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Die Erfindung betrifft die Verwendung
eines Beschichtungsmittels auf der Basis von thermoplastischen und
elastischen Polyamidharzen zum Beschichten von Oberflächen.
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Beschichtungsmittel auf der Basis
von Polyamidharzen sind prinzipiell bekannt.
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Aus
DE 200 01 475 U1 ist ein Mittel zum Beschichten
von Oberflächen
strangförmiger
Profile beschrieben, welches auf der Basis von thermoplastischen
Polyamidharzen und ggf. weiteren Zusatzstoffen aufgebaut ist.
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Nachteilig ist es hierbei, dass derartige
Beschichtungen eine schlechte Hygroskopizität aufweisen und zudem gelegentlich
ggf. ein schlechtes Haftvermögen
bei Druck, Schlag oder reibenden Behandlungen auffällig ist.
Besonders beim Einsatz derartig beschichteter Profile als holzgefasste
Stifte, zum Zwecke der Aquarell-Technik sind Berührungen der Stiftoberfläche und
der nicht beschichteten Partien des Stiftes mit Wasser nicht zu
Vermeiden.
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Versuche haben gezeigt, dass mit
Beschichtungen nach dem Stand der Technik überzogene Gegenstände im sogenannten „Wasserglastest"
bereits nach kurzer Zeit Rissbildungen zeigen, größere Risse
bilden und ein anschließendes
Abplatzen ganzer Plättchen
des Beschichtungsmittels zu beobachten ist. Bei diesem Wasserglastest
werden Stifte dessen Enden keine Tauchkappen aufweisen, d.h. an
deren Enden unlackiertes Holz frei liegt, in ein mit Wasser befülltes Glas
gestellt und eine Veränderung
der Beschichtung über
längere Zeit
beobachtet.
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Die Verwendung von heißschmelzbaren
Polyamidharzen wird in den Schriften
JP
52-41027 und
DE-OS
22 34 737 beschrieben. Die dabei verwendeten Polyamidharze
zeigen, die bei den bekannten Polyamidharzen üblicherweise auftretenden Nachteile
wie Hygroskopizität
und schlechtes Haftvermögen.
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Aufgrund dieser vorliegenden Mängel sind
Versuche bekannt, die Schmelze der bekannten Beschichtungsmittel
elastischer und geschmeidiger einzustellen, um einer Rissbildung,
die nach Wassereinwirkung entstehen kann, entgegenzuwirken. Es wurde
jedoch erkannt, dass auf diesem Weg keine signifikante Verbesserung
der Wasserfestigkeit erreicht werden konnte.
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Als weiterer Versuch eine wasserfeste
Beschichtung zu . erhalten, wurde die Viskosität des eingesetzten Schmelzlackes
oder der Schmelzbeschichtung erniedrigt. Jedoch auch auf diese Weise
konnte keine Verbesserung der Wasserfestigkeit erreicht werden.
Hier ergaben sich zudem Verarbeitungsprobleme durch die erniedrigte
Viskosität.
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Ergänzend soll noch auf die Druckschriften
EP 0 073 036 A1 ,
EP 0 728 812 A1 und
US 5 391 640 hingewiesen
werden, welche verschiedenartige Mischungen von thermoplastischen
Formmassen auf Polyamidbasis beschreiben, die als Formmassen eingesetzt
werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde ein Mittel für
Beschichtungen der Oberflächen
von Schreib-, Zeichen- oder
Malgeräten,
insbesondere zu Beschichtung holzgefasster Stifte zu schaffen, die
die genannten Nachteile nicht aufweist, die insbesondere keine starke
Hygroskopizität
aufweist und die bei Berührung
oder Behandlung mit Wasser besser beständig ist, nicht so sehr abplatzt
und/oder kaum zur Rissbildung neigt. So behandelte Stifte sollen
damit auch langzeitig hochwertig und ansehnlich bleibt. Weiter soll
die Beschichtung eine gute Haftfähigkeit
sowie eine hohe Deckkraft aufweisen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch
die in den Ansprüchen
1 und 2 erfassten Merkmale.
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Ein derartiges Beschichtungsmittel
wird vorschlagsgemäß durch
spezielle Zusammensetzungen bzw. Mischungen und Konzentrationen
der Einzelkomponenten erreicht, wodurch die Beschichtungsmasse auch spröder eingestellt
werden kann.
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Das vorschlagsgemäße verwendete Bindemittel setzt
sich im wesentlichen aus elastischen thermoplastischen Polyamidharzen,
sowie spröden
Polyamidharzen, die eine sehr gute Haftfähigkeit gegenüber Holz aufweisen
und ggf. aus einem ungesättigten
Polyesterharz zusammen.
