DE10025768B4

DE10025768B4 - Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie oder eines Teiles davon

Info

Publication number: DE10025768B4
Application number: DE10025768A
Authority: DE
Inventors: Bergfried Decker; Karl-Heinz Dr. Sonnenberg; Günther Holland; Carola Böhm; Anton Huennerkopf; Peter Necker; Peter Jattke; Erhard Flechsig; Lutz Franke; Eckard Bricke; Dirk Altmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: DE10025768A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie oder eines Teils hiervon, dadurch gekennzeichnet, daß ein wechselweises Auftragen und Schleifen und/oder Polieren der Teilschichten derart erfolgt, daß die Oberfläche mit einer farbgebenden Lackschicht versehen wird, daß oberhalb der farbgebenden Lackschicht eine untere Klarlackschicht aufgetragen wird, daß diese untere Klarlackschicht nach Aushärtung geschliffen wird, und daß auf die geschliffene untere Klarlackschicht eine obere Klarlackschicht aufgetragen wird, und daß weiterhin mindestens zwei der nachfolgenden Schritte ausgeführt werden:
– die obere Klarlackschicht wird über höchstens 50% der geschliffenen Fläche der unteren Klarlackschicht geschliffen und/oder poliert,
– die farbgebende Lackschicht wird nicht oder zu höchstens 50% der geschliffenen Fläche der unteren Klarlackschicht geschliffen und/oder poliert,
– die untere Klarlackschicht wird mindestens zwei Mal mit aufsteigender Körnung geschliffen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie oder eines Teiles davon.
Beim Lackieren, insbesondere flächiger Bereiche, ist es schwierig, eine ebene und spiegelnde Oberfläche zu erhalten. Insbesondere bei der Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien ist dies augenfällig. Überprüfen läßt sich das Lackierergebnis beispielsweise mittels eines Wavescan, wobei langwellige und kurzwellige Abweichungen vom Ideal bestimmt werden. Die langwellige Abweichung wird auch als Apfelsinen- oder Orangenhaut bezeichnet, die kurzwellige Abweichung beeinflußt die Konturenschärfe einer Reflexion.
Diese Oberflächenbeeinträchtigungen entstehen unter anderem durch die Formulierung des flüssigen Lackes, der zwar zum einen verlaufen, an verhältnismäßig schrägen bzw. senkrechten Wänden jedoch nicht laufen soll. Ein erster Ansatz zur Verbesserung dieser Problematik ist aus der US 4,968,530 A bekannt, gemäß der die Kraftfahrzeugkarosserie während des Lackierprozesses gedreht werden soll. Durch dieses – auch aus anderen Bereichen bekannte – Drehen des zu lackierenden Gegenstandes können leichter verlaufende Lacke eingesetzt werden, da die Bildung von Läufern durch den Austausch von senkrechten mit waagerechten Flächen verringert wird. Jedoch auch dieses Drehen kann zu einer wellenförmigen Oberfläche führen, da u. a. die Drehung nur um eine Achse erfolgt.
Eine weitere Möglichkeit ist aus der DE 195 18 308 A1 bekannt, gemäß der die Karosserie während der Lack noch nicht verfestigt ist in Schwingungen versetzt wird. Bei diesem Verfahren ist jedoch der apparative Aufwand verhältnismäßig groß. Weiterhin ist es bekannt, die Lackerscheinung durch Schleifen und Polieren zu verbessern (sogenannter Klavierlack), wobei zumindest die letzte Lackschicht (der Klarlack) vorsichtig von Hand mittels Schleifpads dünngeschliffen (nass bis 2500 Körnung) wird. Entsprechende Kraftfahrzeuge werden auf Messen ausgestellt bzw. sind käuflich erwerbbar. Der Schleifaufwand für ein Kraftfahrzeug der oberen Mittelklasse oder höher beträgt hierbei mehr als 20 (Personal) Stunden, meist ein vielfaches, um einen guten Spiegeleffekt zu erzielen (Wavescan Meßergebnisse Langwelle ≦ 5; Kurzwelle ≦ 10). Ein solcher Schleifprozeß führt zu einem gutem Ergebnis, wegen des hohen Fertigungsaufwandes ist der Einsatz jedoch nur Kleinstserien oder einer zahlungskräftigen Klientel vorbehalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lackierverfahren so durchzuführen, daß ein hoher Spiegeleffekt im Lack erzielt wird bei niedrigeren zusätzlichen Kosten verglichen mit einer gewöhnlichen Lackierung.
