DE4238378A1 - Coating substrate with system giving good opacity and high lustre - by applying two coats of pigmented lacquer contg metal oxide-coated mica flakes, using finer flakes in first than second, and opt clear cost - Google Patents
Coating substrate with system giving good opacity and high lustre - by applying two coats of pigmented lacquer contg metal oxide-coated mica flakes, using finer flakes in first than second, and opt clear costInfo
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Abstract
Description
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lackschichten, die zugleich gut deckend und auch sehr gut glänzend sind.The application relates to a process for the production of Lacquer layers that are both good coverage and also very good are shiny.
Mehrschichtlackierungen sind bekannt und werden insbesondere in der Autoindustrie sowohl bei Metall-Effektlackierungen als auch neuerdings verstärkt bei Perlglanz-Effektlackierungen eingesetzt. Während metallische Effektpigmente ein sehr hohes Deckvermögen aufweisen und daher schon bei einer Schichtdicke von etwa 15 µm den Untergrund vollständig abdecken, weisen Perlglanzpigmente eine hohe Transparenz auf und lassen einen gewissen Anteil des einfallenden Lichtes passieren.Multi-layer coatings are known and in particular in the automotive industry both with metal effect paints and recently also increased in pearlescent effect paints used. While metallic effect pigments are very high Have opacity and therefore already with a layer thickness of about 15 µm completely cover the surface Pearlescent pigments have a high transparency and leave you pass a certain proportion of the incident light.
Beschichtungen mit Perlglanzpigmenten werden daher im wesent lichen nach zwei verschiedenen Verfahren praktiziert. In einem Verfahren wird dem das transparente Perlglanzpigment enthaltenden Effektlack ein stark absorbierendes Farbpigment und/oder Metall-Effektpigment zugemischt, wodurch der Unter grund völlig abgedeckt wird. Hierfür kommen jedoch nur dunkle Farbtöne in Frage wie sie von herkömmlichen Metallic-Lacken bekannt sind. Außerdem wird durch diese deckenden bzw. stark absorbierenden Zusätze die Brillanz des Perleffektes deutlich gemindert. Coatings with pearlescent pigments are therefore essential practiced according to two different procedures. In One process is the transparent pearlescent pigment effect paint containing a highly absorbent color pigment and / or metal effect pigment admixed, whereby the sub reason is completely covered. However, only dark ones come for this Color shades in question like those of conventional metallic paints are known. In addition, this will be opaque or strong absorbent additives the brilliance of the pearl effect clearly diminished.
In anderen Verfahren wird die das Perlglanzpigment enthal tende Lackschicht auf eine farbige Grundierungsschicht aufge bracht. Dabei lassen sich sehr brillante Lackierungen in nahezu allen Farbtönen herstellen, wobei durch die Farbe der Grundierungsschicht und die Interferenzfarbe ein reizvoller Farbumschlag erzielt wird.In other processes, the pearlescent pigment is included layer of varnish applied to a colored primer layer brings. Very brilliant paint jobs can be done in produce almost all shades, the color of the Primer layer and the interference color an attractive Color change is achieved.
Lackierungen nach diesem Verfahren sind jedoch nur sehr schwierig durchzuführen und verlangen äußerste Sorgfalt, da auch bei geringen Schichtdickenschwankungen deutliche Hellig keitsunterschiede sichtbar werden. Zudem läßt sich auch bei sorgfältigem Arbeiten kaum eine sogenannte Wolkenbildung, d. h. unscharf begrenzte, schleierartige Helligkeitsunter schiede, vermeiden.However, paintwork using this method is only very good difficult to carry out and require extreme care because Clear brightness even with slight fluctuations in layer thickness differences in differences become visible. It can also be used for careful work hardly a so-called cloud formation, d. H. out of focus, veil-like brightness sub avoid, avoid.
Bisher ist es nicht gelungen im Lacksystem gleichzeitig ein sehr hohes Deckvermögen und einen sehr guten Glanz zu errei chen. Je nach eingesetztem Glimmertyp gelangt man entweder zu mehr deckenden oder mehr glänzenden Lackschichten. Auch Mischungen verschiedener Pigmente auf Basis unterschiedlicher Glimmerfraktionen kommen bezüglich Glanz und Deckvermögen nicht an optimale Produkte, wie z. B. Aluminiumpigmente, die sich durch hohen Glanz und sehr gutes Deckvermögen im Lack system auszeichnen, heran. Aluminiumpigmente haben aber auch entscheidende Nachteile, z. B. bei der Verarbeitbarkeit in Wasserlacksysteme.So far it has not been possible to simultaneously use the paint system very high hiding power and a very good shine chen. Depending on the type of mica used, one either gets to more opaque or more glossy lacquer layers. Also Mixtures of different pigments based on different Mica fractions come in terms of gloss and hiding power not to optimal products, such as B. aluminum pigments high gloss and very good opacity in the paint distinguish system, approach. But aluminum pigments also have decisive disadvantages, e.g. B. in the processability in Water-based paint systems.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Beschichtungsverfahren zu finden, bei dem obengenannte Nachteile nicht auftreten. It was therefore the task of a coating process find the disadvantages mentioned above do not occur.
