DE3524831C2

DE3524831C2 -

Info

Publication number: DE3524831C2
Application number: DE3524831A
Authority: DE
Inventors: Akira Hiratsuka Kanagawa Jp Kasari
Original assignee: KANSAI PAINT CO Ltd AMAGASAKI HYOGO JP
Current assignee: KANSAI PAINT CO Ltd AMAGASAKI HYOGO JP
Priority date: 1984-07-11
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1989-08-31
Also published as: DE3524831A1; JPH0342944B2; JPS6121761A; US4781949A

Description

Die Erfindung betrifft ein Metallic-Lackierverfahren unter Verwendung eines hitzehärtenden Metallic-Lackes mit hohem Feststoffgehalt.

Metallic-Lackierungen glitzern bei der Reflexion von Lichtstrahlen, die auf das in der Beschichtung enthaltene Metallic- Schuppenpigment treffen, und haben ein einzigartiges Aussehen, nämlich durchscheinend bei tiefem Farbton der Beschichtung. Derartige Metallic-Lackierungen werden vielfach für die Außenlackierung von Autos, Motorrädern und dergleichen angewandt.

Metallic-Lackierungen werden nach verschiedenen Methoden hergestellt, bei denen ein Metallic-Lack, der ein Schuppenpigment enthält, auf den zu lackierenden Gegenstand aufgebracht wird. Bekannt sind z. B. (i) Verfahren, bei denen man einen Metallic-Lack aufträgt und thermisch härtet, d. h. Verfahren mit einer Lackierstufe und einer Einbrennstufe; (ii) Verfahren, bei denen man einen Metallic-Lack aufbringt und thermisch härtet, worauf ein Klarlack aufgebracht und thermisch gehärtet wird, d. h. Verfahren mit zwei Lackierstufen und zwei Einbrennstufen; (iii) Verfahren, bei denen ein Metallic-Lack und ein Klarlack nacheinander aufgebracht und die beiden Schichten gleichzeitig thermisch gehärtet werden, d. h. Verfahren mit zwei Lackierstufen und einer Einbrennstufe; und (iv) Verfahren, bei denen ein Klarlack auf zwei Schichten, die nach dem System mit zwei Lackierstufen und einer Einbrennstufe hergestellt worden sind, aufgetragen und thermisch gehärtet wird, d. h. Verfahren mit drei Lackierstufen und zwei Einbrennstufen. Von diesen Methoden wird das 2-Lackier-1- Einbrenn-System aufgrund verschiedener Faktoren, z. B. der Anzahl von Lackierstufen, dem Aussehen und den Eigenschaften der Metallic-Lackierung am meisten angewandt.

Metallic-Lackierungen, die einen gleichmäßigen metallähnlichen Effekt frei von Sprenkelungen der simulierten Metalltextur ergeben und Spiegelglanz (engl. "distinctness- of-image gloss) aufweisen, entstehen vermutlich dadurch, daß sich das Metallic-Schuppenpigment parallel zur Überzugsoberfläche orientiert und gleichförmig und regelmäßig über die gesamte Überzugsoberfläche verteilt und die Metallic-Lackierung außerordentliche Oberflächenglätte aufweist. Zur Erzielung dieser Eigenschaften verwendet man vorzugsweise einen Metallic-Lack mit hoher Viskosität nach dem Auftrag, um ein Fließen des Metallic-Schuppenpigments zu verhindern, der einen Überzug mit stark unterschiedlicher Dicke unmittelbar nach dem Auftrag bzw. nach dem Härten ergibt. Hierdurch wird die gleichförmige und regelmäßige Orientierung des Pigments parallel zur Überzugsoberfläche und über die gesamte Überzugsoberfläche erleichtert, und die Überzugsoberfläche ist äußerst glatt, so daß eine spiegelglänzende Lackierung frei von Sprenkelungen der simulierten Metalltextur erhalten wird. Zu diesem Zweck verwendet man in herkömmlichen Lackierverfahren Metallic-Lacke, die hochmolekulare Harze und/oder geeignete Additive zur Erhöhung der Viskosität und eine größere Menge an organischem Lösungsmittel enthalten, um einen niedrigen Feststoffgehalt von im allgemeinen nur etwa 20 bis 30 Gewichtsprozent einzustellen. Hierdurch wird eine erheblich unterschiedliche Überzugsdicke unmittelbar nach dem Auftrag bzw. nach dem Härten erhalten.

