DE4417172A1 - Verfahren zur elektrostatischen Pulverbeschichtung nichtleitender Gegenstände - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung nichtleitender Gegenstände mit Pulverlacken.

In den letzten Jahren hat die Beschichtung mit Pulverlacken eine immer größere Bedeutung erlangt. Dies liegt unter ande­ rem daran, daß Pulverlacke lösungsmittelfrei sind, und damit weniger umwelt- und gesundheitsgefährdend als lösungsmittel­ haltige Lacke. Außerdem ist die Pulverbeschichtung häufig wirtschaftlicher, da beispielsweise solche Beschichtungsver­ fahren leicht automatisierbar sind und sich überschüssiges Pulver einfach zurückgewinnen läßt.

Ein wichtiges Verfahren zum Aufbringen von Pulverlacken ist die sogenannte elektrostatische Pulverbeschichtung. Dabei wird der zu beschichtende Gegenstand geerdet und der elektro­ statisch aufgeladene Pulverlack beispielsweise mit Pulver­ spritzpistolen auf den Gegenstand aufgebracht. Anschließend wird die Lackschicht durch eine Reaktion mit dem im Pulver vorhandenen Härter, das sogenannte Einbrennen hergestellt.

Bei elektrisch leitenden Materialien, wie beispielsweise Metallen ist die elektrostatische Pulverbeschichtung heutzu­ tage ein im industriellen Maßstab eingesetztes Verfahren. Problematisch ist die elektrostatische Pulverbeschichtung jedoch bei nichtleitenden Materialien, insbesondere bei Kunststoffen. Hier muß die Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes durch geeignete Maßnahmen erst leitfähig gemacht werden. Trotz der großen Nachfrage nach einem einfachen Pul­ verbeschichtungsverfahren für elektrisch nichtleitende Gegen­ stände (Substrate) beispielsweise aus der Kraftfahrzeugindu­ strie und der Möbelindustrie, konnte bisher kein allgemein anwendbares Verfahren gefunden werden.

So ist zwar bereits bekannt, vor Aufbringen des Pulverlackes eine leitfähige Lackgrundierung vorzusehen. Eine solche Grun­ dierung muß jedoch in einem zusätzlichen Verfahrensschritt aufgebracht werden, der das Gesamtverfahren verteuert. Außerdem können die in der Grundierungsschicht enthaltenen Additive die Funktion dieser Schicht und damit die Qualität der anschließend aufgebrachten Pulverlackschicht beeinträch­ tigen. Weiter werden nach dem Stand der Technik sogenannte Leitlösungen auf Kunststoffoberflächen aufgebracht und vor Beschichtung mit dem Pulverlack getrocknet. Die Leitlösungen enthalten organische Salze, beispielsweise kationische quar­ ternäre Ammoniumsulfate, die nach Abtrocknen des Lösungsmit­ tels als leitfähige Partikel auf dem zu beschichtenden Gegen­ stand verbleiben. Die Anwesenheit dieser Leitsalze wirkt sich jedoch häufig störend auf das Aussehen und die Funktion der anschließend aufgebrachten Pulverlackschicht aus. So kann beispielsweise die Beständigkeit der Pulverlackschicht ver­ ringert oder bei Klarlacken eine Trübung hervorgerufen werden.

Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die elektrostatische Pulverbe­ schichtung nichtleitender Gegenstände auf einfache Weise er­ möglicht und dabei die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet. Dabei soll die Qualität der erhaltenen Pulverlackschichten im wesentlichen derjenigen entsprechen, wie sie bei der elektrostatischen Pulverbeschichtung leiten­ der Gegenstände wie beispielsweise Metallen erreicht werden.

Die Pulverlackschichten sollen sich in ausreichender Schicht­ dicke aufbringen lassen und bezüglich Aussehen und Beständig­ keit die Anforderungen erfüllen, die beispielsweise für einen Einsatz in der Kraftfahrzeugindustrie und Möbelindustrie ge­ stellt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkma­ len des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen 2 bis 17 dargestellt. Der Wortlaut der An­ sprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung ge­ macht.

