DE19517045B4

DE19517045B4 - Verfahren zum Beschichten einer Kraftfahrzeugkarosserie und dessen Verwendung zum Aufbringen eines Unterbodenschutzes

Info

Publication number: DE19517045B4
Application number: DE19517045A
Authority: DE
Inventors: Bernd Knabe; Holger Spanuth; Jörg Schmalbruch; Wolfgang Visang
Original assignee: Individual
Current assignee: Spanuth Holger 38444 Wolfsburg De
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1995-05-10
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2015-05-11
Also published as: DE19517045A1

Abstract

Verfahren zum Beschichten einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem verfestigbaren viskosen Material, dadurch gekennzeichnet, dass
dem viskosen Material vor dem Auftragen auf die Karosserie ein Gas zugemischt wird,
das viskose Material mit dem zugemischten Gas zu Tröpfchen zerstäubt wird, die zumindest einen Teil des zugemischten Gases enthalten,
die Tröpfchen mit den Gasblasen auf die Karosserie aufgebracht werden und unter Bildung einer Beschichtung, die einen Teil des Gases in Form von Gasblasen enthält, verfestigt werden,
auf die verfestigte Beschichtung eine zweite Beschichtung aus demselben viskosen Material wie die Gasblasen enthaltende Beschichtung ohne Gasblasen aufgebracht und verfestigt wird
oder alternativ
die zweite Beschichtung ohne Gasblasen auf die noch nasse erste Beschichtung aufgebracht und verfestigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem verfestigbaren viskosen Material, dadurch gekennzeichnet, dass
dem viskosen Material vor dem Aufbringen auf die Karosserie ein Gas zugemischt wird,
das viskose Material mit dem zugemischten Gas zu Tröpfchen zerstäubt wird, die zumindest einen Teil des zugemischten Gases enthalten,
die Tröpfchen mit den Gasblasen auf die Karosserie aufgebracht werden und unter Bildung einer Beschichtung, die einen Teil des Gases in Form von Gasblasen enthält, verfestigt werden,
auf die verfestigte Beschichtung eine zweite Beschichtung aus demselben viskosen Material wie die Gasblasen enthaltende Beschichtung ohne Gasblasen aufgebracht und verfestigt wird
oder alternativ
die zweite Beschichtung ohne Gasblasen auf die noch nasse erste Beschichtung aufgebracht und verfestigt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung des Verfahrens zum Aufbringen eines Unterbodenschutzes.
Zur Erzielung körperschalldämpfender Beschichtungen, z.B. auf einem Unterboden eines Kraftfahrzeuges, ist es bekannt, eine Gasblasen enthaltende polymere Schicht zu verwenden. So beschreibt die EP 0 453 917 A eine zweilagige Beschichtung, deren innere Schicht ein Blähmittel enthält, das beim Gelieren der Beschichtung ein Gas bildet und hierdurch die Schicht aufschäumt.
Gegenüber anderen Beschichtungen, bei denen verschiedene Plastisole aufeinander aufgetragen werden, hat die geschäumte Beschichtung den Vorteil, dass die geschäumte und die nicht geschäumte Schicht aus dem gleichen Polymer bestehen können und somit keine Unverträglichkeiten auftreten. Dennoch bleibt der Nachteil, dass zum Erzielen der zweistufigen Beschichtung mit unterschiedlichen Härten zwei verschiedene Materialien bevorratet werden müssen. Außerdem erfordert die Verwendung von Blähmitteln Versuchsreihen mit unterschiedlichen Materialien (Qualität und/oder Quantität des Blähmittels).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem falls gewünscht mit einer einzigen bevorrateten Beschichtungsmasse für Kraftfahrzeugkarosserien geeignete Gasblasen enthaltende Beschichtungen erhältlich sind.
Diese Aufgabe wird beim eingangs beschriebenen Verfahren gelöst, indem man dem verfestigbaren viskosen Material vor dem Auftragen auf die Karosserie ein Gas zumischt, das verfestigbare Viskosematerial mit dem zugemischten Gas zu Tröpfchen zerstäubt, die noch zumindest einen Teil des zugemischten Gases enthalten, zumindest einen Teil der Tröpfchen, die zugemischtes Gas enthalten, auf die Karosserie aufträgt und unter Bildung einer Beschichtung, die zumindest einen Teil des Gases in Form von Gasblasen enthält, verfestigt.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Beschichtung von Blechen im Unterbodenbereich, einschließlich der Radhäuser eines Kraftfahrzeuges. Ganz besonders vorteilhaft kann die Erfindung mit bereits vorhandenen bzw. bekannten Beschichtungsstoffen durchgeführt werden, indem man in diese vor dem Versprühen ein Gas einmischt, insbesondere Stickstoff, Luft oder auch CO₂ und das beim Versprühen im wesentlichen auch als Gas vorliegt. Im Gegensatz zu den bekannten geschäumten Beschichtungen erfordert dies weder das Lösen des Gases, wie beispielsweise bei Polyurethanschäumen, noch das Einbringen eines Stoffes, der z.B. beim Erwärmen Gase bildet (beispielsweise Azodicarbonamid oder Wasser).