Eines der wichtigsten Probleme der Lackiertechnik, bei der große Mengen an organischen Lösungsmitteln gehandhabt werden, ist nach wie vor die Luftverschmutzung und die Rohstoffeinsparung. Diese Probleme können behoben werden durch Verwendung von Lacken mit hohem Feststoffgehalt und möglichst niedrigem Gehalt an organischen Lösungsmitteln. Es besteht daher Bedarf für Metallic-Lackiermethoden, in denen Metallic-Lacke mit hohem Feststoffgehalt angewandt werden. Herkömmliche Methoden, in denen Metallic-Lacke mit hohem Feststoffgehalt angewandt werden, ergeben keine zufriedenstellenden Metallic-Lackierungen. Dies hat seinen Grund darin, daß Metallic-Lacke mit hohem Feststoffgehalt zwar hohe Viskosität aufweisen, jedoch nur eine geringe Dickendifferenz unmittelbar nach dem Auftrag bzw. nach dem Härten ergeben. Hierdurch kommt es zu einer ungenügenden Orientierung des Metallic-Schuppenpigments in dem Überzug, was zu einer Sprenkelung der simulierten Metalltextur führt, und zu einer weniger glatten Überzugsoberfläche, so daß kein spiegelglänzender Überzug entsteht.

Ziel der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines neuen und verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Metallic- Lackierungen unter Verwendung eines Metallic-Lackes mit hohem Feststoffgehalt, das eine Luftverschmutzung vermeidet, eine Rohstoffersparnis ermöglicht und spiegelglänzende Metallic-Lackierungen frei von Sprenkelungen der simulierten Metalltextur ergibt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Metallic-Lackierverfahren, bei dem man einen hitzehärtenden Lack, der kein Metallic- Schuppenpigment enthält (im folgenden: Nicht-Metallic-Lack), auf einen zu lackierenden Gegenstand aufträgt, auf die erste Schicht einen hitzehärtenden Metallic-Lack zu einer zweiten Schicht aufträgt, auf die zweite Schicht einen hitzehärtenden Klarlack zu einer dritten Schicht aufbringt und den lackierten Gegenstand erhitzt, um die drei Schichten gleichzeitig zu härten, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß für die zweite Schicht ein hitzehärtender Metallic-Lack, der ein Acrylharz enthält und einen Feststoffgehalt von 35 bis 70 Gewichtsprozent aufweist, aufgetragen wird, während die erste Schicht eine Viskosität von 0,3 bis 50 Pa · s bei 20°C hat.

Es wurde gefunden, daß dann, wenn man den Nicht-Metallic-Lack zuerst auf einen zu lackierenden Gegenstand als erste Schicht aufbringt und den hitzehärtenden Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt auf die noch feuchte Oberfläche der ersten Schicht, die eine Viskosität in dem oben genannten Bereich aufweist, aufträgt, das Metallic-Schuppenpigment parallel zur Überzugsoberfläche, gleichförmig und regelmäßig über die gesamte Überzugsoberfläche ohne Fließen des Metallic-Schuppenpigments orientiert wird und die Metallic- Überzugsoberfläche aufgrund der ausgezeichneten Benetzung und Verträglichkeit des Metallic-Lackes mit der Oberfläche der ersten Schicht von spezifischer Viskosität eine verbesserte Glätte aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt somit Überzüge mit einem gleichmäßig metallähnlichen Effekt frei von Sprenkelungen der simulierten Metalltextur und mit verzerrungsfreiem Spiegelglanz. Trägt man den Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt direkt auf den zu lackierenden Gegenstand ohne den Nicht- Metallic-Lack auf, so erfolgt eine unzureichende Orientierung des Metallic-Schuppenpigments, und man erhält keine glatte Oberfläche über den gesamten Überzug. Mit anderen Worten: die erfindungsgemäßen Ziele lassen sich nicht erreichen.

