EP0139274A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer zwei- oder mehrfarbigen Lackierung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing two-color or multi-color paints according to the preamble of the main claim.
- the invention relates to an apparatus for performing the method.
- the procedure is usually that the substrate is coated with a first color, the lacquer applied is dried and baked and then the surface coated with this color is covered, whereupon the uncovered surfaces are covered with a second or further varnish (see textbook for vehicle painters, Verlag Neuer Merkur GmbH, Kunststoff, 1st edition, 1981, page 19o).
- This procedure is time and energy consuming because of the drying or baking required between the application of two lacquers. Otherwise, there is a large amount of varnish in the coverage area.
- the invention has for its object to provide a method and an apparatus for a multi-colored coating, wherein all differently colored painted surfaces are relatively sharply delimited from one another and thus meet the requirements of a decorative surface without intermediate drying or baking is necessary and wherein Furthermore, the area of coverage between the individual color tone limits can be kept low.
- the substrate is coated with the first lacquer or color in a manner known per se, for example by spraying applications, with the aid of pneumatic atomizers or centrifugal atomizers in the electrostatic field.
- the usually differently colored second or any other lacquer which is generally differently colored, is applied by an atomizer, which works with electrostatic transport of the colored particles and which imprints an impulse on the lacquer droplets at the color tone limits is almost parallel to the surface normal of the substrate present there.
- an electrostatically operating device is proposed as the atomizer, which has stationary atomizer edges and a transport of the paint particles in the electrical system Field works.
- Claim 2 identifies a variant of the method according to the invention, in which the spray pattern can be controlled.
- Claim 3 describes a development in which the spray pattern can even be changed during the spraying process itself.
- a device for performing the method according to the invention is described by claim 4.
- An essential feature is that the spray gap formed by the atomizing edges is essentially perpendicular to the surface normal of the substrate with its longitudinal axis, that is to say the longitudinal axis of the gap runs parallel to the substrate.
- the spray spatula is oriented such that it is essentially perpendicular to the plane which is spanned by the surface normal in the area of the color tone limits and by the direction of movement of the substrate.
- This unusual arrangement of the spray organ ensures that the paint reaches the color limits droplet is electrostatically impressed, which is subsequently parallel to the surface normals there, whereby the sharp delimitation of the applied varnish is achieved in the area of the color tone limit.
- auxiliary electrodes which can be adjusted, preferably automatically adjusted and which limit the effective length of the spray gap, are provided in the direction of the longitudinal axis of the spray gap in front of the spray gap. These auxiliary electrodes allow the width of the applied coating tape to be regulated and, if these auxiliary electrodes are opened and closed during the painting process, contours of the coating tape can be achieved in the simplest way or adjustments to the surface shapes of the substrate without the need for additional tools.
- a particular field of application of the invention results in the two-color painting of car bodies, in which, according to the invention, both colors can be applied wet on wet.
- the narrow border area that can be achieved by the method according to the invention between the differently colored areas can be determined by components such as e.g. a crash protection bar, cover. This eliminates the need for the previous intermediate step of baking the first coat of paint before applying the second color.
- the advantages are shorter cycle times and lower energy consumption per painting of a body. The space requirement is also reduced.
- Fig. 1 denotes a spray element which is connected to high voltage and thus enables electrostatic atomization of the liquid paint supplied, namely at stationary atomizer edges which define a spray gap 9 (FIG. 2).
- a substrate 2 e.g. an automobile body, lies on earth and is coated with a first layer of paint 3.
- the second lacquer layer to be applied by the spray element 1, which preferably has a different color, is designated by 4.
- Motor-adjustable auxiliary electrodes 5 can be arranged in front of the spray gap 9, which are adjustable, for example, in the direction of the longitudinal axis x-x and thereby limit the effective length of the spray gap 9.
- the hue boundaries are indicated schematically with 1o and with 11 the surface normals standing on the hue boundaries.