Erfindungsgemäß wird dies erreicht mit den Maßnahmen des Anspruchs 1; die Unteransprüche beschreiben weitere Verbesserungsmöglichkeiten bzw. Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt auch zu einem neuartigen Produkt, das im Anspruch 25 geschützt ist. Die einzelnen Verfahrensschritte, auch der Unteransprüche, führen hierbei zu einem besonders hochwertigen und preiswerten Produkt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt auf einen Basecoat (Farblack) ein Klarlackauftrag, an den sich ein insbesondere maschinelles Schleifen anschließt, gefolgt von einem weiteren Klarlackauftrag. In dieser Kombination der Lackherstellungsschritte ist es möglich auf das bisher übliche Schleifen und Polieren des Basecoats und/oder der letzten Schicht zumindest überwiegend zu verzichten. Das heißt, der Basecoat und/oder die letzte Schicht wird zu höchstens 50% unter/über der geschliffenen Klarlackfläche, vorzugsweise weniger als 20% dieser Fläche und insbesondere weniger als 5% dieser Fläche bzw. gar nicht geschliffen, auch ein Polieren erfolgt vorteilhaft über weniger als 80% und insbesondere weniger als 50% und besonders vorteilhaft über weniger als 20% dieser Fläche; auch ein völliger Verzicht des Polierens ist möglich.
Weiterhin ist es durch die erfindungsgemäße Kombination von Schleif- und Lackierungsschritten möglich die Schleifzeit für ein Fahrzeug der Mittelklasse und höher (zu schleifende Lackfläche mindestens 8 qm) auf unter 8 Stunden, insbesondere unter 4 Stunden und besonders vorteilhaft unter 2 Stunden zu senken, wobei auch Zeiten um 1 Stunde möglich sind, ohne deutliche Einbußen des Spiegeleffektes. Diese kurzen Schleifzeiten werden durch einen vergleichsweise sehr schnellen Lackabtrag erreicht, der üblicherweise bei einem Mittelklassewagen mindestens 0,5 μm/h insbesondere mindestens 1 μm/h und besonders vorteilhaft mindestens 2 μm/h, sogar mindestens 4 μm/h sind möglich, bezogen auf eine Fläche ≧ 8 qm eines typischen Mittelklassefahrzeugs, beträgt.
Alternativ oder zusätzlich wird bei einem typischen Kraftfahrzeug, z. B. der Ober- oder Mittelklasse über eine Fläche von mindestens 40% der zu schleifenden, sichtbaren Lackfläche eine doppelt so hohe Abtragsrate wie in früheren Verfahren beschrieben erreicht.
Der Schliff erfolgt vorzugsweise mittels einer Maschine (Exzenter) und vorzugsweise trocken. Geschliffen wird mit einer Körnung von mindestens 400, besser mindestens 600, insbesondere mindestens 800 und besonders bevorzugt mit einer 1200 Körnung oder noch feiner.
Vor dem Auftrag der weiteren Klarlackschicht wird vorzugsweise weniger als 70% der o. g. Fläche, insbesondere weniger als 50% der Fläche und besonders bevorzugt weniger als 20% der Fläche poliert, wobei auf das Polieren auch ganz verzichtet werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kommen besonders vorteilhaft die auch üblichen Grundbeschichtungen zum Einsatz, insbesondere KTL und/oder Füller. Zur Erhöhung der Qualität erfolgt vorteilhaft nach der KTL-Beschichtung ein Fehlerschliff und/oder ein Abziehen, das heißt ein sehr leichter Schliff. Hierbei handelt es sich um ein großflächiges schnelles Anrauhen, insbesondere von Hand, vorteilhaft trocken, bei dem die Spitzen im Lack gekappt werden. Zum Einsatz kommt hierbei vorzugsweise mindestens eine 240, insbesondere eine 360 und besonders vorteilhaft eine 400 Körnung im Handpad.
Das ebenso vorteilhafte Schleifen des Füllers erfolgt vorzugsweise maschinell (Exzenter) insbesondere trocken und bevorzugt mit einer Körnung von mindestens 240, insbesondere mindestens 360 und besonders bevorzugt mindestens 400. Hierbei ist es ausreichend, wenn ein Mattschliff erzeugt wird.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, daß die Endqualität oder nahezu Endqualität bereits nach der Trocknung (Ofen) der letzten Lackschicht erhalten wird. Die Messung der Oberfläche mittels Wavescan zeigt insbesondere eine deutliche Verbesserung im langwelligen Bereich und eine genügende Verbesserung im kurzwelligen Bereich.
Vorzugsweise kommt zumindest für den Deckklarlack ein Klarlack mit einer Kratzbeständigkeit in einer Amtec Laborwaschanlage (Amtec Kistler GmbH, Mering, DE), Blechgröße 30 cm × 10 cm, 10 Doppelhübe mit anschließender Wärmebehandlung von 2 h bei 60°C, Restglanz (in % vom genannten Glanzgrad) > 90%, entsprechend > 80 Glanzeinheiten (zuvor 90–95 Glanzeinheiten), Meßwinkel 20°, Meßgerät Byk Gardner, DE, zum Einsatz, hierdurch wird der hochwertige Glanz der Lackierung noch unterstützt.