Im folgenden werden die erfindungsgemäß verwendeten Lacke und Auftragmethoden näher erläutert.

(1) Hitzehärtender Lack, der kein Metallic-Schuppenpigment enthält (Nicht-Metallic-Lack)

Der Nicht-Metallic-Lack ist hitzehärtend und frei von Metallic-Schuppenpigment. Er wird dazu verwendet, das in dem anschließend aufgetragenen hitzehärtenden Metallic- Lack mit hohem Feststoffgehalt vorhandene Metallic-Schuppenpigment gleichmäßig parallel zur Überzugsoberfläche zu orientieren und eine glatte Oberfläche des erhaltenen Metallic-Überzugs zu ergeben. Enthält der Nicht-Metallic- Lack Metallic-Schuppenpigment, so weist der mit dem hitzehärtenden Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt hergestellte Überzug einen verschlechterten metallähnlichen Effekt auf.

Der Nicht-Metallic-Lack enthält eine hitzehärtende Harzzusammensetzung und ein organisches Lösungsmittel als Hauptkomponenten sowie gegebenenfalls Additive, z. B. Farbpigmente, Streckpigmente, Viskositätsregler oder die Überzugsoberfläche modifizierende Zusätze. Beispiele für geeignete hitzehärtende Harzzusammensetzungen sind Mischungen aus Grundharzen wie z. B. Alkydharzen, Polyesterharzen, Acrylharzen oder Celluloseharzen mit Vernetzungsmitteln wie z. B. Aminharzen oder Isocyanatharzen (einschließlich solchen von verkappten Isocyanaten). Erfindungsgemäß können die im Stand der Technik bekannten Grundharze und Vernetzungsmittel eingesetzt werden. Der Nicht-Metallic-Lack kann in Form einer organischen Lösung oder einer nicht- wäßrigen Dispersion vorliegen.

Zur Vermeidung einer Luftverschmutzung und zur Rohstoffeinsparnis kann der erfindungsgemäße Nicht-Metallic-Lack einen hohen Feststoffgehalt aufweisen. Vorzugsweise liegt die Feststoffkonzentration im Bereich von etwa 35 bis 70 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 40 bis 60 Gewichtsprozent. Die Umwandlung in einen Lack von hohem Feststoffgehalt kann dadurch erfolgen, daß man die hitzehärtenden Harzzusammensetzungen auf übliche Weise behandelt, z. B. durch Verringern des Molekulargewichts oder der Glasübergangstemperatur des Harzes in der Harzzusammensetzung. Der Nicht-Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt kann z. B. dadurch hergestellt werden, daß man eine hitzehärtende Acrylharzzusammensetzung, die etwa 50 bis 90 Gewichtsprozent Acrylharz (Grundharz) mit einem Molekulargewicht von 5000 bis 20 000 und einer Glasübergangstemperatur von -30 bis 50°C und etwa 10 bis 50 Gewichtsprozent eines alkoholmodifizierten Melaminharzes (Vernetzungsmittel) in einem aromatischen oder aliphatischen organischen Lösungsmittel bis zu einer Feststoffkonzentration innerhalb des oben genannten Bereiches und einer Viskosität von etwa 15 bis 60 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4/20°C) löst oder dispergiert.

Der Nicht-Metallic-Lack kann entweder direkt oder auf die Oberfläche des zu lackierenden Gegenstandes oder auf eine Grundierung aus einem Elektrophoreselack oder auf eine Zwischenschicht über der Grundierung des zu lackierenden Gegenstandes aufgetragen werden. Bevorzugte Auftragvorrichtungen für den Nicht-Metallic-Lack sind Sprühvorrichtungen, die mit oder ohne Druckluft betrieben werden, und elektrostatische Beschichter vom Druckluft- oder Rotationstyp. Der Nicht-Metallic-Lack wird vorzugsweise auf eine Viskosität von etwa 15 bis 60 Sekunden, insbesondere etwa 15 bis 35 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4/20°C) eingestellt. Der erhaltene Überzug hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 2 bis 20 µm, insbesondere etwa 5 bis 15 µm, nach der thermischen Härtung.