Diese Aufgabe wurde durch die vorliegende Erfindung gelöst. Es wurde nämlich gefunden, daß wenn man auf ein Substrat hintereinander zwei Pigmentlackformulierungen aufträgt, wobei die erste Lackformulierung ein gut deckendes Pigment enthält und die zweite ein sehr gut glänzendes Pigment, man Lack schichten erhält, die sowohl ein sehr hohes Deckvermögen als auch einen hohen Glanz aufweisen.This object has been achieved by the present invention. It was found that when you put on a substrate applies two pigment lacquer formulations in succession, wherein the first paint formulation contains a well-covering pigment and the second a very shiny pigment, you paint receives layers that have both a very high hiding power as well also have a high gloss.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Be schichten von Substratmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Substrat zunächst eine Pigmentlackformulierung appliziert wird enthaltend Pigmente mit einer Korngröße < 20 µm und darauf eine Pigmentlackformulierung enthaltend Pigmente mit einer Korngröße von 20-50 µm und gegebenenfalls zusätzlich mindestens eine Klarlackschicht aufgebracht wird.The invention therefore relates to a method for loading layers of substrate materials, characterized in that first a pigment coating formulation on the substrate is applied containing pigments with a grain size <20 µm and containing a pigment coating formulation Pigments with a grain size of 20-50 microns and optionally additionally at least one clear coat is applied.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige Sub strate beispielsweise Metalle, wie Eisen, Stahl, Aluminium, Kupfer, Bronze, Messing sowie Metallfolien, aber auch andere metallüberzogene Oberflächen wie Glas, Keramik und Beton, als auch Holz z. B. Möbel, Ton, Papier, Verpackungsmaterialien, z. B. Kunststoffbehälter, Folien oder Pappen, oder andere Materialien zu dekorativen und/oder schützenden Zwecken beschichtet werden.Any sub strate for example metals, such as iron, steel, aluminum, Copper, bronze, brass and metal foils, but also others metal-coated surfaces such as glass, ceramic and concrete, as also wood z. B. furniture, clay, paper, packaging materials, e.g. B. plastic containers, foils or cardboards, or others Materials for decorative and / or protective purposes be coated.
Zur Beschichtung können alle üblichen Lacksysteme eingesetzt werden, wobei unter Lacksystem hier alle Lösungsmittel-/Bin demittel-Systeme oder auch lösungsmittelfreie Bindemittel systeme verstanden werden, mit denen durch physikalische oder chemische Methoden, z. B. Trocknen bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen bis zu etwa 200°C, chemische oder durch Strahlung, z. B. UV-Strahlung, induzierte Vernetzung und/oder Polymerisation sowie andere übliche Behandlungsmethoden glatte, feste, glänzende und gut haftende Filme gebildet werden können.All conventional coating systems can be used for coating are, with all solvent / bin detergent systems or solvent-free binders systems are understood with which by physical or chemical methods, e.g. B. drying at room temperature or elevated temperatures up to about 200 ° C, chemical or by Radiation, e.g. B. UV radiation, induced crosslinking and / or Polymerization and other common treatment methods smooth, firm, shiny and well adhering films are formed can be.
Als Bindemittel können dabei zum Beispiel Naturharze, z. B. Kolophonium, Dammar, Kopale und Schellack, Bindemittel auf Basis trockener, pflanzlicher und tierischer Öle, Cellulose ester, Kondensationsharze mit Formaldehyd, Polyester, Poly amide, Polyvinylharze, Acryl- und Methacrylharze, Poly urethane und Epoxidharze sowie auch anorganische Filmbildner, z. B. Silicone und Silicate eingesetzt werden.Natural resins, for. B. Rosin, damar, copale and shellac, binders Basis of dry, vegetable and animal oils, cellulose esters, condensation resins with formaldehyde, polyester, poly amides, polyvinyl resins, acrylic and methacrylic resins, poly urethanes and epoxy resins as well as inorganic film formers, e.g. B. silicones and silicates can be used.
