DE102023126204A1

DE102023126204A1 - Process for painting a surface of a polymer component

Info

Publication number: DE102023126204A1
Application number: DE102023126204.1A
Authority: DE
Inventors: Manfred Schwartz; Marcos Adler; Manfred Maurer
Original assignee: Grimmer GmbH; Rehau Automotive SE and Co KG
Current assignee: GRIMMER GMBH, DE; Resrg Automotive Se & Co Kg De
Priority date: 2023-09-27
Filing date: 2023-09-27
Publication date: 2025-03-27
Also published as: EP4534211A1

Abstract

Dier Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lackierung einer Oberfläche eines polymeren Bauteils (10), insbesondere eines Außenanbauteils für Kraftfahrzeuge, wobei die Bauteiloberfläche wenigstens einen zu lackierenden Lackierbereich und wenigstens einen nicht zu lackierenden Maskierbereich (12) aufweist. Die Maskierung erfolgt unter Verwendung eines Polymermaterials (14), wobei das Bauteil (10) zunächst bereitgestellt und fixiert wird. Danach wird der Maskierbereich (12) des Bauteils (10) mit dem Polymermaterial (14), vorzugsweise in Form einer flüssigen Masse, beschichtet und das Polymermaterial (14) verfestigt sich zu einem Polymerfilm. Danach wird der Lackierbereich lackiert und sodann der Polymerfilm, vorzugsweise in einem Stück, abgezogen.

The invention relates to a method for painting a surface of a polymeric component (10), in particular an exterior add-on part for motor vehicles, wherein the component surface has at least one painting area to be painted and at least one masking area (12) not to be painted. The masking is carried out using a polymer material (14), wherein the component (10) is first prepared and fixed. The masking area (12) of the component (10) is then coated with the polymer material (14), preferably in the form of a liquid mass, and the polymer material (14) solidifies to form a polymer film. The painting area is then painted, and the polymer film is then peeled off, preferably in one piece.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lackierung einer Oberfläche eines polymeren Bauteils, insbesondere eines Außenanbauteils für Kraftfahrzeuge, wobei die Bauteiloberfläche wenigstens einen zu lackierenden Lackierbereich und wenigstens einen nicht zu lackierenden Maskierbereich aufweist, wobei die Maskierung unter Verwendung eines Polymermaterials erfolgt. Bei den polymeren Außenanbauteilen kann es sich beispielsweise um Stoßfänger, Heckspoiler, Radlaufblenden oder Schweller handeln.The invention relates to a method for painting the surface of a polymeric component, in particular an exterior attachment for motor vehicles, wherein the component surface has at least one coating area to be painted and at least one masking area not to be painted, wherein the masking is performed using a polymeric material. The polymeric exterior attachments can be, for example, bumpers, rear spoilers, wheel arch trims, or sills.

Bauteile, die lackiert werden, müssen für verschiedene Anwendungen in bestimmten Oberflächenbereichen, die unlackiert bleiben sollen, vor Overspray durch die Lackierung geschützt werden. Diese unlackiert verbleibenden Bereich sind beispielsweise für eine spätere Montage anderer Bauteile bzw. an einem anderen Bauteil vorgesehen. Deshalb müssen Maskierungen die zu schützenden Bereiche absichern, so dass die zu schützenden Bereiche nicht mit Lack beaufschlagt werden und beispielsweise für nachfolgende Montageoperationen uneingeschränkt zur Verfügung stehen. Grundsätzlich bekannt ist die Maskierung mit Abdeckbändern. Diese sind jedoch hinsichtlich ihrer Geometrie beschränkt und auch bezüglich ihrer Applikation nachteilig. Ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen ist beispielsweise aus der DE 10 2009 020 264 B4 sowie der DE 10 2021 132 337 A1 bekannt. Die im Stand der Technik bekannten Verfahren sind zwar grundsätzlich funktionsfähig, weisen jedoch auch Nachteile auf, insbesondere wenn der Auftrag des Polymermaterials mit einem gewissen Abstand auf die Bauteiloberfläche erfolgt. Als Stand der Technik ist ferner das Dokumente DE 197 37 065 A1 zu nennen. Die Lackierung des Bauteils kann grundsätzlich einschichtig oder auch mehrschichtig erfolgen, wobei die einzelnen Lackschichten zeitlich unmittelbar nacheinander oder aber auch mit zeitlichem Abstand einzeln aufgetragen werden können.For various applications, painted components must be protected from overspray in certain surface areas that are to remain unpainted. These unpainted areas are intended, for example, for the later assembly of other components or on another component. Therefore, masking must secure the areas to be protected so that they are not exposed to paint and are, for example, fully available for subsequent assembly operations. Masking with masking tapes is generally known. However, these are limited in terms of their geometry and also disadvantageous in terms of their application. A method with the features described above is known, for example, from DE 10 2009 020 264 B4 as well as the DE 10 2021 132 337 A1 The methods known in the prior art are generally functional, but also have disadvantages, especially when the polymer material is applied to the component surface at a certain distance. Furthermore, the document DE 197 37 065 A1 The component can generally be painted in a single layer or in multiple layers, whereby the individual layers of paint can be applied directly one after the other or individually at different times.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, welches die Nachteile der im Stand der Technik bekannten Verfahren vermeidet und eine leicht applizierbare sowie ebenfalls einfach wieder zu entfernende Maskierung ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a method with the features described above, which avoids the disadvantages of the methods known in the prior art and enables a masking that is easy to apply and also easy to remove.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Lackierung einer Oberfläche eines polymeren Bauteils, insbesondere eines Außenanbauteils für Kraftfahrzeuge, wobei die Bauteiloberfläche wenigstens einen zu lackierenden Lackierbereich und wenigstens einen nicht zu lackierenden Maskierbereich aufweist, wobei die Maskierung unter Verwendung eines Polymermaterials erfolgt,