Die Lackierung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Die Karosserie eines Volkswagen Golf IV, die aus verzinkten Blechen besteht, wird in üblicher Weise vorbehandelt, das heißt gewaschen und phosphatiert. Die Karosserie hat eine äußere sichtbare Oberfläche von ca. 15 qm, die im nachfolgenden Prozeß im Wesentlichen vollständig auf Spiegelglanz bearbeitet wird.
In einem ersten Verfahrensschritt erhält die Karosserie eine kataphoretische Tauchlackierung, die bei ca. 180°C eingebrannt wird. Nach dem Abkühlen der Karosserie bei Raumtemperatur auf weniger als 50°C wird die KTL-Beschichtung von Hand trocken abgezogen, wobei ein Schleifpapier der Körnung P400 zum Einsatz kommt. Die Dauer dieses Abziehens beträgt ca. 45 min. Anschließend erfolgt ein Reinigen der Karosserie durch Abblasen mit Druckluft und Abwischen mit Staubbindetüchern sowie einer Spülung mit VE-Wasser.
Die so abgezogene KTL-Beschichtung wird in einer ESTA-Applikation mit einem konventionellen anthrazitfarbenen Füller beschichtet, der anschließend bei ca. 160°C über 25 min. bei Umluft getrocknet wird. Die Schichtdicke beträgt ca. 30 μm. Nach dem Abkühlen erfolgt ein Füllerschliff über ca. 75 min. Der Schliff erfolgt maschinell mittels einer Exzenterschleifmaschine mit einem Schleifteller von ⌀ 150 mm und einer 6-fach-Lochung, über die eine Eigenabsaugung erfolgt. Verwendet wird ein Schleifpapier P400, das über ein Zwischenschaumstoffpad mit dem Schleifteller verbunden ist. Es erfolgt wiederum ein Trockenschliff. Geschliffen wird vom Dach über die Motorhaube seitlich bis zur Heckklappe, wobei ca. 40 Schleifscheiben verbraucht werden. Die Kanten der Karosserie werden beim maschinellen Schleifen weitgehend ausgelassen und anschließend von Hand mittels Softpads der Körnung superfein nachbearbeitet. Hieran erfolgt wieder eine Reinigung wie nach dem KTL-Schliff.
Die so vorgeschliffene Karosserie wird wiederum mittels einer ESTA-Applikation mit einem standardmäßigen unischwarzen Basecoat (farbgebende Lackschicht) und einem Clearcoat 1 K (untere Klarlackschicht) konventionell beschichtet. Die Beschichtung wird bei 140°C über 20 min. in Umluft getrocknet (gehärtet). Die Schichtdicke Basecoat/Clearcoat beträgt ca. 15/35 mm.
Hieran schließt sich wiederum ein Schliff über ca. 75 min. an. Geschliffen wird wie beim Füllerschliff, jedoch mit einem Schleifpapier P600 oder P800 (P600 bei einfachen Flächen, P800 bei schwierigen Flächen, das heißt starkkantigen oder stark gebogenen). Es erfolgen zwei Schliffe über die gesamte Karosserie, wobei der zweite Schliff mit einem Schleifpapier der Körnung P1200 durchgeführt wird. Alternativ kann auch nur mit der Körnung P1200 geschliffen werden, wobei allerdings die Gesamtzeit und der Schleifpapierverbrauch höher ist. Die Schleifabfolge ist wie beim Füller, der Verbrauch beträgt ca. 40 Schleifpapiere P600/P800 und zehn Schleifpapiere P1200. Auch hier werden die Kanten nur gering behandelt und mit Softpads der Körnung ultrafein nachbearbeitet. Der Schliff erfolgt wiederum trocken. Nach dem Schliff wird die Karosserie wie bei den vorherigen Schliffen gereinigt. Grundsätzlich ist alternativ oder zusätzlich, insbesondere anschließend zum VE-Wasser auch ein Waschen mit einer organischen Flüssigkeit, insbesondere einem Alkohol, vorzugsweise Isopropanol möglich, dies richtet sich jedoch nach der Beständigkeit der Beschichtung.
Es erfolgt eine letzte ESTA-Applikation, bei der wiederum ein Clearcoat 1 K konventionell, kratzfest, aufgebracht wird. Das Einbrennen erfolgt wiederum bei einer Temperatur von ca. 140°C über 20 min. in Umluft, die Schichtdicke des oberen Klarlacks beträgt ca. 25 bis 35 μm. Ein Finischprozeß (polieren) erfolgt nicht.