Eine Übersicht über geeignete Bindemittel findet sich bei spielsweise in H. Kittel - Lehrbuch der Lacke und Beschich tungen, Band I, Teil 1, 2 und 3 sowie Karsten - Lackrohstoff tabellen, 9. Auflage, S. 55-558.An overview of suitable binders can be found at for example in H. Kittel - Textbook of paints and coatings tions, Volume I, Parts 1, 2 and 3 as well as Karsten - lacquer raw material tables, 9th edition, pp. 55-558.
Je nach dem zu beschichtenden Substrat und dem Verwendungs zweck kann der Fachmann aufgrund seines Fachwissens ein geeignetes Bindemittel auswählen.Depending on the substrate to be coated and the application The specialist can use this on the basis of his specialist knowledge select a suitable binder.
Diese Bindemittel werden in der Regel zusammen mit organi schen Lösungsmitteln, z. B. aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, Terpenen, Chlorkohlenwasserstoffen, Alkoholen, Ketonen, Estern, Ethern und Glykolethern, oder auch in wäßriger Dispersion eingesetzt, wobei sowohl soge nannte low solid - <10%-30% Festkörper), medium solid - (30-60% Festkörper) als auch high solid (60-80% Festkörper) Formulierungen zur Anwendung kommen. Die angegebenen Festkörpergehalte können jedoch auch über- oder unter schritten werden, wobei Formulierungen bis zu 100% Festkörper möglich sind.These binders are usually used together with organi 's solvents, e.g. B. aliphatic or aromatic Hydrocarbons, terpenes, chlorinated hydrocarbons, Alcohols, ketones, esters, ethers and glycol ethers, or also used in aqueous dispersion, both so-called called low solid - <10% -30% solid), medium solid - (30-60% solids) as well as high solid (60-80% solids) Formulations are used. The specified Solid contents can, however, also be over or under steps, whereby formulations up to 100% Solid bodies are possible.
Eine Zusammenstellung von üblicherweise eingesetzten Lösungs mitteln findet sich im Ullmann: Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 16, S. 296-308 sowie H. Kittel: Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, Band III, S. 72-134 und Karsten: Lackrohstofftabellen, 9. Auflage, S. 601-619. Eine Zusammenstellung üblicher Bindemittel/Lösungsmittel- Systeme findet sich auch im US-Patent 4,551,491 und in den europäischen Patentanmeldungen EP 0 473 033 A1 und EP 0 475 108 sowie der darin zitierten Literatur.A compilation of commonly used solutions means can be found in the Ullmann: Encyclopedia of technical Chemistry, 4th edition, volume 16, pp. 296-308 and H. Kittel: Textbook of paints and coatings, Volume III, pp 72-134 and Karsten: Lacquer raw material tables, 9th edition, pp. 601-619. A compilation of common binders / solvents Systems can also be found in U.S. Patent 4,551,491 and in U.S. Pat European patent applications EP 0 473 033 A1 and EP 0 475 108 and the literature cited therein.
Als Basislack werden vorzugsweise Acrylat-Melamin Kombinatio nen gelöst in einem Gemisch von Butylacetat/Xylol verwendet.Acrylate-melamine combinations are preferred as the base coat NEN dissolved in a mixture of butyl acetate / xylene used.
Die Pigmentvolumenkonzentration im Basislack beträgt 8,7%.The pigment volume concentration in the basecoat is 8.7%.
Vorzugsweise werden rußhaltige Pigmente, wie sie z. B. aus den deutschen Patentanmeldungen 25 57 796 und 41 04 846 bekannt sind und Perlglanzpigmente eingesetzt.Carbon black-containing pigments, such as those used for. B. from the German patent applications 25 57 796 and 41 04 846 known and pearlescent pigments are used.
Als Perlglanzpigmente werden bei der erfindungsgemäßen Be schichtung insbesondere mit Metalloxiden beschichtete Glim merschuppenpigmente eingesetzt. Diese Pigmente sind z. B. aus den deutschen Patenten und Patentanmeldungen 14 67 468, 19 59 998, 20 09 566, 22 14 545, 22 15 191, 22 44 298, 23 13 331, 25 22 572, 31 37 808, 31 37 809, 31 51 343, 31 51 354, 31 51 355, 32 11 602, 32 35 017, 33 34 598 und 35 28 256 bekannt.Pearlescent pigments are used in the Be Layering in particular Glim coated with metal oxides scale scales used. These pigments are e.g. B. from German patents and patent applications 14 67 468, 19 59 998, 20 09 566, 22 14 545, 22 15 191, 22 44 298, 23 13 331, 25 22 572, 31 37 808, 31 37 809, 31 51 343, 31 51 354, 31 51 355, 32 11 602, 32 35 017, 33 34 598 and 35 28 256 known.