Bei der Erfindung wird der Gegenstand mindestens auf den zu beschichtenden Oberflächenbereichen mit einer im wesentlichen geschlossenen Schicht (Film) aus einer leitfähigen Substanz versehen. Dabei liegt die Verdunstungs- oder Verdampfungstem­ peratur der leitfähigen Substanz unterhalb der Einbrenntempe­ ratur des Pulverlackes. Anschließend wird der Pulverlack elektrostatisch unmittelbar auf die Schicht aus der leitfähi­ gen Substanz aufgebracht und in einem weiteren Verfahrens­ schritt eingebrannt.

Die in der Regel flüssige leitfähige Substanz bewirkt die für die elektrostatische Beschichtung erforderliche Leitfähigkeit und verbleibt bei der Beschichtung des Gegenstandes mit Pul­ verlack in Form einer im wesentlichen geschlossenen Schicht auf der Oberfläche. Damit unterscheidet sich das erfindungs­ gemäße Verfahren wesentlich von bereits bekannten Verfahren, bei denen davon ausgegangen wurde, daß die Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes bei Aufbringen des Pulverlackes im wesentlichen frei von flüssigen Bestandteilen, das heißt trocken sein sollte. Dies zeigen die bei den bekannten Ver­ fahren vorgesehenen Trocknungsschritte. Demgegenüber ist es bei der Erfindung möglich, eine Beschichtung mit Pulverlack direkt auf die leitfähige Substanz, das heißt in der Regel auf einen nassen Gegenstand durchzuführen. Bei dem sich an das Aufbringen des Pulverlacks anschließenden Einbrennvorgang wird die leitfähige Substanz wieder entfernt, da beim dort erfolgenden Aufheizen des Gegenstands zuerst die leitfähige Substanz mit ihrer unterhalb der eigentlichen Einbrenntempe­ ratur liegenden Verdunstungs- oder Verdampfungstemperatur durch die noch nicht vernetzte offenporige Pulverschicht ent­ weicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß vor dem Aufbringen des Pulverlackes keine zusätzlichen Trocknungs­ schritte erforderlich sind. Dies macht das Verfahren ein­ facher und spart Energiekosten. Weiter ist es bei der Erfin­ dung nicht erforderlich, besondere Lackgrundierschichten aufzubringen, da mit der Erfindung die erforderliche Leitfä­ higkeit auf wesentlich einfachere Weise erreicht werden kann. Dementsprechend können auch die bereits beschriebenen negati­ ven Einflüsse solcher Grundierschichten vermieden werden.

Gemäß der Erfindung soll unter "nichtleitendem Gegenstand" jeder Gegenstand verstanden werden, dessen Leitfähigkeit üblicherweise nicht ausreicht, ihn ohne Vorbehandlung mit Pulverlacken zu beschichten. Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei Gegenständen anwendbar, die zwar eine gewisse (meßbare) Leitfähigkeit besitzen, bei denen diese jedoch nicht ausreicht, eine elektrostatische Pulverbeschich­ tung mit technisch ausreichendem Erfolg durchzuführen. Schließlich sei erwähnt, daß übliche Pulverlacke Schmelz- bzw. Erweichungstemperaturen besitzen, die unterhalb der Einbrenntemperatur (Vernetzungstemperatur) liegen. Dement­ sprechend ist es bevorzugt, wenn die Verdunstungs- oder Ver­ dampfungstemperatur der leitfähigen Substanz nicht wesent­ lich höher, insbesondere unterhalb dieser Schmelztemperatur liegt, damit der Härtungsprozeß der Pulverlackschicht durch den Verdampfungs- bzw. Verdunstungsprozeß der leitfähigen Substanz nicht gestört wird.

Bei der Erfindung soll unter "elektrostatischer Beschichtung mit Pulverlacken" jedes Verfahren verstanden werden, bei dem Pulverschichten, die aufgrund elektrostatischer Ladung auf den Pulverkörnern auf den zu beschichtenden Gegenständen haften, aufgebracht werden.