a. wobei das Bauteil zunächst bereitgestellt und fixiert wird,
b. wobei danach der Maskierbereich des Bauteils mit dem Polymermaterial, vorzugsweise in Form einer flüssigen Masse, beschichtet wird,
c. wobei danach sich das Polymermaterial zu einem Polymerfilm verfestigt,
d. wobei danach der Lackierbereich lackiert wird, und
e. wobei danach der Polymerfilm, vorzugsweise in einem Stück, abgezogen wird.

According to the invention, the object is achieved by a method for painting a surface of a polymeric component, in particular an exterior attachment for motor vehicles, wherein the component surface has at least one painting area to be painted and at least one masking area not to be painted, wherein the masking is carried out using a polymer material,

a. whereby the component is first prepared and fixed,
b. the masking area of the component is then coated with the polymer material, preferably in the form of a liquid mass,
c. the polymer material then solidifies into a polymer film,
d. the painting area is then painted, and
e. the polymer film is then removed, preferably in one piece.

Alternativ zum Auftrag des Polymermaterials in Form einer flüssigen Masse ist es grundsätzlich auch möglich, dass das Polymermaterial in Form von Feststoffpartikeln appliziert wird. Die Bezeichnung flüssig umfasst auch eine viskose, beispielsweise gelartige Konsistenz des Polymermaterials.As an alternative to applying the polymer material in the form of a liquid mass, it is also possible to apply the polymer material in the form of solid particles. The term "liquid" also includes a viscous, for example, gel-like consistency of the polymer material.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass die kohäsiven und/oder adhäsiven Eigenschaften des verfestigten Polymerfilms durch Energiebeaufschlagung verändert werden (z.B. durch damit einhergehende Vernetzungs- und/oder Aushärtungsvorgänge), so dass die die Kohäsionskräfte durch diese Maßnahme kleiner als die Adhäsionskräfte sind. Dies ermöglicht das Abziehen des Polymerfilms in einem Stück.It is within the scope of the invention that the cohesive and/or adhesive properties of the solidified polymer film are modified by applying energy (e.g., through associated crosslinking and/or curing processes), so that the cohesive forces are smaller than the adhesive forces. This allows the polymer film to be removed in one piece.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Appliaktion des Polymermaterials auf den Maskierbereich keine Spritzer oder andere Defekte auf der Bauteiloberfläche erzeugt. Die Maskierung kann individuell an den benötigten Stellen ggf. dreidimensional selektiv aufgebracht werden wie beispielsweise kringelförmig, per Swirl, Sprühen, Aufrakeln oder auch Stempel. Das flüssige Polymermaterial kann durch physikalische Prozesse, z.B. durch einfaches Abkühlen, mittels Umluft oder mittels aktiver Härtung durch Energiezufuhr aushärten. Zweckmäßigerweise erfolgt die Aushärtung des Polymermaterials ohne chemische Reaktionen bzw. ohne dass eine etwaige Thixotropie des Polymermaterials hierbei eine Rolle spielt. Vorzugsweise werden für die Ausbildung der gewünschten Kohäsions- und Adhäsionseigenschaften des Polymerfilms keine chemischen Reaktionen benötigt. The invention is particularly characterized by the fact that the application of the polymer material to the masking area does not produce splashes or other defects on the component surface. The masking can be applied individually to the required locations, optionally three-dimensionally, for example, in a ring-like manner, by swirling, spraying, doctoring, or even stamping. The liquid polymer material can harden through physical processes, e.g., by simple cooling, by circulating air, or by active curing through the application of energy. The polymer material expediently cures without chemical reactions or without any thixotropy of the polymer material playing a role. Preferably, no chemical reactions are required to develop the desired cohesive and adhesive properties of the polymer film.