Wesentlicher Bestandteil der Pigmentlackformulierungen ist das Pigment, das in einer Menge von etwa 2 bis 6 Gew.-%, insbesondere 3 bis 5 Gew.-% enthalten ist.An essential part of the pigment coating formulations is the pigment, which is present in an amount of about 2 to 6% by weight, in particular 3 to 5 wt .-% is included.
Im folgenden wird das Verfahren eingehend beschrieben. Im ersten Schritt wird eine Pigmentlackformulierung enthaltend ein sehr gut deckendes Pigment, welches eine Korngröße < 20 µm aufweist, in einer Dicke von 10 bis 20 µm, vorzugs weise 13 bis 17 µm auf das zu beschichtende Substratmaterial nach einem gängigen Lackierungsverfahren wie z. B. Elektro statikspritzen, Pinseln, Tauchern appliziert, so daß die Substratoberfläche vollständig abgedeckt ist. Als anzuwenden des Lackierungsverfahren wird der Druckluftspritztechnik der Vorzug gegeben. Nach einer kurzen Zwischenablüftzeit von wenigen Minuten um die erste pigmenthaltige Lackschicht anzutrocknen erfolgt das Aufbringen der zweiten Lackschicht, die sehr gut glänzende Pigmente mit einer Korngröße von 20-50 µm enthält. Die zweite Lackschicht weist eine Dicke von etwa 10 bis 20 µm, bevorzugt 13 bis 17 µm auf. Der verwendete Lack kann bei beiden Lackschichten gleich oder verschieden sein. Ebenso können die beiden Lackschichten gleiche oder verschiedene Pigmente enthalten, die sich allerdings in den Korngrößen unterscheiden müssen. Abschließend erfolgt zumeist die Applikation einer Klarlackschicht z. B. Wasserlack, Pul verlack zur Verbesserung der Oberflächenqualität, wodurch in der Regel noch eine Verbesserung sowohl des Aussehens als auch der Haltbarkeit der Gesamtlackierung erzielt wird. Die aufgebrachte Klarlackschicht weist eine Dicke von 20 bis 50 µm, vorzugsweise von 20 bis 40 µm auf. Der transparente Schlußlack ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Wenn es das Bindemittelsystem (Basislack) zuläßt, kann auf den Schlußlack verzichtet werden.The procedure is described in detail below. in the The first step is to contain a pigment coating formulation a very good covering pigment, which has a grain size <20 microns, preferably in a thickness of 10 to 20 microns as 13 to 17 microns on the substrate material to be coated after a common painting process such. B. Electro static syringes, brushes, divers applied so that the Substrate surface is completely covered. As to apply of the painting process is the compressed air spray technology of Preferred. After a short flash-off time of a few minutes around the first layer of pigmented paint the second coat of paint is applied to dry, the very shiny pigments with a grain size of Contains 20-50 µm. The second lacquer layer has a thickness of about 10 to 20 µm, preferably 13 to 17 µm. The one used Lacquer can be the same or different for both layers of paint his. Likewise, the two layers of paint can be the same or contain various pigments, which, however, can be found in the Differentiate grain sizes. In the end, it mostly takes place the application of a clear coat z. B. water-based paint, Pul varnish to improve the surface quality, which in usually still an improvement in both appearance and the durability of the overall finish is also achieved. The applied clear lacquer layer has a thickness of 20 to 50 µm, preferably from 20 to 40 microns. The transparent one Final varnish is not absolutely necessary. If it is Binder system (basecoat) allows on the top coat to be dispensed with.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen:The following examples are intended to illustrate the invention without to limit them:
100 g Glimmer der Teilchengröße 5-20 µm werden in 2 l VE-Wasser suspendiert und auf 75°C erhitzt. Innerhalb von 20 Minuten wird eine 0,09 molare SnCl4-Lösung (2,99 g SnCl4 × 5 H2O in 75 ml H2O und 7,5 ml 5%ige HCl) hinzudo siert. Nach beendeter Zugabe wird zur Vervollständigung der Fällungsreaktion 10 Minuten nachgerührt. Anschließend werden 150 ml einer wäßrigen TiCl4-Lösung (385 g TiCl4/l H2O) und eine Rußdispersion (4,66 g Derussol A und 8,12 g Derussol A N1-16/1 (Fa. Degussa) in 150 ml VE-Wasser) innerhalb 1 h gleichzeitig, aber getrennt zur Reaktions mischung gegeben.100 g of mica with a particle size of 5-20 µm are suspended in 2 l of demineralized water and heated to 75 ° C. A 0.09 molar SnCl 4 solution (2.99 g SnCl 4 × 5 H 2 O in 75 ml H 2 O and 7.5 ml 5% HCl) is added within 20 minutes. After the addition has ended, the mixture is stirred for 10 minutes to complete the precipitation reaction. 150 ml of an aqueous TiCl 4 solution (385 g TiCl 4 / l H 2 O) and a carbon black dispersion (4.66 g Derussol A and 8.12 g Derussol A N1-16 / 1 (Degussa)) are then mixed in 150 ml deionized water) added simultaneously to the reaction mixture within 1 h, but separately.