Bei der leitfähigen Substanz handelt es sich vorzugsweise um ein leitfähiges Lösungsmittel oder um Mischungen solcher Lösungsmittel. Als Beispiele für diese Verbindungen sind die Alkohole zu nennen. Von den Lösungsmitteln weiter bevorzugt sind anorganische Lösungsmittel.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen sich insbesondere dann, wenn als leitfähige Substanz Wasser ver­ wendet wird. Wasser ist ein besonders leicht zugängliches und billiges Lösungsmittel, dessen Einsatz darüber hinaus keine Umwelt- oder Gesundheitsprobleme hervorrufen kann. Dementsprechend wird beim Einsatz von Wasser als leitfähiger Substanz auf den zu beschichtenden Oberflächenbereichen ein geschlossener Wasserfilm hergestellt, auf den der Pulverlack unmittelbar aufgebracht wird. Es wird also der nasse, sogar der "triefend nasse" Gegenstand mit dem Pulverlack beschich­ tet. Das vorhandene Wasser wird anschließend beim Einbrennen des Pulverlackes durch die dabei vollzogene Erwärmung wieder entfernt.

Das Wasser kann auf die Oberfläche des Gegenstandes durch einfache Verfahren wie beispielsweise Tauchen, Fluten, Spritzen (Druckluftspritzen) oder Sprühen aufgebracht werden. Wichtig ist lediglich, daß mindestens auf den zu beschichten­ den Oberflächenbereichen des Gegenstands eine im wesentlichen geschlossene Wasserschicht (Wasserfilm) hergestellt wird. Die Temperatur des Wassers ist grundsätzlich frei wählbar. Ein Einsatz von vorerwärmtem Wasser kann beispielsweise den Vor­ teil bieten, daß durch das Wasser Wärme auf den zu beschich­ tenden Gegenstand übertragen werden kann.

Nach der Erfindung ist es bevorzugt, wenn demineralisiertes oder destilliertes Wasser als leitfähige Substanz eingesetzt wird. Dabei kann es sich wahlweise um einfach oder mehrfach demineralisiertes bzw. destilliertes Wasser handeln. Durch Einsatz von beispielsweise demineralisiertem Wasser wird ausgeschlossen, daß störende Ionen auf der Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstands vorhanden sind.

Ein besonders kostengünstiges und dementsprechend bevorzugtes Verfahren liegt dann vor, wenn als leitfähige Substanz Lei­ tungs- oder Trinkwasser eingesetzt wird. Auch bei der Verwen­ dung dieses Wassers zeigen sich die bereits beschriebenen Vorteile der Erfindung. Es werden nach dem Einbrennvorgang wie bei den anderen Ausführungsformen Pulverlackschichten von einwandfreier Qualität erhalten.

Auch und gerade beim Einsatz von Wasser als leitfähiger Substanz kann sich die Verwendung von mehreren leitfähigen Substanzen im Gemisch anbieten. So kann bspw. mindestens eine zweite leitfähige Substanz als Additiv zugesetzt sein, die die Verweildauer der ersten leitfähigen Substanz, insbeson­ dere des Wassers auf der Oberfläche des Gegenstands erhöht. Solche Additive besitzen normalerweise eine höhere Verduns­ tungs- oder Verdampfungstemperatur als die erste leitfähige Substanz (Wasser), die jedoch ebenfalls unterhalb der Ein­ brenntemperatur liegt. Es kann sich dabei bspw. um länger­ kettige Alkohole handeln.

In Weiterbildung kann der leitfähigen Substanz bei dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren ein sogenanntes Netzmittel zugesetzt sein, das durch Herabsetzen der Oberflächenspannung die Aus­ bildung der Oberflächenschicht bzw. des Oberflächenfilms be­ günstigt. Der Zusatz eines solchen Netzmittels ist insbeson­ dere beim Einsatz von Wasser als leitfähiger Substanz bevor­ zugt. Bei dem Netzmittel kann es sich um übliche bekannte Untergrundbenetzer wie beispielsweise polyethermodifiziertes Polysiloxan handeln.