- the first lacquer layer 3 can be applied by methods which are usually used today application of lacquer layers on substrates. A sharp delimitation of the first lacquer layer 3 to the subsequent lacquer layer 4 is not necessary and cannot be achieved with the methods customary today. 1 that the transition region of the first lacquer layer 3 can extend over the surface to be coated with the second lacquer layer 4.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von zwei- oder mehrfarbigen Lackierungen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
- Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
- Zur Herstellung von zwei- oder mehrfarbigen Lackierungen, d.h. beim partiellen Applizieren von Lacken, bei denen die Farbtöne untereinander scharf abgegrenzt sein müssen, geht man üblicherweise so vor, daß das Substrat mit einem ersten Farbton überzogen wird, der aufgebrachte Lack getrocknet und eingebrannt und dann die mit diesem Farbton beschichtete FLäche abgedeckt wird, worauf anschließend die nicht abgedeckten FLächen mit einem zweiten oder weiteren Lacken überzogen werden (siehe Lehrbuch für Fahrzeuglackierer, Verlag Neuer Merkur GmbH, München, 1. AufLage, 1981, Seite 19o). Diese Arbeitsweise ist wegen des jeweils zwischen der Aufbringung von zwei Lacken erforderlichen Trocknens bzw. Einbrennens zeit- und energieaufwendig. Im übrigen entsteht eine hohe Lackverschwendung im überdeckungsbereich.
- Demgegenüber Liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine mehrfarbige Beschichtung zu schaffen, wobei sämtliche verschiedenfarbig Lackierten Flächen relativ scharf voneinander abgegrenzt sind und somit den Anforderungen einer dekorativen OberfLäche genügen, ohne daß ein zwischenzeitliches Trocknen oder Einbrennen erforderlich ist und wobei weiterhin der überdeckungsbereich zwischen den einzelnen Farbtongrenzen gering gehalten werden kann.
- Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden TeiL des Hauptanspruches geLöst.
- Bei der Arbeitsweise gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird das Substrat mit dem ersten Lack oder Farbton in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Spritzapplikationen, mit HiLfe von pneumatischen Zerstäubern oder Zentrifugalzerstäubern im elektrostatischen FeLd beschichtet. Ohne nunmehr diese aufgebrachte erste Lackschicht zu trocknen oder einzubrennen, wird der in der Regel andersfarbige zweite oder jeder weitere in der RegeL andersfarbige Lack durch einen Zerstäuber aufgebracht, der mit elektrostatischem Transport der FarbteiLchen arbeitet und der an den Farbtongrenzen den Lacktröpfchen einen ImpuLs aufprägt, der nahezu parallel zu der dort vorhandenen Flächennormalen des Substrates steht. Als Zerstäuber wird erfindungsgemäß ein elektrostatisch arbeitendes Gerät vorgeschlagen, das mit ruhenden Zerstäuberkanten und einem Transport der Farbteilchen im elektrischen Feld arbeitet.
- Der Einsatz einer elektrostatischen Zerstäubung an ruhenden Zerstäuberkanten mit dem Transport der Farbteilchen im elektrischen FeLd ist seit Langem bekannt (siehe Industrielackierbetrieb, 25. Jahrgang, Nr. 2, 1957, Seite 34 und 35). In dieser Literaturstelle wird zum Prinzip des Verfahrens ausgeführt, daß als Sprühbild eine unscharf begrenzte Form zwischen Rechteck und Oval erzielt wird.
- Anspruch 2 kennzeichnet eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der das Sprühbild gesteuert werden kann.
- Anspruch 3 beschreibt eine Weiterbildung, bei der das Sprühbild sogar unter dem Sprühvorgang selbst geändert werden kann.
- Eine Vorrichtung zur Durchführurg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch der Anspruch 4 beschrieben. Wesentliches Merkmal dabei ist, daß der durch die Zerstäuberkanten gebildete Sprühspalt mit seiner SpaLtLängsachse im wesentlichen senkrecht zur Flächennormalen des Substrates steht, also die Spaltlängsachse paraLLeL zum Substrat verLäuft.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sprühspatt so ausgerichtet ist, daß er im wesentlichen senkrecht zu der Ebene steht, die durch die Flächennormale im Bereich der Farbtongrenzen und durch die Bewegungsrichtung des Substrates aufgespannt wird. Durch diese ungewöhnliche Anordnung des Sprühorgans wird erreicht, daß an den Farbtongrenzen den Lacktröpfchen elektrostatisch ein Impuls aufgeprägt wird, der nachher parallel zu der dort vorhandenen Flächennormalen steht, wodurch die scharfe Abgrenzung des aufgetragenen Lackes im Bereich der Farbtongrenze erreicht wird.