Gleichwohl kann das Bauteil im Maskierbereich bereits vor dem Auftragen der Maskierung eine Vorlackierung bzw. Kontrastlackierung aufweisen, so dass die Maskierung eine vorab lackierte Oberfläche schützt, beispielsweise gegen Überlackierung oder gegen die thermische Belastung eines Lacktrockenofens. Während im Stand der Technik die Applikation des Polymermaterials mit einem sehr geringen Abstand zum Maskierbereich erfolgt, z.B. weniger als 5 mm, insbesondere auch weniger als 1 mm, kann im Rahmen der Erfindung der Applikationsabstand - also die Distanz zwischen einem Gerät zum Ausstoß des Polymermaterials und dem Maskierbereich - mehr als 10 mm betragen, z.B. auch mehr als 20 mm.Nevertheless, the component in the masking area can already have a pre-coating or contrasting coating before the masking is applied, so that the masking protects a previously painted surface, for example, against over-coating or against the thermal stress of a paint drying oven. While in the prior art the application of the polymer material with a very small distance to the masking area, e.g. less than 5 mm, in particular less than 1 mm, within the scope of the invention the application distance - i.e. the distance between a device for ejecting the polymer material and the masking area - can be more than 10 mm, e.g. even more than 20 mm.

Der Maskierbereich kann nahezu jede beliebige Geometrie aufweisen. Wird ein polymeres Material mit thixotropen Eigenschaften verwendet, kann der Maskierbereich auch „über Kopf“ liegen, da das polymere Material aufgrund der thixotropen Eigenschaften nicht abtropft. Der Maskierbereich kann beispielsweise bandförmig ausgebildet sein, um beispielsweise unlackierte Flächen zur Verklebung oder Verschweißung des Bauteils mit weiteren Bauteilen bereitzustellen.The masking area can have virtually any geometry. If a polymer material with thixotropic properties is used, the masking area can also be positioned "upside down," as the polymer material's thixotropic properties prevent it from dripping. The masking area can, for example, be band-shaped to provide unpainted surfaces for bonding or welding the component to other components.

Zweckmäßigerweise wird der Lackierbereich vor dem Lackieren gereinigt und elektrostatisch aktiviert oder deaktiviert. Das Polymermaterial kann als Einkomponenten(1K)-System oder alternativ auch als Zweikomponenten(2K)-System ausgebildet sein. Vorzugsweise weist das Polymermaterial thixotrope Eigenschaften auf. Der Begriff der Thixotropie bezeichnet die Eigenschaft eines nichtnewtonischen Fluids, dass dessen Viskosität bei Scherung im Verlauf der Zeit nach und nach zurückgeht bzw. das Wiederansteigen der Viskosität, wenn nur noch wenig oder gar keine Scherung mehr vorliegt. So kann das Polymermaterial entsprechend eingestellt werden, um sich aufgrund seiner thixotropen Eigenschaften und durch Abkühlen nach dem Auftragen auf den Maskierbereich zu verfestigen. Damit ist ein konturgerechter Auftrag des Polymermaterials möglich, ohne dass es nach dem Auftragen zerfließt.The painting area is expediently cleaned and electrostatically activated or deactivated before painting. The polymer material can be designed as a one-component (1K) system or alternatively as a two-component (2K) system. The polymer material preferably has thixotropic properties. The term thixotropy describes the property of a non-Newtonian fluid that its viscosity gradually decreases over time when subjected to shear, or the viscosity increases again when there is little or no shear. The polymer material can therefore be adjusted accordingly to solidify due to its thixotropic properties and by cooling after application to the masking area. This enables the polymer material to be applied contour-accurately without it flowing after application.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass das Polymermaterial in Sprayform auf den Maskierbereich aufgetragen wird. Insbesondere kann eine Auftragung in aufgeschäumter Sprayform erfolgen. Das Auftragen als Spray bzw. geschäumtes Spray erlaubt einen besonders konturnahen Auftrag in schwer zugänglichen, gekrümmten Maskierbereichen. Das Polymermaterial wird bevorzugt mittels einer automatisierten Sprühvorrichtung auf den Maskierbereich aufgesprüht. Eine solche Sprühvorrichtung ist bevorzugt an einem Industrieroboter, Cobot oder Handlinggerät angebracht und weist bevorzugt eine automatisierte Dosiereinrichtung auf.It is within the scope of the invention that the polymer material is applied to the masking area in spray form. In particular, application can be carried out in foamed spray form. Application as a spray or foamed spray allows for particularly close-to-contour application in hard-to-reach, curved masking areas. The polymer material is preferably sprayed onto the masking area using an automated spraying device. Such a spraying device is preferably attached to an industrial robot, cobot, or handling device and preferably has an automated dosing device.