Weiterhin kann die leitfähige Substanz weitere Zusätze ent­ halten. Bei solchen Zusätzen kann es sich beispielsweise um übliche Entschäumer handeln, die eine Schaumbildung bei­ spielsweise beim Einsatz von Wasser verhindern. Außerdem kön­ nen beispielsweise haftvermittelnde Zusatzstoffe enthalten sein, die die Haftung des anschließend aufgebrachten Pulver­ lackes an der Oberfläche des nichtleitenden Gegenstandes, insbesondere des Kunststoffes verbessern. So werden bei­ spielsweise gemäß dem Stand der Technik Polypropylenober­ flächen geflammt (mit oxidierender Flamme) oder mit Haftlö­ sungen behandelt, um die Haftung von Pulverlacken an solchen Oberflächen zu verbessern. Dementsprechend ist es bei der Erfindung in einfacher Weise möglich, solche Haftvermittler, wie beispielsweise chlorierte Polyolefine oder Silane direkt in der leitfähigen Substanz zu lösen oder zu emulgieren und auf diese Weise eine ausreichende Haftung sowohl der leit­ fähigen Substanz als auch insbesondere des Pulverlackes zu gewährleisten. Ein weiterer Zusatzstoff kann auch ein Konser­ vierungsmittel sein, das dann zugefügt werden kann, wenn die leitfähige Substanz mehrmals verwendet, bspw. durch Tauchen in ein Tauchbecken aufgebracht wird, um sie damit bspw. gegen Bakterienbefall zu schützen. Gegebenenfalls ist es nach der Erfindung auch möglich, die leitfähige Substanz so zu wählen oder aus geeigneten Substanzen zu mischen, daß bereits durch die leitfähige Substanz selbst eine ausreichende Haftung des Pulverlackes auf der Oberfläche gewährleistet wird. Dies könnte beispielsweise durch eine bereits beschrie­ bene Mischung geeigneter Lösungsmittel erfolgen.

Wie schon dargelegt, wird gemäß der Erfindung der Pulverlack unmittelbar auf die Schicht bzw. den Film aus der leitfähigen Substanz aufgebracht. Beim danach durchgeführten Härten/Ein­ brennen des Pulverlackes wird die leitfähige Substanz auf­ grund der Tatsache, daß ihre Verdunstungs- oder Verdampfungs­ temperatur unterhalb der Einbrenntemperatur des Pulverlackes liegt, wieder entfernt. Überraschenderweise hat dies keiner­ lei negativen Einfluß auf die Qualität der erhaltenen Pulver­ lackschicht. Wird der mit dem Pulverlack beschichtete Gegen­ stand in den Einbrennofen gebracht, so erwärmt sich der Ge­ genstand allmählich auf die Einbrenntemperatur und bei die­ sem Temperaturanstieg wird die leitfähige Substanz, insbeson­ dere das Wasser durch die noch locker anhaftende und offenpo­ rige Pulverschicht verdunstet oder verdampft. Selbstverständ­ lich kann diese Verfahrensweise dadurch variiert werden, daß das Aufheizen des Gegenstandes im Einbrennofen bewußt langsam erfolgt, um auf diese Weise ein allmähliches Entfernen der leitfähigen Substanz zu bewirken. Im übrigen kann das Entfer­ nen der leitfähigen Substanz auch in Abhängigkeit von anderen Faktoren, die den Einbrennprozeß beeinflussen, variiert wer­ den. Solche Faktoren sind beispielsweise Form und Größe der zu beschichtenden Gegenstände bzw. Oberflächen, Wärmeformbe­ ständigkeit der Gegenstände, Dicke der aufgebrachten Schicht aus leitfähiger Substanz, insbesondere Wasser, Schmelztempe­ ratur, Vernetzungstemperatur und Schichtstärke des verwende­ ten Pulverlackes sowie Parameter der vorhandenen Einrichtun­ gen zum Brennen/Härten des Pulverlackes wie bspw. Geschwin­ digkeit des verwendeten Trocknungsmediums, insbesondere der Luft.

Demgegenüber kann das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt auch so ausgestaltet sein, daß die Schicht aus der leitfähi­ gen Substanz, das heißt insbesondere der Wasserfilm nach dem Aufbringen des Pulverlackes vor dem eigentlichen Einbrennen in einem separaten Trocknungsschritt entfernt wird. Auf diese Weise kann das Entfernen der leitfähigen Substanz kontrol­ liert erfolgen und der anschließend durchgeführte Einbrenn­ schritt kann in jedem Fall in üblicher Weise, das heißt ohne zusätzliche Verfahrensmaßnahmen wie beispielsweise langsames Aufheizen durchgeführt werden. Trocknung und Einbrennen können auch in einem sogenannten Zweizonenofen durchgeführt werden.