Für die vorliegende Erfindung eignen sich insbesondere hochviskose Beschichtungsmaterialien, wobei sich im Viskosebereich 500 bis 40000 mPas besonders gute Ergebnisse erzielen lassen. Solche Beschichtungsmaterialien, beispielsweise käuflich erwerbliche Plastisole, wie sie auch die EP 0 453 917 A beschreibt, sind meist auf Polyvinylchloridhomo-, (Meth) acrylathomo- oder -copolymerebasis (z.B. mit Vinylacetat), die mit Weichmachern, meist Phthalate, Phosphaten, Adipaten, Zitronensäureestern, Dibenzylether, Dibenzyltoluol, Diphenylmethan o.ä. vermischt sind. Solche Plastisole können im Spritzverfahren aufgetragen werden und lassen sich durch Erwärmung auf ca. 100 bis 190 °C über 5 bis 60 Minuten gelieren.
Weiterhin können Materialien auf Basis Polyurethan, Bitumen, Bitumen- Wachs oder Kautschuk, ebenfalls durch Spritzen, aufgetragen werden. Das Gas kann beispielsweise mittels eines Walzenmischers unter hohem Druck in das viskose Beschichtungsmaterial vor dem Spritzen eingearbeitet werden, wobei ggf. eine Erwärmung des Beschichtungsmaterials auf beispielsweise 30 °C zur Konditionierung und/oder Erniedrigung der Viskosität das Arbeitsergebnis verbessert. Gefördert wird das hochviskose Beschichtungsmaterial hierbei beispielsweise mittels einer Fasspumpe. Das unter Druck von üblicherweise 50 bis 200 bar, vorteilhaft 80 bis 100 bar, in das Beschichtungsmaterial eingearbeitete Gas wird zusammen mit dem Beschichtungsmaterial auf die zu beschichtende Fläche aufgespritzt, wobei das Spritzen vorteilhaft airless erfolgt (abgesehen von dem bereits zugemischten Gas), unter Umständen ist auch ein Airmixspritzen möglich. Der Schäumgrad der Beschichtung kann bei der vorliegenden Erfindung einfach durch Verändern der zugemischten Inertgasmenge variiert werden, wobei der Schäumgrad üblicherweise 10 bis 300 %, vorteilhaft 50 bis 150 % und insbesondere 80 bis 120 % ((geschäumte Beschichtung/ungeschäumte Beschichtung – 1) × 100 %) beträgt. Beim Spritzen eignet sich beispielsweise der Auftrag mittels eines Spritzfächers. Bei Düsenöffnung an der Beschichtungspistole wird die Beschichtungsmaterial- Gasmischung auf das zu beschichtende Substrat aufgesprüht, wobei die in den Sprühtröpfchen enthaltenden Gasanteile unter dem Umgebungsdruck expandieren, aber vom Beschichtungsmaterial (zumindest teilweise) umhüllt bleiben und entsprechend in die Beschichtung eingeschlossen werden. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen liefern gleichmäßige, feinporige Beschichtungsergebnisse, wobei Schichtdicken zwischen 100 μm und 5000 μm, insbesondere 500 μm bis 1000 μm bevorzugt sind. Im Gegensatz zu dem bekannten Auftrag geschäumter Raupen, beispielsweise zum Verkleben einer Scheibe mit einem Rahmen, erfolgt der erfindungsgemäße Auftrag aus einem Sprühnebel, wodurch erst die Beschichtung einer Fläche möglich wird. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen haben außerdem eine flächige Ausdehnung, die in jede der zwei Flächenrichtungen das Vielfache der Schichtdicke beträgt.
Vorteilhaft wird die Gasblasen enthaltende Schicht zuerst auf das Substrat aufgetragen und bildet dabei eine karosserienahe Beschichtung. Anschließend wird auf diese eine karosserieferne Beschichtung aus einem zweiten verfestigbaren Material aufgetragen, das nach Verfestigung eine festere Oberfläche bildet als die gashaltige, karosserienahe Beschichtung. Dieser mehrschichtige Auftrag erfolgt insbesondere im Bereich oberflächenbeanspruchter Bereiche der Karosserie, d.h. eignet sich als Unterbodenschutz. Vorteilhaft wird die karosserieferne Schicht unter teilweiser oder vollständiger Reduzierung der Gasbläschen hergestellt, wobei insbesondere eine Schicht ohne Gasbläschen vorteilhaft ist. Dieses Verfahren lässt sich ganz besonders vorteilhaft mit einem einzigen Material ausführen (eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung), wobei zuerst eine gasbläschenhaltige Beschichtung und anschließend eine gasblasenfreie Schicht aufgetragen werden. Der Auftrag erfolgt vorzugsweise nass in nass, unter Umständen kann die erste Schicht auch abgetrocknet werden. Die mehrlagigen Beschichtungen haben vorzugsweise eine Deckschicht im Bereich von 50 μm bis 2000 μm, insbesondere 200 μm bis 1500 μm, wobei Gesamtdicken von 150 μm bis 5000 μm und insbesondere 500 μm bis 2000 μm besonders geeignet sind.