Zweckmäßigerweise wird das Polymermaterial mit einer Schichtdicke von 50 bis 700 µm, vorzugsweise 100 bis 500 µm, besonders bevorzugt 150 bis 450 µm auf den Maskierbereich aufgetragen. in dieser Stärke bzw. Dicke kann das polymere Material bzw. der daraus gebildete Polymerfilm den während des Lackiervorgangs einwirkenden Belastungen standhalten. Zudem ist die innere Festigkeit des Polymerfilms ausreichend hoch, so dass der Polymerfilm insbesondere nach Aufnahme des Oversprays in der Lackieranlage, rückstandsfrei entfernt bzw. abgezogen werden kann. Die erforderliche Stärke bzw. Dicke des Polymerfilms kann in Abhängigkeit des gewählten Polymermaterials und Prozessanforderungen variieren. Zweckmäßigerweise wird die Schichtdicke wie benötigt appliziert ausgehend von den spezifischen Prozessanforderungen.The polymer material is expediently applied to the masking area in a layer thickness of 50 to 700 µm, preferably 100 to 500 µm, particularly preferably 150 to 450 µm. At this thickness, the polymer material or the polymer film formed therefrom can withstand the stresses encountered during the painting process. In addition, the internal strength of the polymer film is sufficiently high that the polymer film can be removed or peeled off without leaving any residue, particularly after absorbing overspray in the painting system. The required thickness of the polymer film can vary depending on the selected polymer material and process requirements. The layer thickness is expediently applied as required based on the specific process requirements.