Der zusätzliche Trocknungsschritt wird üblicherweise bei Tem­ peraturen durchgeführt, die deutlich unterhalb der Einbrenn­ temperatur des Pulverlackes liegen. Auf diese Weise wird ver­ hindert, daß unter Umständen bereits ein Aushärten der Pul­ verschicht erfolgt. Weiter kann die Temperatur vorzugsweise so gewählt werden, daß sie auch unterhalb der Schmelz- oder Erweichungstemperatur des Pulverlackes liegt, um die für das Entfernen der leitfähigen Substanz günstige offenporige Struktur der Pulverschicht zu erhalten. Bevorzugte Tempera­ turen für die Trocknung liegen zwischen 60°C und 130°C, insbesondere zwischen 80°c und 100°C. Die genannten Tempe­ raturbereiche sind insbesondere für das Entfernen von Wasser als bevorzugter leitfähiger Substanz geeignet. Die Zeitdauer der Trocknung wird üblicherweise an die gewählte Trocknungs­ temperatur angepaßt. Grundsätzlich wird umso weniger Trock­ nungszeit benötigt, je höher die Temperatur gewählt wird. Bevorzugte Trocknungszeiten liegen zwischen 5 Minuten und 30 Minuten insbesondere zwischen 10 Minuten und 20 Minuten. Die genannten Zeiten sind besonders für das Trocknen von Wasser als leitfähiger Substanz geeignet.

Wie bereits erwähnt ist das erfindungsgemäße Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung aller nichtleitenden Gegen­ stände mit Pulverlacken geeignet. Dabei soll der Begriff "nichtleitend" im Sinne der obigen Definition verstanden wer­ den. Selbstverständlich ist das Verfahren auch für Gegenstän­ de geeignet, die teilweise aus elektrisch leitendem und teil­ weise aus elektrisch nichtleitendem Material aufgebaut sind und bei denen (auch) die nichtleitenden Oberflächen oder Untergründe mit Pulverlacken beschichtet werden sollen.

Bei den nichtleitenden Gegenständen, Untergründen oder Ober­ flächen kann es sich beispielsweise um solche aus Glas, Kera­ mik, Textilien, Textilwerkstoffen, Papier, Papierwerkstoffen, Holz, Holzwerkstoffen und um mineralische Untergründe han­ deln. Bevorzugt einsetzbar ist das erfindungsgemäße Verfahren bei Gegenständen, Oberflächen oder Untergründen, die minde­ stens teilweise aus Kunststoffen oder Kunststoffmischungen (Kunststoffblends) bestehen. Vorzugsweise kann es sich dabei um solche Kunststoffe handeln, die bei der Einbrenntemperatur des Pulverlackes im wesentlichen formstabil, das heißt aus­ reichend wärmeformstabil sind. Es ist jedoch ebenfalls mög­ lich, Kunststoffe mit Erweichungstemperaturen unterhalb der Einbrenntemperatur des Pulverlackes mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu beschichten, wenn die Teile aus solchen Kunst­ stoffen in entsprechender Weise formstabilisierbar sind. Eine Formstabilisierung kann beispielsweise durch entsprechende Halterung des Teils während des Einbrennvorgangs oder durch Kombination solcher Kunststoffe mit anderen Materialien in Form von Verbundmaterialien oder in Form mehrteiliger Gegen­ stände erfolgen.

Ein bevorzugter Anwendungsbereich der Erfindung liegt in der Kraftfahrzeugindustrie, so daß die dort eingesetzten Kunst­ stoffe als zu beschichtender Untergrund bzw. als zu beschich­ tende Oberfläche für Pulverlacke in Frage kommen. Bei diesen Kunststoffen handelt es sich beispielsweise um Acrylnitril- Butadien-Styrol, Polyamide, Polycarbonate, Polymethylmeth­ acrylat, Polyoxymethylen, Polypropylen, Polyphenylenoxid, Polyurethane, Polyvinylchlorid, Polyethylene und Blends aus solchen Kunststoffen. Übliche Kurzbezeichnungen solcher in der Kraftfahrzeugindustrie verwendeten Kunststoffe sind ABS, PA 6, PA 66, PA 11, PA 12, PC, PC/ABS, PC/PBT, PMMA, POM, PP, PP/EPDM, PPO, PPO/PA, PUR-RIM, PVC-HT, SMC, TPU und VPE. Die Aufzählung dieser Kunststoffe ist selbstverständlich nicht abschließend. Die genannten Kunststoffe werden in der Kraft­ fahrzeugindustrie zu den verschiedensten Zier- und Funktions­ teilen sowohl im Inneren als auch an der Außenseite des Fahr­ zeugs verwendet.