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Die spröden Polyamidharze sind vorzugsweise
Kondensationsprodukte aus Mono-, Di- und polyfunktionellen Aminen
mit mono-, di- und polybasischen Fettsäuren. Die Art und Mengen der
verbleibenden Fettsäuren
der Polyamidharze sind für
die sehr gute Haftfähigkeit
auf Holzoberflächen
verantwortlich. Die erfindungsgemäßen mit zu verwendeten Polyamide
besitzen im Vergleich zu 6 oder 12 Polyamid ein sehr niedriges Molekulargewicht
und einen niedrigen Schmelzpunkt, sowie eine niedrige Schmelzviskosität. Es hat
sich in Versuchen gezeigt, dass derartige thermoplastische Polyamidharze
eine gute Kompatibilität
mit Polyesterharzen aufweisen.
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Sowohl Polyamidharze als auch die
eingesetzten Polyesterharze besitzen eine gute Dispergierfähigkeit.
Dies ist insbesondere von Vorteil, da in der Beschichtung häufig organische
und anorganische Pigmente sowie Füllstoffe eingesetzt werden.
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Vorteile durch die sprödere Einstellung
des Beschichtungsmittels resultieren in einer signifikanten Verbesserung
der Wasserfestigkeit und einer verbesserten Haftung bzw. in der
Erhöhung
des Haftvermögens
auf den benetzen Oberflächen,
wie z.B. auf Hölzern,
wie sie in der Produktion holzgefasster Stifte üblicherweise eingesetzt werden.
Die sprödere
Oberfläche
vermindert ein Abplatzen ganzer Lackbahnen und Risse treten – wenn überhaupt – nur punktuell
auf.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, Beschichtungsmittel
auf der Basis von elastischen Polyamidharzen mit Anteilen von sprödem Polyamid
und/oder ungesättigten
Polyesterharzen zu versetzen um die auf der Hand liegenden Nachteile
von Beschichtungen gemäß dem Stand der
Technik auszuschalten oder solche Beschichtungen signifikant zu
verbessern.
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Wie durch das vorgeschlagene Beschichtungsmittel
eine verbesserte Wasserfestigkeit erreicht wird soll anhand einiger
Versuche gezeigt werden.
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Versuch 1, Beschichtet wurden
die Holzarten Pappel, Jelutong, Kiefer, Zeder und Basswood, indem die
Schmelze eines vorgeschlagenen Beschichtungsmittels in den Trichter
einer Beschichtungsanlage gemäß 1 eingefüllt wurde. 1 zeigt ein Verfahren zum Aufbringen
des vorgeschlagenen Beschichtungsmittels auf ein langgestrecktes
Profil, wie beispielsweise auf holzgefasste Schreibgeräte. In einem
beheizten Behälter 1 liegt
ein Polymer in geschmolzener Form 2 vor. Durch diese Schmelze
tritt ein strangförmiges
Profil 3 hindurch, wobei an den Ein- und Austrittsöffnungen
des Behälters 1 Gummidüsen 4, 4' angeordnet
sind, welche die Geometrie des zu beschichtenden strangförmigen Profils 3 aufweisen.
Die Abmessung der Gummidüse 4' in
der Austrittsöffnung
ist dabei um die zu erzeugende Schichtstärke größer dimensioniert bzw. ausgebildet.
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Durch die Flexibilität der Gummidüse 4',
ist diese in der Lage als Rakel für eine bestimmte zu erzeugende
Schichtstärke
des beschichteten Profils 3' zu wirken.
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Nach diesem Verfahren können neben
Stiften, die in endloser Reihe, Stoß an Stoß, hindurch geschoben werden,
aber auch vor allem auch endlose Profile, die z.B. extrudierte Stifte
oder Stangen, beschichtet werden Die in Versuch 1 eingesetzte Beschichtungsrezeptur
setzt sich aus 62 Gew.% eines Beschichtungsmittels auf der Basis
von elastischem Polyamidharz gemäß dem Stand
der Technik und zusätzlich
38 Gew.% eines ungesättigten
Polyesterharzes zusammen.
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Versuch 2, Hier wurden identisch
wie im Versuch 1, Hölzer
in der Vorrichtung gemäß 1 beschichtet.
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In diesem Versuch wurden zu 62 Gew.%
eines Beschichtungsmittel auf der Basis von elastischem Polyamid
nach dem Stand der Technik zusätzlich
19 Gew.% ungesättigtes
Polyesterharz und 19a Gew. sprödes Polyamidharz
beigemischt.
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Nach abgeschlossener Beschichtung
konnte die Wasserfestigkeit der beschichteten Hölzer mittels Wasserglastest überprüft werden.
Die Stifte wurden dazu in Wasser eingetaucht, wobei die Eintauchlänge 6 cm
und die Eintauchdauer 10 min betrug. Gemessen wurden die Länge der
Beschichtung die sich nach der Entnahme der Einzelnen Proben aus
dem Wasserglas ablösen
ließ.
