pulverförmiger Überzugsmittel praktisch keine Wasser- und Luftverschmutzung auftritt.
Durch das neue Verfahren wird außerdem der Nachteil der elektrophoretischen Beschichtung von
Außenflächen großflächiger Hohlkörper, z.B. Automobilkarossen, der darin besteht, daß nach dem gegenwärtigen
technischen Stand die nach oben offenen Elektrophorese-Karossen-Tauchbecken gerade an
den am meisten exponierten Stellen von Automobilkarossen, nämlich Motorhaube, Dach, Kofferklappe,
weder eine gleichmäßige noch dieselbe Schichtdicke wie an vertikalen Flächen oder an der Bodengruppe
von Karossen infolge des mit der Entfernung von der Beckenwand abnehmenden elektrischen Feldes zulassen,
vermieden, während die elektrophoretische Beschichtung der Innenflächen von Hohlkörpern wie
Karossen entscheidend verbessert wird.
Die außergewöhnlichen Vorteile des neuen Verfahrens zeigen sich bei der Lackierung von Hohlkörpern,
deren Außenflächen gegenwärtig noch einen drei- oder vierschichtigen Lackaufbau erhalten, z. B.
Automobilkarossen, da nach dem neuen Verfahren alle Schichten durch zwei oder sogar nur eine einzige
Schicht entsprechender Dicke ersetzt werden können,
z.B. durch pulverförmige oder andere lösungsmittelfreie
Überzugsmittel, z. B. ungesättigte Polyester, gelöst
in monomeren oder oligomeren Vinylverbindungen, z. B. Styrol. Acrylsäureester.
Die konsequente Anwendung des neuen Verfahrens bedeutet daher die Lackierung der Außenflächen
von Hohlkörpern, z. B. Automobilkarossen, mit nur einer Schicht und in einem einzigen Arbeitsgang,
wobei die Grundieruna der Innenflächen von Hohlkörpern
erst nach der Lackierung erfolgt, während man bisher der Auffassung war. daß eine Grundierup.g
stets vor der Lackierung erfolgen muß.
Die Tabelle und die Beispiele zeigen die allgemeine
Gültigkeit des neuen Verfahrens, unabhängig von der Zusammensetzung der verwendeten Uoerzugsmittel.
Die ir. den Erläuterungen zur Tabelle sowie die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
Claims (4)
1. Verfahren zur Beschichtung von Hohlkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß
zunächst die elektrisch leitfähigen Außenflächen der Hohlkörper mit elektrophoretisch nicht abscheidbaren,
jedoch isolierende und wasserunlösliche Überzüge ergebenden Überzugsmitteln an sich bekannter Zusammensetzung versehen
werden und anschließend die elektrophoretische Beschichtung der elektrisch leitfähigen Innenflächen
dieser Hohlkörper mit Elektrophorese-Überzugsmitteln an sich bekannter Zusammensetzung
durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenflächen der Hohlkörper zunächst elektrostatisch mit überzugsmitteln
an sich bekannter Zusammensetzung beschichtet werden, die Überzugsmittel mindestens
bis zur Wasserunlöslichkeit weiterkondensiert werden, daran anschließend die elektrisch leitfähigen
Innenflächen mit wasserverdünnbaren Überzugsmitteln an sich bekannter Zusammensetzung
elektrophoretisch beschichtet und die Überzüge einer Weiterkondensation unterworfen
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenflächen der Hohlkörper elektrostatisch mit pulverförmiger! Überzugsmideln
an sich bekannter Zusammensetzung beschichtet und einer Temperaturnachbehandlung
unterworfen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß pulverförmige Überzugsmittel an sich bekannter Zusammensetzung auf der Basis
von Epoxidharzen verwendet werden.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BHV | Refusal |