Die bei der Erfindung einsetzbaren Pulverlacktypen sind an sich bekannt. Es handelt sich dabei um die gängigen Kunst­ stoffpulver auf der Basis von Duroplasten, denen Härter, Pigmente und weitere Additive zugemischt sind. Als sogenannte Bindemittelbasis dienen beispielsweise Epoxidharze, Epoxid-/Poly­ esterharze, Polyesterharze (mit Triglycidylisocyanurat (TGIC) vernetzt oder TGIC-frei), Polyurethanharze (spaltpro­ dukthaltig oder spaltproduktfrei) sowie Acrylatharze. Selbst­ verständlich ist die Erfindung auf die beispielhaft genannten Pulverlacktypen nicht beschränkt. Die verwendbaren Pulver­ lacke besitzen für die elektrostatische Pulverbeschichtung übliche Korngrößen. Alle der genannten Pulverlacktypen zeigen bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere bei der Verwendung von Wasser als leitfähiger Substanz die gleichen guten Ergebnisse, das heißt sie führen zu Pulverlackschichten mit einwandfreier Qualität. Die erhaltenen Lackschichten können ohne weiteres in der Kraft­ fahrzeugindustrie, beispielsweise zur Außenlackierung von Fahrzeugen und Fahrzeugteilen verwendet werden. Insbesondere Pulverlacke auf Bindemittelbasis Acrylatharz führen bei der Erfindung zu hochwetterfesten Pulverlacken mit ausgezeich­ neten Eigenschaften, die beispielsweise auch zur Beschichtung transparenter Abdeckscheiben aus Kunststoffen für Kfz-Schein­ werfer und andere Kfz-Lichtgeber dienen können.

Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, daß das erfin­ dungsgemäße Verfahren bei demselben Gegenstand nur einmal durchgeführt wird. So können ohne weiteres mehrere Schichten hintereinander auf denselben Gegenstand unter Anwendung des Verfahrens aufgebracht werden. Bei einer Mehrschichtlackie­ rung wird nach Aufbringen und Einbrennen der ersten Schicht der Gegenstand wieder mit einer geschlossenen Schicht aus der leitfähigen Substanz insbesondere Wasser versehen und an­ schließend die zweite Pulverlackschicht unmittelbar aufge­ bracht und eingebrannt. Auf diese Weise kann der Gegenstand ohne Probleme mit mehreren Pulverlackschichten beschichtet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Erfindung mit anderen Beschichtungsverfahren zu kombinieren. So kann z. B. eine Lackschicht in üblicher Weise auf eine leitfähige Oberfläche aufgebracht werden und die dadurch erhaltene, nichtleitende Oberfläche mit Hilfe des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens weiter beschichtet werden. Die Vorteile eines solchen Mehrschichtverfahrens zeigen sich gerade bei der Fahrzeug­ lackierung, wo häufig, beispielsweise bei Metalliclackierun­ gen mehrere Lackschichten übereinander vorgesehen sind. So kann beispielsweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Klarlackschicht auf eine entsprechende nasse darunterliegende Schicht aufgebracht werden. Die Vorteile der Erfindung zeigen sich auch bei der Reparatur beschädigter Lackschichten. In diesem Fall wird die Pulverlackschicht nach Aufbringen der leitfähigen Substanz direkt auf die beschädigte Lackschicht aufgebracht und somit auf einfache Weise die Lackoberfläche erneuert.