Der pH-Wert wird während der Zugabe mit 32%iger NaOH- Lösung auf 1,8 konstant gehalten. Nach vollständiger Zugabe der Rußdispersion und der TiCl4-Lösung werden weitere 100 ml TiCl4-Lösung zu dem Reaktionsgemisch getropft. The pH is kept constant at 1.8 during the addition with 32% NaOH solution. After complete addition of the carbon black dispersion and the TiCl 4 solution further 100 ml of TiCl 4 solution to the reaction mixture dropwise.
Danach wird weitere TiCl4-Lösung und eine Silan-Lösung (3 g Z 6020 der Fa. Dow Corning in 150 ml H2O) gleich zeitig aber separat zudosiert. Nach Erreichen des gewünschten Silberfarbtons, wird die Zugabe der TiCl4- Lösung (gesamt ∼380 ml) beendet. Anschließend wird 0,5 h nachgerührt. Man läßt die Pigmentsuspension absitzen, und nach ca. 1,5 h wird die überstehende Lösung abgesaugt. Zuletzt wird das Pigment mit Wasser gewaschen und 16 h bei 120°C getrocknet.Then another TiCl 4 solution and a silane solution (3 g Z 6020 from Dow Corning in 150 ml H 2 O) are metered in simultaneously but separately. After reaching the desired silver color, the addition of the TiCl 4 solution (total ∼380 ml) is ended. The mixture is then stirred for 0.5 h. The pigment suspension is allowed to settle, and after about 1.5 h the supernatant solution is suctioned off. Finally, the pigment is washed with water and dried at 120 ° C. for 16 h.
Das rußhaltige Pigment 1B wird analog Beispiel a) synthe tisiert, aber mit Glimmer der Teilchengröße 10-50 µm.The carbon black pigment 1B is synthesized analogously to Example a) tized, but with mica of particle size 10-50 microns.
Auf ein hellgrundiertes Blech wird mittels Druckluft spritzen ein Basislack auf Basis von Acrylat/Melamin gelöst in einem Butylacetat/Xylol-Gemisch, der 5 Gew.-% des Pigments 1A enthält, appliziert. Nach 60 Sekunden Ablüftzeit erfolgt die Auftragung der zweiten Pigment lackformulierung. Hierbei wird Pigment 1B im gleichen Lacksystem wie bei der ersten Pigmentlackformulierung aufgetragen. Der Anteil des Pigments in der zweiten Lackformulierung beträgt hierbei 5 Gew.-%. Zuletzt wird ein Klarlack auf Basis Acrylat, mit Isocyanat aus gehärtet, appliziert.Compressed air is applied to a lightly primed sheet spray a basecoat based on acrylate / melamine dissolved in a butyl acetate / xylene mixture containing 5% by weight of pigment 1A contains, applied. After 60 seconds The second pigment is applied after the flash-off time paint formulation. Here, pigment 1B is the same Coating system as with the first pigment coating formulation applied. The percentage of pigment in the second The paint formulation here is 5% by weight. Last will a clear lacquer based on acrylate, with isocyanate hardened, applied.
Man erhält eine gut deckende und glänzende Beschichtung. A well covering and glossy coating is obtained.
Das Pigment 2A wird analog Beispiel 2a) (Pigment 1A) synthetisiert, aber ohne Zugabe von Rußdispersion und Silan-Lösung. Die TiCl4-Lösung wird dabei ohne Unter brechung zudosiert.Pigment 2A is synthesized analogously to example 2a) (pigment 1A), but without the addition of carbon black dispersion and silane solution. The TiCl 4 solution is metered in without interruption.
Das Pigment 2B wird analog Beispiel 2a) synthetisiert, aber mit Glimmer der Teilchengröße 10-50 µm.The pigment 2B is synthesized analogously to example 2a), but with mica with a particle size of 10-50 µm.
Die Pigmentlackformulierung wird analog Beispiel 1c) vorgenommen und appliziert.The pigment coating formulation is analogous to Example 1c) made and applied.
Claims (5)
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