Die so erhaltene Spiegellackbeschichtung zeigt Langwelle ≦ 5 und Kurzwelle ≦ 10.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie oder eines Teils hiervon, dadurch gekennzeichnet, daß ein wechselweises Auftragen und Schleifen und/oder Polieren der Teilschichten derart erfolgt, daß die Oberfläche mit einer farbgebenden Lackschicht versehen wird, daß oberhalb der farbgebenden Lackschicht eine untere Klarlackschicht aufgetragen wird, daß diese untere Klarlackschicht nach Aushärtung geschliffen wird, und daß auf die geschliffene untere Klarlackschicht eine obere Klarlackschicht aufgetragen wird, und daß weiterhin mindestens zwei der nachfolgenden Schritte ausgeführt werden: – die obere Klarlackschicht wird über höchstens 50% der geschliffenen Fläche der unteren Klarlackschicht geschliffen und/oder poliert, – die farbgebende Lackschicht wird nicht oder zu höchstens 50% der geschliffenen Fläche der unteren Klarlackschicht geschliffen und/oder poliert, – die untere Klarlackschicht wird mindestens zwei Mal mit aufsteigender Körnung geschliffen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß trocken geschliffen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen maschinell erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf eine Fläche von mindestens 8 qm der Oberfläche insgesamt weniger als acht Stunden, bezogen auf die Summe der Schleifmitteleinsatzzeiten, geschliffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lackabtrag beim Schleifen bezogen auf eine Oberfläche von mindestens 8 qm durchschnittlich mindestens 0,5 μm/h beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur zwei Klarlackschichten insgesamt vorgesehen sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Füllerschicht vor der farbgebenden Lackschicht aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllerschicht geschliffen, insbesondere matt geschliffen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf eine Fläche von mindestens 8 qm die Füllerschicht über weniger als vier Stunden, insbesondere weniger als zwei Stunden geschliffen wird, bezogen auf die Summe der Zeiten des Schleifmitteleinsatzes.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllerschicht mit einer Körnung von mindestens 240, vorzugsweise mindestens 360 und insbesondere mindestens 400 geschliffen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen mittels eines Exzenterschleifers erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der farbgebenden Lackschicht und/oder Füllerschicht eine Tauchlackierung, vorteilhaft eine Elektrotauchlackierung, insbesondere eine KTL auf die Oberfläche aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchlackierung abgezogen wird und/oder einen Fehlerschliff erhält.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf eine Fläche von mindestens 8 qm die Tauchlackierung weniger als zwei Stunden, insbesondere weniger als eine Stunde abgezogen bzw. Fehler geschliffen wird, bezogen auf die Summe der Schleifmitteleinsatzzeiten.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchlackierung mit einer Körnung von mindestens 240, vorteilhaft mindestens 360 und insbesondere mindestens 400 geschliffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Abziehen und/oder Fehlerschleifen manuell erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Schleifpapiers geschliffen wird, das unter einer Schaumstoffschicht liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Klarlackschicht mit einer Körnung von mindestens 400, vorteilhaft mindestens 600, vorzugsweise mindestens 800 und insbesondere mindestens 1.200 geschliffen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Schleifen und/oder Abziehen die bearbeitete Schicht einem Reinigungsprozeß unterzogen wird, der mindestens einen, insbesondere mindestens zwei der Schritte – Abblasen mittels Druckgas, insbesondere Druckluft, – Abwischen, insbesondere mittels eines Staubtuches, – Abspülen, insbesondere mittels VE-Wasser aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Kantenbereichen kein oder nur ein geringerer maschineller Schliff erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an Kantenbereichen der Oberfläche ein manueller Schliff erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf eine Fläche von mindestens 8 qm der Oberfläche insgesamt weniger als sechs Stunden und insbesondere weniger als vier Stunden geschliffen wird, bezogen auf die Summe der Schleifmitteleinsatzzeiten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lackabtrag beim Schleifen bezogen auf eine Oberfläche von mindestens 8 qm durchschnittlich mindestens 2 μm/h und insbesondere mindestens 4 μm/h beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen unter gleichzeitiger Staubabsaugung erfolgt, insbesondere durch eine insbesondere mehrfache Lochung im Schleifmittelträger.
Lackierte und geschliffene Oberfläche, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie oder eines Teils hiervon, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einer farbgebenden Lackschicht versehen ist, daß oberhalb der farbgebenden Lackschicht eine untere Klarlackschicht aufgetragen ist, daß diese untere Klarlackschicht nach Aushärtung geschliffen ist, und daß auf die geschliffene untere Klarlackschicht eine obere Klarlackschicht aufgetragen ist, wobei – die obere Klarlackschicht über höchstens 50% der geschliffenen Fläche der unteren Klarlackschicht geschliffen und/oder poliert ist, und/oder – die farbgebende Lackschicht nicht oder zu höchstens 50% der geschliffenen Fläche der unteren Klarlackschicht geschliffen und/oder poliert ist, und/oder – die obere Klarlackschicht die letzte Klarlackschicht ist.