Grundsätzlich kann die zu beschichtende Oberfläche des Gegen­ stands sowohl beim Einschicht- als auch beim Mehrschichtver­ fahren unterschiedlich vorbehandelt (dargeboten) werden. Die Oberfläche kann in ihrem Ausgangszustand, das heißt "roh" beschichtet werden. Gegebenenfalls wird die Oberfläche vorher entfettet und/oder gewaschen. Endet der Waschvorgang übli­ cherweise durch Spülen mit Wasser, so muß dieses Wasser bei der Erfindung nicht abgetrocknet werden, sondern die Be­ schichtung mit Pulverlack kann unmittelbar auf diese Wasser­ schicht erfolgen. Selbstverständlich können bei der Erfindung auch grundierte, kaschierte oder lackierte, auch pulverbe­ schichtete Oberflächen mit Pulverlacken beschichtet werden. Gegebenenfalls werden diese Gegenstände in geeigneten Halte­ rungen gehalten.

Die Dicke einer Lackschicht oder die Dicke aller auf den Ge­ genstand aufgebrachten Lackschichten liegen bei der Erfindung üblicherweise zwischen 30 und 300 µm. Schichtdicken zwischen 50 und 130 µm, insbesondere 50 bis 70 µm sind bevorzugt. Da­ mit können bezüglich der Schichtdicke alle üblichen Anwen­ dungsbereiche für Pulverlacke abgedeckt werden.

Weiter betrifft die Erfindung einen pulverbeschichteten Ge­ genstand, der durch das beschriebene erfindungsgemäße Verfah­ ren erhältlich ist. Aufgrund der beschriebenen Merkmale der Erfindung wird die zur Herstellung der Leitfähigkeit verwen­ dete Substanz nach Aufbringen des Pulverlackes wieder ent­ fernt, so daß keine störenden Substanzen oder Schichten auf dem Gegenstand verbleiben.

Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung einer leitfähigen Substanz bei der elektrostatischen Beschichtung nichtleitender Gegenstände mit Pulverlacken, wobei die Ver­ dunstungs- oder Verdampfungstemperatur dieser Substanz unter­ halb der Einbrenntemperatur des Pulverlackes liegt, zur Her­ stellung der für die Beschichtung erforderlichen Leitfähig­ keit. Bevorzugt ist die Verwendung von Wasser als leitfähiger Substanz, insbesondere von demineralisiertem oder destillier­ tem Wasser.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung von Beispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können einzelne Merkmale der Erfin­ dung für sich allein oder in Kombination miteinander verwirk­ licht sein.

Beispiel 1

Ein Kunststofformteil aus PC/PBT-Blend in Form einer Platte mit einer Dicke von 2,5 mm bis 3 mm soll elektrostatisch mit Pulverlack beschichtet werden.

Dazu wird das Kunststofformteil in üblicher Weise durch alka­ lische Reinigung gereinigt. Anschließend wird durch Eintau­ chen des Kunststoffteils in demineralisiertes Wasser ein ge­ schlossener Wasserfilm auf der Oberfläche des Kunststoffteils hergestellt. Zur Verbesserung der Benetzung enthält das demi­ neralisierte Wasser eine Menge von 0,2 Gew.-% polyethermodi­ fiziertem Polysiloxan als Netzmittel. Anschließend wird das nasse Kunststofformteil geerdet und ein Pulverlack auf Acry­ latharzbasis in üblicher Weise, das heißt mit Hilfe einer elektrostatischen Pulversprühpistole auf das nasse Kunst­ stoffteil appliziert.

Danach wird das mit Wasser und Pulverlack beschichtete Kunst­ stofformteil bei einer Temperatur von 80°C 20 Minuten lang getrocknet. In diesem Trocknungsschritt wird das Wasser durch die auf dem Kunststofformteil locker anhaftende offenporige Pulverschicht verdunstet. Da die Trocknungstemperatur mit 80°C unterhalb der Untergrenze des Schmelzbereichs des Pulver­ lackes von ca. 100°C und deutlich unterhalb der Einbrenntem­ peratur des Pulverlackes liegt, wird der Härtungsprozeß des Pulverlackes, der aus Pulverschmelze und Vernetzung der Schmelze besteht, nicht in Gang gesetzt. Nach der Verdunstung des Wassers wird der Pulverlack durch Erhöhung der Temperatur auf die Vernetzungstemperatur von ca. 160°C 20 Minuten ein­ gebrannt.