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Tabellarisch ist nachfolgend das
Versuchsergebnis dargestellt.
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Wie aus der Ergebnistabelle gut zu
erkennen ist, ist das schlechteste Ergebnis mit dem Beschichtungsmittel
nach dem Stand der Technik zu verzeichnen. Hier lassen sich nach
10 Min bereits 40 – 50
mm der Beschichtung vom Holz entfernen. Weiter war festzustellen,
dass durch den. Einsatz modifizierter Beschichtungsrezepturen gemäß Versuch
1 und 2 die Wasserfestigkeit um etwa 50 % bzw. bis 70 % verbessert
wurde.
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Versuch 3: In einem weiteren Versuch
wurde die „maximale
Standzeit" der einzelnen Hölzer
mit den entsprechenden Beschichtungen ermittelt, indem die Zeit
gemessen wurde, in der sich ein Stift im Wasserglas befindet, bei
einer Eintauchtiefen von 6 cm, bis ein deutliches Abplatzen von
30 mm der Beschichtung erfolgt.
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Dieser Versuch wurde nach 11 Stunden
abgebrochen, da sich bei einigen Stiften die Leimfuge geöffnet hat,
ohne dass die Oberfläche
abplatzte. Tabellarische
Ergebnisdarstellung zum Versuch „Standzeit":
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Hierbei ist ebenfalls deutlich zu
erkennen, dass mit den Rezepturen aus den Versuchen 1 und 2 die Wasserfestigkeit
signifikant verbessert wird.
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Es hat sich in weiteren Versuchen
gezeigt, dass durch eine geeignete Auswahl von Beschichtungsmittel
und zu beschichtender Holzart optimale Kombinationen gefunden werden
können.
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Es wurde zudem festgestellt, dass
durch eine sprödere
Einstellung des Mittels eine Beschichtung gebildet werden kann,
die gegen Wassereinwirkung nahezu resistent ist. Auch bei längerem Kontakt
mit Wasser erfolgte keine Rissbildung und kein Einreißen der
Beschichtung, so dass diese auch nicht mehr in Bahnen abgezogen
werden konnte.
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Weiterhin hat es sich herausgestellt,
das ungeglättete
Hölzer
gegenüber
geglätteten
Hölzern,
wie beispielsweise Pappel, bei gleicher Rezeptur des Beschichtungsmittels
eine schlechtere Wasserfestigkeit aufweisen.
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Das vorgeschlagene Beschichtungsmittel,
welches mit dem eingangs beschriebenen Verfahren verarbeitet wird,
schrumpft nach der Beschichtung von Oberflächen praktisch nicht, die Poren
werden insgesamt gleichmäßig gefüllt und
die Oberfläche
wird gut versiegelt.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand
einer Rahmenrezeptur und einiger Rezepturbeispiele zum vorgeschlagenen
Beschichtungsmittel näher
erläutert
werden. Rahmenbeispiel:
| elastisches
Harz (EH) | 30
bis 70 Gew.% |
| sprödes Harz
(SH) | 0
bis 30 Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 10
bis 45 Gew.% |
| Farbmittel
(FM) | 7
bis 20 Gew.% |
| Füllstoffe
(FS) | 0
bis 10 Gew.% |
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Übersteigt
der Gehalt von sprödem
Harz 30 Gew. %, so ist eine kritische obere Grenze der Viskosität erreicht. Rezepturbeispiel
1 – Farbe
gelb
| elastisches
Harz (EH) | 47
Gew.% |
| sprödes Harz
(SH) | 16
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 16
Gew.% |
| Pigmentgelb
191 (FM) | 11
Gew.% |
| Titandioxid
(FS) | 10
Gew.% |
Rezepturbeispiel
2 – Farbe
orange
| elastisches
Polyamidharz (EH) | 47
Gew.% |
| sprödes Polyamidharz
(SH) | 17
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 15
Gew.% |
| Pigmentorange
64 (FM) | 6
Gew.% |
| Pigmentgelb
191(FM) | 8
Gew.% |
| Pigmentrot
122 (FM) | 1
Gew.% |
| Titandioxid
(FS) | 6
Gew.% |
Rezepturbeispiel
3 – Farbe
rot
| elastisches
Harz (EH) | 44,6
Gew.% |
| sprödes Polyamidharz
(SH) | 15,7
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 15,7
Gew.% |
| Pigmentgelb
191 (FM) | 15,7
Gew.% |
| Pigmentrot
178 (FM) | 5,7