Die Größe der Gasblasen in der Beschichtung ist einerseits durch die Schichtdicke limitiert, andererseits sind verhältnismäßig kleine Gasblasen erwünscht, um eine gute Materialstruktur mit hohen Festigkeiten, z.B. gegen Abrieb, zu erhalten. Üblicherweise sind mindestens 90 Vol.-% des eingebrachten Gases (der Gasblasen) in Gasblasen mit einem Durchmesser von 20 μm bis 90 % der Schichtdicke, vorteilhaft in Gasblasen im Bereich von 50 μm bis 400 μm.
Das Verfahren bzw. die Beschichtung eignet sich insbesondere für Bleche, besonders solche im Unterbodenbereich einschließlich der Radhäuser von Kraftfahrzeugen. Der Auftrag der erfindungsgemäßen Beschichtung erfolgt in bekannter Weise durch Spritzen, bei Düsenöffnung an der Beschichtungspistole wird dabei die Material- Gasmischung als Spritzfächer auf das zu beschichtende Substrat aufgebracht. Bei Umgebungsdruck expandieren die Gasanteile und bleiben zumindest teilweise vom Beschichtungsmaterial umhüllt. Zum Auftragen einer festeren anschließenden Beschichtung wird die Beschichtungsfläche noch einmal überschichtet, indem entweder das Inertgas abgestellt wird oder durch Bypassleitung ohne Inertgas Beschichtungsmaterial verspritzt wird oder eine zweite Beschichtungsanlage Material ohne Inertgas verspritzt.
Mit zur Erfindung gehört die Verwendung eines Gasblasen enthaltenden viskosen verfestigbaren Materials zur Beschichtung einer Kraftfahrzeugkarosse, insbesondere als Unterbodenschutz sowie die Verwendung eines Gasblasen enthaltenen viskosen verfestigbaren Materials zur Herstellung einer flächigen Beschichtung durch Sprühnebelauftrag. Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Auf ein Blech 1 (a), das bereits Lackierungen oder sonstige Beschichtungen aufweisen kann, wird aus einer Sprühpistole 4, z.B. Hochdruckpistole A4B, Fa. Nordson, Düsenöffnung: 0,61 mm Bohrung, ein PVC-Plastisol, z.B. PVC-Plastisol, Fa. Sahm, LP 1927 EU 1,1300 mPa·s über einen Sprühnebel 6 airless aufgetragen. Das Plastisol 5 wird mittels eines nicht dargestellten Fassförderers unter einem Druck von ca. 100 bar in ein Foam Mixgerät beispielsweise der Fa. Nordson gefördert und dort mit Luft unter etwas höherem Druck im langsam drehenden Walzenmischer vermischt. Die Stickstoffmenge ist so eingestellt, dass eine Dichtereduzierung von ca. 50 % erreicht wird (Schäumgrad ca. 100 %).
Auf die noch nasse, Gasblasen 9 (b) enthaltende Beschichtung 2 wird mittels derselben Sprühpistole 4 das gleiche Plastisol 7 über einen Sprühnebel 8 weiter aufgetragen, wobei das Plastisol 7 weiter aus dem Foam Mixgerät oder über einen Bypass, aber ohne Zumischung von Gas, ausgebracht wird. Die so erhaltenden Beschichtungen 2, 3 auf dem Blech 1 (c) werden für ca. 3 Minuten auf ca. 100 °C vorerwärmt (vorgeliert), um anschließend bei ca. 165 °C über 15 min ausgeliert zu werden. Die Schichtdicken betragen hier 1000 μm bei Schicht 2 und 500 μm bei Schicht 3 im ausgelierten Zustand.
Das erfindungsgemäße Beispiel zeigt, dass nur mit einem einzigen Beschichtungsmaterial eine in weiten Grenzen variierbare Aufschäumung und Überdeckung der aufgeschäumten Schicht erhältlich ist.

Claims

Verfahren zum Beschichten einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem verfestigbaren viskosen Material, dadurch gekennzeichnet, dass dem viskosen Material vor dem Auftragen auf die Karosserie ein Gas zugemischt wird, das viskose Material mit dem zugemischten Gas zu Tröpfchen zerstäubt wird, die zumindest einen Teil des zugemischten Gases enthalten, die Tröpfchen mit den Gasblasen auf die Karosserie aufgebracht werden und unter Bildung einer Beschichtung, die einen Teil des Gases in Form von Gasblasen enthält, verfestigt werden, auf die verfestigte Beschichtung eine zweite Beschichtung aus demselben viskosen Material wie die Gasblasen enthaltende Beschichtung ohne Gasblasen aufgebracht und verfestigt wird oder alternativ die zweite Beschichtung ohne Gasblasen auf die noch nasse erste Beschichtung aufgebracht und verfestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als verfestigbares Material ein Kunststoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als verfestigbares Material ein Plastisol verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen durch Wärmeeinwirkung verfestigt werden.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Aufbringen eines Unterbodenschutzes auf eine Kraftfahrzeugkarosserie.