Das Polymermaterial kann polare Eigenschaften aufweisen und z.B. als Polyvinylacetat-Copolymer ausgebildet sein (z.B. EVATANE® 18-500 oder PLANATOL® HSP). Alternativ liegen auch Polymermaterialien auf Polyamid-Basis oder auch Polyactone im Rahmen der Erfindung. Als geeignete Materialien können hier die Substanzen C41404 der Fa. Bühnen, Bremen, oder Hotbond AH 780L von BASF® genannt werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, alternativ ein unpolares Polymermaterial für die Maskierung bereitzustellen. Es kann von Vorteil sein, wenn das Polymermaterial auf Kunststoff klebefähig ist. Für die Aufbringung des Polymermaterials auf unpolare Bauteilkunststoffe ist es von Vorteil, wenn das Polymermaterial unpolare Eigenschaften aufweist. Für polare Bauteilkunststoffe eignen sich insbesondere unpolare Polymermaterialien, zB. auf Basis von Polypropylen, ggf. gefüllt bzw. Blends daraus, zur Maskierung. Beispiele hierfür sind, ohne sich darauf zu beschränken, Polyolefine, wie z.B. SIKA® Hotmelt 050 oder Jowat® 253.70 oder auch PP Hot Melt Adhesive 3731-B von 3M®. Zweckmäßigerweise ist das Polymermaterial als Schmelzkleber mit einer dynamischen Viskosität von höchstens 2000 mPas bei 150 °C ausgebildet.The polymer material can have polar properties and be formed, for example, as a polyvinyl acetate copolymer (e.g., EVATANE® 18-500 or PLANATOL® HSP). Alternatively, polyamide-based polymer materials or polyactones are also within the scope of the invention. Suitable materials here include C41404 from Bühnen, Bremen, or Hotbond AH 780L from BASF®. However, it is also within the scope of the invention to provide an alternative non-polar polymer material for masking. It can be advantageous if the polymer material is adhesive to plastic. For applying the polymer material to non-polar component plastics, it is advantageous if the polymer material has non-polar properties. For polar component plastics, non-polar polymer materials, e.g., based on polypropylene, optionally filled, or blends thereof, are particularly suitable for masking. Examples include, but are not limited to, polyolefins such as SIKA® Hotmelt 050 or Jowat® 253.70, or PP Hot Melt Adhesive 3731-B from 3M®. The polymer material is preferably designed as a hot melt adhesive with a dynamic viscosity of no more than 2000 mPas at 150 °C.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass das Polymermaterial mit kreisförmigen Bewegungen auf den Maskierbereich aufgetragen werden. Grundsätzlich kann die Auftragung des Poylmermaterials auf den zu maskierenden Bereich des Bauteils auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, z.B. durch Aufrakeln, Aufstreichen, Aufsprühen, Kringeln, Schäumen, bzw. durch Stempeln/Tampondruck. Die Auftragung kann ggf. unter gleichzeitiger (oder aber auch ohne) Warm- bzw. Heißluftzufuhr erfolgen. Das polymere Material kann grundsätzlich mittels einer automatisierten Aufbringvorrichtung auf dem Maskierbereich aufgebracht werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Polymermaterial in einem mit Luft aufgeschäumten Zustand auf den Maskierbereich aufgetragen werden. Das Mischungsverhältnis Volumenanteile Luft zu Volumenanteile Polymermaterial bewegt sich hierbei zweckmäßigerweise im Bereich von 95/5 bis 85/15, insbesondere 92/8 bis 88/12. Die Applikationsgeschwindigkeiten, mit der das Polymermaterial zwecks Aufbringung auf den Maskierbereich aus einem entsprechenden Applikationsgerät, bspw. einer Düse, austritt, sind abhängig von der Geometrie der zu schützenden Oberfläche und den Anforderungen. Ohne sich darauf zu beschränken, sind geeignete Geschwindigkeiten für die Applikation beispielsweise 0,05 bis 0,5 m/sec, insbesondere 0,1 bis 0,35 m/sec. Die Applikationsmengen des Polymermaterials sind ebenfalls abhängig von der Geometrie der zu schützenden Oberfläche und den Anforderungen. Diese Mengen können 10 bis 100 gr. pro Bauteil, insbesondere 20 bis 90 gr. pro Bauteil betragen. Ebenso sind bei einer gemeinsamen Applikation von Polymermaterial in Verbindung mit Luft, z.B. als Schaum, die Volumenströme abhängig von der Geometrie der zu schützenden Oberfläche und den Anforderungen. Beispielsweise, ohne sich darauf zu beschränken, sind geeignete Gesamtvolumenströme 0,1 bis 100 Liter/sec, insbesondere 0,2 bis 10 Liter/sec (bevorzugte Volumenanteile des Gemisches aus Luft und Polymermaterial hierzu siehe oben). Auch die Massenströme sind abhängig von der Geometrie der zu schützenden Oberfläche und den Anforderungen. Die Massenströme können 0,1 bis 100 g/sec, insbesondere 0,2 bis 10 g/sec betragen. Das Applikationsgerät für das Luft/Polymermaterialgemisch, welches insbesondere als Düse ausgeführt sein kann, kann in der Mitte eine Düsenöffnung für die Luft und außen darum herum kranzförmig angeordnete Düsenöffnungen für das Polymermaterial aufweisen. Alternativ kann auch in der Mitte eine Düsenöffnung für das Polymermaterial vorgesehen sein mit außen darum herum kranzförmig angeordnete Düsenöffnungen für das Polymermaterial.It is within the scope of the invention that the polymer material is applied to the masking area using circular movements. In principle, the polymer material can be applied to the area of the component to be masked in various ways, e.g. by doctoring, spreading, spraying, curling, foaming, or by stamping/pad printing. The application can, if necessary, be carried out with simultaneous (or even without) warm or hot air supply. The polymer material can in principle be applied to the masking area using an automated application device. According to a preferred embodiment of the invention, the polymer material can be applied to the masking area in a foamed state with air. The mixing ratio of air to polymer material by volume is expediently in the range from 95/5 to 85/15, in particular 92/8 to 88/12. The application speeds at which the polymer material is fed from a corresponding application device, e.g. a nozzle, depend on the geometry of the surface to be protected and the requirements. Without being limited to this, suitable speeds for application are, for example, 0.05 to 0.5 m/sec, in particular 0.1 to 0.35 m/sec. The application quantities of the polymer material also depend on the geometry of the surface to be protected and the requirements. These quantities can be 10 to 100 g per component, in particular 20 to 90 g per component. Likewise, when polymer material is applied together with air, e.g. as foam, the volume flows depend on the geometry of the surface to be protected and the requirements. For example, without being limited to this, suitable total volume flows are 0.1 to 100 liters/sec, in particular 0.2 to 10 liters/sec (for preferred volume fractions of the mixture of air and polymer material, see above). The mass flows also depend on the geometry of the surface to be protected and the requirements. The mass flow rates can be 0.1 to 100 g/sec, in particular 0.2 to 10 g/sec. The application device for the air/polymer material mixture, which can be designed in particular as a nozzle, can have a nozzle opening for the air in the center and nozzle openings for the polymer material arranged in a ring around it. Alternatively, a nozzle opening for the polymer material can also be provided in the center, with nozzle openings for the polymer material arranged in a ring around it.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:

1 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Lackierung einer polymeren Bauteiloberfläche und
2-4 verschiedene Düsengeometrien zur Maskierung eines Bereiches der Bauteiloberfläche.

The invention is explained in detail below with reference to a drawing which merely represents an exemplary embodiment. The drawings schematically show:

1 a method according to the invention for painting a polymer component surface and
2-4 different nozzle geometries for masking an area of the component surface.

Die 1 zeigt ein Verfahren zur Lackierung einer Oberfläche eines polymeren Bauteils 10 in Form eines Außenanbauteils für Kraftfahrzeuge, wobei die Bauteiloberfläche wenigstens einen zu lackierenden Lackierbereich und wenigstens einen nicht zu lackierenden Maskierbereich 12 aufweist und wobei die Maskierung unter Verwendung eines Polymermaterials 14 erfolgt. Zunächst wird das Bauteil 10 bereitgestellt und fixiert. Danach wird der Maskierbereich 12 des Bauteils 10 mit dem Polymermaterial 14 in Form einer flüssigen Masse beschichtet. Das Polymermaterial 14 verfestigt sich sodann nach seiner Beschichtung auf dem Maskierbereich 12 zu einem Polymerfilm. Hiernach wird der Lackierbereich lackiert, wobei während dieses Vorgangs der Maskierbereich 12 durch den Polymerfilm vor einer Beaufschlagung mit Overspray geschützt wird. Nach der Aushärtung des Lackes wird der Polymerfilm in einem Stück abgezogen. Vor dem Lackieren wird der Lackierbereich in der Regel gereinigt und ggf. elektrostatisch aktiviert oder deaktiviert. Das Polymermaterial 14 kann als 1K-System oder als 2K-System ausgebildet sein, wobei im Ausführungsbeispiel das Polymermaterial 14 thixotrope Eigenschaften aufweist. Das Polymermaterial 14 wird in Sprayform auf den Maskierbereich 12 mit einer Schichtdicke von 150 bis 450 µm aufgetragen. Im Ausführungsbeispiel ist das Polymermaterial 14 als Polyvinylacetat-Copolymer oder auch als SIKA® Hotmelt 050 ausgebildet, wodurch andere Materialien jedoch nicht ausgeschlossen werden. Das Polymermaterial 14 kann grundsätzlich als Schmelzkleber ausgebildet sein und weist bei 150 °C eine dynamische Viskosität von höchstens 2000 mPas auf.The 1 shows a method for painting a surface of a polymer component 10 in the form of an exterior add-on part for motor vehicles, wherein the component surface has at least one painting area to be painted and at least one masking area 12 not to be painted, and wherein the masking is carried out using a polymer material 14. First, the component 10 is provided and fixed. The masking area 12 of the component 10 is then coated with the polymer material 14 in the form of a liquid mass. The polymer material 14 then solidifies after being coated on the masking area 12 to form a polymer film. The painting area is then painted, during which process the masking area 12 is protected by the polymer film from overspray. After the paint has cured, the polymer film is peeled off in one piece. Before painting, the painting area is usually cleaned and, if necessary, electrostatically activated or deactivated. The polymer material 14 can be designed as a 1-component or 2-component system, with the polymer material 14 exhibiting thixotropic properties in the exemplary embodiment. The polymer material 14 is applied in spray form to the masking area 12 with a layer thickness of 150 to 450 µm. In the exemplary embodiment, the polymer material 14 is designed as a polyvinyl acetate copolymer or as SIKA® Hotmelt 050, although this does not preclude other materials. The polymer material 14 can in principle be designed as a hot-melt adhesive and has a dynamic viscosity of at most 2000 mPas at 150°C.