Gew.% |
| Titandioxid
(FS) | 2,6
Gew.% |
Rezepturbeispiel
4 – Farbe
himbeerrot
| elastisches
Polyamidharz (EH) | 53
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 30
Gew.% |
| Refaminrot
(FM) | 9,5
Gew.% |
| Titandioxid
(FS) | 7,5
Gew.% |
Rezepturbeispiel
5 – Farbe
blau
| elastisches
Harz (EH) | 43,9
Gew.% |
| sprödes Harz
(SH) | 15,5
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 15,5
Gew.% |
| Pigmentblau
29 (FM) | 18,1
Gew.% |
| Pigmentviolett
23 (FM) | 0,6
Gew.% |
| Pigmentblau
15:3 (FM) | 1,8
Gew.% |
| Titandioxid
(FS) | 4,6
Gew.% |
Rezepturbeispiel
6 – Farbe
hellblau
| elastisches
Harz (EH) | 52,0
Gew.% |
| sprödes Harz
(SH) | 18,3
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 18,3
Gew.% |
| Pigmentgrün 7 (FM) | 1,0
Gew.% |
| Pigmentblau
15:3 (FM) | 2,8
Gew.% |
| Titandioxid
(FS) | 7,6
Gew.% |
Rezepturbeispiel
7 – Farbe
hellgrün
| elastisches
Harz (EH) | 48,9
Gew.% |
| sprödes Polyamid
Harz (SH) | 17,3
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 17,3
Gew.% |
| Pigmentgrün 7 (FM) | 0,7
Gew.% |
| Pigmentgelb
191 (FM) | 7,2
Gew.% |
| Titandioxid
(FS) | 8,6
Gew.% |
Rezepturbeispiel
8 – Farbe
grün
| elastisches
Harz (EH) | 47
Gew.% |
| sprödes Polyamid
Harz (SH) | 16
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 16
Gew.% |
| Renolgrün (FM) | 9
Gew.% |
| Pigmentgelb
191 (FM) | 6
Gew.% |
| Titandioxid
(FS) | 6
Gew.% |
Rezepturbeispiel
9 – Farbe
hellbraun
| elastisches
Harz (EH) | 31
Gew.% |
| sprödes Harz
(SH) | 7
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 43
Gew.% |
| Pigmentorange
64 (FM) | 7
Gew.% |
| Pigmentgelb
191 (FM) | 8
Gew.% |
| Pigmentrot
178 (FM) | 2
Gew.% |
| Pigmentschwarz
P (FM) | 0,5
Gew.% |
| Titandioxid
(FS) | 1,5
Gew.% |
Rezepturbeispiel
10 – Farbe
schwarz
| elastisches
Harz (EH) 5 | 65
Gew.% |
| sprödes Harz
(SH) | 17
Gew.% |
| ungesättigtes
Polyesterharz (HH) | 11
Gew.% |
| Refaminviolett
(FM) | 7
Gew.% |
| Pigmentschwarz
P (FM) | 7,8
Gew.% |
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Die in der Beschichtungsmasse eingesetzten
Farbmittel sind vorzugsweise organische und/oder anorganische Pigmente,
wobei die Pigmente in der Regel als fein dispergierte Pigmentpulver
oder als Pigmentpräparationen
vorliegen.
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Des weiteren kann das Beschichtungsmittel
Füllstoffe
aufweisen, die je nach dem auch als Farbmittel wirken. Als ein Beispiel
für Füllstoffe
sei Titanoxid genannt.
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Als Harze sollen insbesondere Polyamide
und Polyester Anwendung finden, die z.B. entweder vorgemischt und
granuliert vorliegen oder getrennt in den Behälter 1 eingebracht und vermischt
werden, bevor die Gesamtmasse vor dem Beschichten insgesamt erhitzt
und geschmolzen wird.
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Das Beschichtungsmittel ist auf der
Basis von thermoplastischen und elastischen Polyamidharzen sowie
ggf.
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Farbmitteln, Füllstoffen und/oder weiteren
Zusatzstoffen aufgebaut und beinhaltet zusätzlich ein sprödes Polyamidharz
und/oder ein Polyesterharz.
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Das spröde Polyamidharz ist ein Kondensationsprodukt
aus Mono-, Di- oder polyfunktionellen Aminen mit mono-, di- oder
polybasischen Fettsäuren.
Das Polyesterharz ist ein ungesättigtes
Polyesterharz und ein Haftharz.
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Als Zusatzstoffe sind organische
und anorganische Pigmente sowie ggf. Füllstoffe zugesetzt.
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Das Beschichtungsmittel wird zur
Beschichtung von Schreib-, Zeichen- oder Malgeräten, insbesondere zur Beschichtung
holzgefasster Stifte eingesetzt.
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Die Beschichtung kann auch zum Beschichten
von strangförmigen
Profilen, extrudierten Profilen und flächigen Gegenständen, wie
Platten verwendet werden.