Durch das Verfahren nach Beispiel 1 entsteht auf dem Kunst­ stofformteil eine einwandfreie Pulverlackschicht mit einer Schichtdicke von ca. 60 µm. Kleinere und größere Schicht­ dicken können ohne Schwierigkeiten hergestellt werden. Das erhaltene beschichtete Kunststoffteil ist für einen indus­ triellen Einsatz beispielsweise in der Kraftfahrzeug- oder Möbelindustrie geeignet. Aussehen und Haltbarkeit der erhal­ tenen Schicht erfüllen die Ansprüche von Verbrauchern und Herstellern an eine Beschichtung wie bspw. einen Einschicht­ lack in der Automobilindustrie.

Beispiel 2

Beispiel 1 wird mit einem gleichen Kunststofformteil wieder­ holt, wobei unter ansonsten identischen Verfahrensbedingungen anstelle von demineralisiertem Wasser Leitungswasser benutzt wird. Diesem Leitungswasser ist ebenfalls polyethermodifi­ ziertes Polysiloxan in einer Menge von 0,2 Gew.-% als Netz­ mittel zugegeben. Auch bei diesem Beispiel wird eine einwand­ freie Pulverlackschicht entsprechender Schichtdicke erhalten.

Claims (20)

1. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung nichtlei­ tender Gegenstände mit Pulverlacken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gegenstand mindestens auf den zu be­ schichtenden Oberflächenbereichen mit einer im wesent­ lichen geschlossenen Schicht aus einer leitfähigen Sub­ stanz versehen wird, deren Verdunstungs- oder Verdamp­ fungstemperatur unterhalb der Einbrenntemperatur des Pulverlackes liegt, und daß anschließend der Pulverlack unmittelbar auf diese Schicht elektrostatisch aufge­ bracht und eingebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Substanz ein Lösungsmittel oder ein Lö­ sungsmittelgemisch ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die leitfähige Substanz ein anorganisches Lö­ sungsmittel ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die leitfähige Substanz Wasser ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Wasser um demineralisiertes oder destil­ liertes Wasser handelt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Wasser um Leitungs- oder Trinkwasser handelt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins­ besondere nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der leitfähigen Substanz ein Netzmit­ tel zugesetzt ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Substanz weitere Zusätze, insbesondere mindestens einen Haftvermittler enthält.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schicht aus der leitfähi­ gen Substanz nach dem Aufbringen des Pulverlackes vor dem Einbrennen in einem Trocknungsschritt entfernt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei einer Temperatur zwischen 60°C und 130°C, insbesondere zwischen 80°C und 100°C durchge­ führt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trocknung in einem Zeitraum zwischen 5 Mi­ nuten und 30 Minuten, insbesondere zwischen 10 Minuten und 20 Minuten durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gegenstand mindestens teilweise aus Kunststoff oder Kunststoffmischungen be­ steht.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff bei der Einbrenntemperatur des Pulver­ lackes im wesentlichen formstabil und/oder formstabili­ siert ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß es sich bei dem Kunststoff um einen in der Kraftfahrzeugindustrie verwendbaren Kunststoff handelt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kunststoff um ein Polyamid, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyoxy­ methylen, Polypropylen, Polyphenylenoxid und/oder um einen ihrer Blends handelt.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Verfahren zum Aufbringen mehrerer Lackschichten mehrmals hintereinander durchge­ führt wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke einer Lack­ schicht oder die Schichtdicke aller Lackschichten insge­ samt 30 µm bis 300 µm, vorzugsweise 50 µm bis 130 µm, insbesondere 50 µm bis 70 µm beträgt.

18. Pulverbeschichteter Gegenstand, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

19. Verwendung einer leitfähigen Substanz bei der elektro­ statischen Beschichtung nichtleitender Gegenstände mit Pulverlacken, deren Verdunstungs- oder Verdampfungs­ temperatur unterhalb der Einbrenntemperatur des Pulver­ lackes liegt, zur Herstellung der für die Beschichtung erforderlichen Leitfähigkeit.

20. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der leitfähigen Substanz um Wasser, insbe­ sondere um demineralisiertes oder destilliertes Wasser handelt.