- Eine weitere vorteilhafte AusgestaLtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht gemäß den Ansprüchen 6 und 7 darin, daß in Richtung der Sprühspaltlängsachse vor dem Sprühspalt versteLLbare, vorzugsweise automatisch versteLLbare, die wirksame Länge des Sprühspaltes begrenzende Hilfselektroden vorgesehen werden. Durch diese HiLfselektroden ist die Breite des aufgebrachten Lackbandes regulierbar und, wenn diese Hilfselektroden während des Lackierverfahrens auf- und abgesteuert werden, sind in einfachster Weise Konturen des Lackbandes erzielbar oder Anpassungen an Oberflächenformen des Substrates, ohne daß hierzu weitere HiLfsmitteL eingesetzt werden müssen.
- Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ergibt sich in der Zwei-Farben-Lackierung von Autokarossen, bei denen nach der Erfindung beide Farben naß in naß aufgebracht werden können. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbare schmale Grenzbereich zwischen den verschiedenfarbigen Bereichen Läßt sich durch BauteiLe,wie z.B. eine Rammschutzleiste, abdecken. Dadurch wird der beim bisherigen Lackieren notwendige Zwischenschritt, vor dem Aufbringen der zweiten Farbe den ersten Lackauftrag einzubrennen, überflüssig. Geringere Taktzeiten und verringerter Energieverbrauch pro Lackierung einer Karosse sind die VorteiLe. Auch der Raumbedarf wird geringer.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in
- Fig. 1 eine schematische Ansicht auf ein Sprühorgan mit zugeordnetem Substrat, in
- Fig. 2 in größerem Maßstab die Zuordnung des Sprühorganes zum Substrat zur Verdeutlichung der Wirklinien und in
- Fig. 3 in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Anordnung.
- In Fig. 1 ist mit 1 ein Sprühorgan bezeichnet, das an Hochspannung Liegt und somit eine elektrostatische Zerstäubung des zugeführten flüssigen Lackes ermöglicht, und zwar an ruhenden Zerstäuberkanten, die einen Sprüh spalt 9 (Fig. 2) definieren. Ein Substrat 2, z.B. eine AutomobiLkarosserie, Liegt an Erde und isi mit einer ersten Lackschicht 3 beschichtet. Die durch das Sprühorgan 1 aufzubringende zweite Lackschicht, die vorzugsweise einen anderen Farbton aufweist, ist mit 4 bezeichnet.
- Vor dem Sprüh spalt 9 können motorisch versteLLbare Hilfselektroder 5 angeordnet sein, die beispieLsweise in Richtung der Spaltlängsachse x - x verstellbar sind und dadurch die wirksame Länge des Sprühspaltes 9 begrenzen.
- In Fig. 3 sind mit 1o die Farbtongrenzen schematisch angedeutet und mit 11 die auf den Farbtongrenzen stehenden FLächennormaLen.
- Die erste Lackschicht 3 kann durch Verfahren aufgebracht werden, die heute üblicherweise zur Aufbringung von Lackschichten auf Substraten eingesetzt werden. Eine scharfe Begrenzung der ersten Lackschicht 3 zur nachfolgenden aufzubringenden Lackschicht 4 ist nicht erforderlich und kann mit den heute üblichen Verfahrensweisen auch nicht erzielt werden. Insbesondere aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß sich der übergangsbereich der ersten Lackschicht 3 über die mit der zweiten Lackschicht 4 zu beschichtenden FLäche erstrecken kann.
- In Fig. 2 sind die FLugbahnen der Lacktröpfchen unter Einwirkung von LuftschLeppkräften und der Schwerkraft G bezeichnet. KLeinere und damit Leichtere Lacktröpfchen werden auf das Substrat über die FLugbahn 7 geführt, während schwerere, d.h. größere Lacktröpfchen über die FLugbahn 8 vom Sprühorgan 1 zum Substrat 2 geführt werden. Durch diese Abhängigkeit der FLugbahnen von der Tröpfchenmasse ergibt sich auch bei der zweiten Lackschicht ein übergangsbereich. Dieser ist jedoch kleiner ats 2 cm und damit ist eine ausreichend scharfe Trennung der beiden Lackschichten 3 und 4 erreicht. Im übergangsbereich, der - wie vorstehend ausgeführt - nur 2 cm groß ist, können entsprechende ZierLeisten od. dgL. angebracht werden.
- Aus Fig. 3 ist ersichtLich, daß, um die scharfen Farbtongrenzen 1o zu erreichen, die Ausrichtung des SprühspaLtes 9 mit seiner Längsachse x - x derart sein muß, daß diese Längsachse senkrecht zu der Ebene steht, die durch die FLächennormaLen 11 im Bereich der Farbtongrenzen aufgespannt ist.
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