Das Polymermaterial 14 wird mit vorzugsweise mit kreisförmigen Bewegungen auf den Maskierbereich 12 aufgetragen. Ferner wird das Polymermaterial 14 in einem mit Luft 50 aufgeschäumten Zustand auf den Maskierbereich 12 appliziert. Die Applikationsvorrichtung 16 für das Polymermaterial 14 ist an einem Industrieroboter 18 angebracht und weist eine die Sprühapplikation des Gemisches aus Luft 50 und Polymermaterial 14 ermöglichende Düse 100 (s. 2 bis 4) auf. Der Industrieroboter 18 wird geradlinig entlang der Längserstreckung des Bauteils 10 geführt, wobei sich das Bauteil 10 auf einem bewegbaren Warenträger (nicht näher dargestellt) befinden kann. Die automatisierte Applikationsvorrichtung 16 für das Polymermaterial 14 weist eine automatische bzw. automatisierte Dosiereirichtung mit Aufheizelement auf. Mit Hilfe der Applikationsvorrichtung 16 wird der Maskierbereich 12 mit dem Polymermaterial 14 besprüht, um den Maskierbereich 12 mit dem Polymermaterial 14 abzudecken und damit vor Overspray beim Lackiervorgang zu schützen. Die Applikationsvorrichtung 16 umfasst die Düse 100 mit entsprechender Geometrie, um das Polymermaterial 12 in der gewünschten Dicke auftragen zu können. Um beliebige Bereiche der Oberfläche des Bauteils 10 mit dem Polymermaterial 14 bedecken zu können, weist die Applikationsvorrichtung 16 eine Steuervorrichtung (nicht näher dargestellt) auf, die dazu eingerichtet ist, die Applikationsvorrichtung 16 über den Industrieroboter 18 entsprechend flexibel anzusteuern. Mittels dieses Verfahrens lässt sich eine sehr hohe Genauigkeit bezüglich der Aufbringung des Polymermaterials 16 auf den Maskierbereich 12 erzielen. Der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellte, unlackiert verbliebene Maskierbereich 12 ist z.B. eine Funktionsfläche, die in vorteilhafter Weise mit Flächen anderer Bauteile verbunden, bspw. verklebt oder verschweißt werden kann.The polymer material 14 is applied to the masking area 12, preferably using circular movements. Furthermore, the polymer material 14 is applied to the masking area 12 in a foamed state with air 50. The application device 16 for the polymer material 14 is attached to an industrial robot 18 and has a nozzle 100 (see FIG. 1) that enables the spray application of the mixture of air 50 and polymer material 14. 2 to 4 ). The industrial robot 18 is guided in a straight line along the longitudinal extent of the component 10, wherein the component 10 can be located on a movable product carrier (not shown in detail). The automated application device 16 for the polymer material 14 has an automatic or automated dosing device with a heating element. With the aid of the application device 16, the masking area 12 is sprayed with the polymer material 14 in order to cover the masking area 12 with the polymer material 14 and thus protect it from overspray during the painting process. The application device 16 comprises the nozzle 100 with the appropriate geometry in order to be able to apply the polymer material 12 in the desired thickness. In order to be able to cover any desired areas of the surface of the component 10 with the polymer material 14, the application device 16 has a control device (not shown in detail) which is designed to control the application device 16 flexibly via the industrial robot 18. By means of this method, a very high degree of accuracy can be achieved with regard to the application of the polymer material 16 to the masking area 12. The unpainted masking area 12 provided by the method according to the invention is, for example, a functional surface that can advantageously be bonded to surfaces of other components can be connected, e.g. glued or welded.