Erfindungsgemäß ist es wichtig, den hitzehärtenden Metallic- Lack mit hohem Feststoffgehalt auf den noch feuchten Überzug des Nicht-Metallic-Lackes aufzutragen, während dieser eine Viskosität von etwa 0,3 bis 50 Pa · s, vorzugsweise etwa 0,5 bis 10 Pa · s und insbesondere etwa 1 bis 5 Pa · s bei 20°C aufweist. Trägt man den hitzehärtenden Metallic Lack mit hohem Feststoffgehalt auf einen Überzug mit einer Viskosität von weniger als 0,3 Pa · s auf, so verläuft er, und es erfolgt eine ungleichmäßige Orientierung des Metallic- Schuppenpigments. Auch beim Auftrag des Metallic-Lackes auf einen Überzug mit einer höheren Viskosität als 50 Pa · s wird die Orientierung des Metallic-Schuppenpigments parallel zur Überzugsoberfläche beeinträchtigt, und man erhält eine schlechtere Oberflächenglätte.

Die Viskosität des Nicht-Metallic-Lackes nach dem Auftragen wird erfindungsgemäß dadurch bestimmt, daß man den Nicht- Metallic-Lack nach dem vorstehenden Verfahren (vorzugsweise unter möglichst praxisnahen Bedingungen) auf eine Zinnplatte aufträgt, den Überzug in einer Glasflasche sammelt und die Viskosität bei 20°C und einer Schergeschwindigkeit von 10 s^-1 unter Verwendung eines Viskosimeters vom Kegel- und Plattentyp mißt.

Die Viskosität des Nicht-Metallic-Lackes nach dem Auftrag läßt sich leicht dadurch einstellen, daß man z. B. den Feststoffgehalt des aufzutragenden Nicht-Metallic-Lackes, die Formulierung des Lösungsmittels oder die Lackviskosität ändert. Die Viskosität eines Nicht-Metallic-Lackes, die unmittelbar nach dem Auftrag niedriger ist als der oben angegebene Bereich, kann z. B. dadurch reguliert werden, daß man den Lack bei Raumtemperatur stehen läßt oder vorerhitzt, um das Lösungsmittel abzudampfen.

Der Zeitabstand zwischen dem Auftrag des Nicht-Metallic- Lackes und dem Auftrag des hitzehärtenden Metallic-Lackes von hohem Feststoffgehalt kann dadurch minimiert werden, daß man dem Nicht-Metallic-Lack einen Viskositätsregler zusetzt, um die Viskosität unmittelbar nach dem Auftrag des Nicht-Metallic-Lackes innerhalb des oben genannten Bereiches zu bringen. Geeignete Viskositätsregler sind Alkylaminderivate von Montmorillonit und Aerosil.

(2) Hitzehärtender Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt

Der Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt wird auf die Schicht des Nicht-Metallic-Lackes, der eine Viskosität in dem angegebenen Bereich aufweist, aufgetragen. Der Metallic-Lack enthält eine hitzehärtende Harzzusammensetzung, ein Metallic-Schuppenpigment und ein organisches Lösungsmittel als Hauptkomponenten sowie gegebenenfalls z. B. Farbpigmente, Streckpigmente, Viskositätsregler oder die Überzugsoberfläche modifizierende Zusätze.

Der erfindungsgemäße Metallic-Lack kann einen höheren Feststoffgehalt aufweisen als herkömmliche Metallic-Lacke, die auf niedrigere Gehalte beschränkt sind. So kann die Feststoffkonzentration des Metallic-Lackes im Bereich von etwa 35 bis 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 40 bis 60 Gewichtsprozent und insbesondere 40 bis 53 Gewichtsprozent liegen, wobei Gesichtspunkte der Luftverschmutzung, der Rohstoffeinsparung, des Lackierverhaltens und des Aussehens der erhaltenen Lackierung berücksichtigt werden. Erfindungsgemäß wird unter Verwendung des Metallic-Lackes mit hohem Feststoffgehalt eine Lackierung erhalten, die einen gleichmäßigen metallähnlichen Effekt und Spiegelglanz aufweist, Eigenschaften, die bisher als nur schwer erzielbar galten.