Die 2 bis 4 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der Düse 100 zur Applikation des Gemisches aus Luft 50 und Polymermaterial 14 auf den Maskierbereich 12. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 erfolgt der Austritt von Luft 50 und flüssigem Polymermaterial 14 aus demselben Block 60. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 hingegen treten die Luft 50 und das flüssige Polymermaterial 14 aus unterschiedlichen Blöcken 61 und 62 aus. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düse 100 in einer Ansicht von unten. Es ist eine zentrale Öffnung 101 erkennbar, um die kranzförmig herum mehrere Öffnungen 102 angeordnet sind. Eine solche Düse 100 eignet sich insbesondere für eine Applikation des Gemisches aus flüssigem Polymermaterial 14 und Luft 50 auf den Maskierbereich 12 mit kreisförmigen Bewegungen. Hierbei kann z.B. das Polymermaterial 14 durch die zentrale Öffnung 101 appliziert werden und die Luft 50 durch die Öffnungen 102. Alternativ kann aber auch die Luft 50 durch die zentrale Öffnung 101 appliziert werden und das Polymermaterial 14 durch die Öffnungen 102.The 2 to 4 show different embodiments of the nozzle 100 for applying the mixture of air 50 and polymer material 14 to the masking area 12. In the embodiment according to 2 the exit of air 50 and liquid polymer material 14 from the same block 60 takes place. In the embodiment according to 3 whereas the air 50 and the liquid polymer material 14 exit from different blocks 61 and 62. 4 shows a further embodiment of a nozzle 100 in a view from below. A central opening 101 can be seen, around which a plurality of openings 102 are arranged in a ring. Such a nozzle 100 is particularly suitable for applying the mixture of liquid polymer material 14 and air 50 to the masking area 12 using circular movements. For example, the polymer material 14 can be applied through the central opening 101 and the air 50 through the openings 102. Alternatively, however, the air 50 can also be applied through the central opening 101 and the polymer material 14 through the openings 102.

Die Bestimmung der Abzugskräfte für den Polymerfilm kann auf die folgende Weise erfolgen: Analog dem ASTM posiTest kann die Zugscherfestigkeit bei einer Vorkraft von 5 N und einer Prüfgeschwindigkeit von 1,2 MPa/s ermittelt werden. Mit der Hand nichtabziehbare oder äußerst schwer abziehbare SK (B119) ergeben eine Zugscherfestigkeit von 1,67 MPa. Im Kringelverfahren aufgetragene SK auf EVA-Basis (A44004) oder auf PA-Basis (C41404) erreichen Zugscherfestigkeiten von 0,27 bis 0,78 MPa.The peel strength of the polymer film can be determined as follows: Analogous to the ASTM posiTest, the tensile shear strength can be determined at a preload of 5 N and a test speed of 1.2 MPa/s. SKs that cannot be peeled by hand or are extremely difficult to peel (B119) yield a tensile shear strength of 1.67 MPa. SKs based on EVA (A44004) or PA (C41404) applied using the curling method achieve tensile shear strengths of 0.27 to 0.78 MPa.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2009 020 264 B4 [0002]
DE 10 2021 132 337 A1 [0002]
DE 197 37 065 A1 [0002]

Claims

A method for painting a surface of a polymeric component (10), in particular an exterior add-on part for motor vehicles, wherein the component surface has at least one painting area to be painted and at least one masking area (12) not to be painted, wherein the masking is carried out using a polymer material (14), a. wherein the component (10) is first prepared and fixed, b. wherein the masking area (12) of the component (10) is then coated with the polymer material (14), preferably in the form of a liquid mass, c. wherein the polymer material (14) then solidifies into a polymer film, d. wherein the painting area is then painted, and e. wherein the polymer film is then removed, preferably in one piece.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the painting area is cleaned and electrostatically activated or deactivated before painting.

Method according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the polymer material (14) is designed as a 1K system or as a 2K system.

Method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the polymer material (14) has thixotropic properties.

Method according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the polymer material (14) is applied in spray form to the masking area (12).

Method according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the polymer material (14) is applied to the masking area (12) with a layer thickness of 50 to 700 µm, preferably 100 to 500 µm, particularly preferably 150 to 450 µm.

Method according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the polymer material (14) is designed as a polyvinyl acetate copolymer.

Method according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the polymer material (14) is designed as a hot melt adhesive with a dynamic viscosity of at most 2000 mPas at 150 °C.

Method according to one of the Claims 1 until 8 , characterized in that the polymer material (14) is applied to the masking area (12) with circular movements.

Method according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the polymer material (14) is applied to the masking area (12) in a state foamed with air (50).