Als hitzehärtende Harzzusammensetzungen für den Metallic- Lack eignen sich z. B. die für den Nicht-Metallic-Lack genannten Zusammensetzungen. Geeignete Metallic-Schuppenpigmente sind die bekannten Pigmente, z. B. Metallschuppen aus Aluminium, Kupfer, Messing, glimmerartigem Eisenoxid, Bronze oder Edelstahl.

Die Menge des Metallic-Schuppenpigments beträgt vorzugsweise etwa 1 bis 50 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Feststoffe in der hitzehärtenden Harzzusammensetzung. Der Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt liegt vorzugsweise als organische Lösung oder nicht-wäßrige Dispersion vor.

Der Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt kann auf dieselbe Weise aufgetragen werden wie der Nicht-Metallic-Lack. Die Viskosität des Lackes beträgt vorzugsweise etwa 10 bis 40 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4/20°C), und die Überzugsdicke beträgt vorzugsweise etwa 5 bis 25 µm nach der thermischen Härtung.

Der Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt ist vorzugsweise mit dem Nicht-Metallic-Lack verträglich. Insbesondere ist es erwünscht, daß die in dem Metallic-Lack enthaltene hitzehärtende Harzzusammensetzung Komponenten enthält, die teilweise oder ganz denen der Harzzusammensetzung in dem Nicht-Metallic-Lack entsprechen oder ähnlich sind oder, falls verschieden von den letzteren, damit verträglich sind.

(3) Hitzehärtender Klarlack (Deckbeschichtung)

Die Deckbeschichtung besteht aus einem Klarlack, der auf die Metallic-Beschichtung mit hohem Feststoffgehalt aufgetragen wird. Bevorzugte Deckbeschichtungen sind solche, die überlegene Eigenschaften hinsichtlich Glanz, Witterungsbeständigkeit, Säure-, Alkali-, Lösungsmittel- und Warmwasserbeständigkeit aufweisen. Bevorzugte Beispiele für Deckbeschichtungen dieser Art sind solche vom organischen Lösungs- oder nicht-wäßrigen Dispersionstyp, die als Bindemittel eine hitzehärtende Harzzusammensetzung auf Basis eines Acrylharzes (Grundharz) und eines Aminharzes (Vernetzungsmittel) sowie gegebenenfalls UV-Absorptionsmittel, Färbemittel und dergleichen enthalten.

Um eine Sprenkelung der simulierten Metalltextur zu verhindern, verwendet man vorzugsweise eine Deckbeschichtung, die eine Bindemittelkomponente enthält, welche geringe Verträglichkeit mit dem hitzehärtenden Harz des Metallic- Lackes von hohem Feststoffgehalt aufweist. Wird z. B. ein Acrylharz als Grundharz verwendet, so ist der Löslichkeitsparameter (SP-Wert) des Acrylharzes in der Deckbeschichtung vorzugsweise um etwa 0,1 bis 1,0 niedriger als in dem Mtallic-Lack.

Vorzugsweise wird der Deckanstrich als Lack mit hohem Feststoffgehalt formuliert, um gute Ergebnisse hinsichtlich der Luftverschmutzung und Rohstoffeinsparung zu erzielen.

Die Feststoffkonzentration des Decklackes beträgt deshalb z. B. etwa 35 bis 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 40 bis 60 Gewichtsprozent und insbesondere etwa 45 bis 60 Gewichtsprozent.

Der Decklack wird auf dieselbe Weise wie der Nicht-Metallic- Lack aufgetragen. Die Viskosität des Decklackes beträgt z. B. etwa 15 bis 60 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4/20°C) und die Schichtdicke etwa 5 bis 50 µm nach der Hitzehärtung.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der Nicht-Metallic- Lack entweder direkt auf den zu lackierenden Gegenstand oder auf die grundierte Oberfläche des Gegenstandes oder auf eine Zwischenschicht über der Grundierung des Gegenstandes zu einer ersten Schicht aufgetragen, worauf man auf die erste Schicht, die eine Viskosität von etwa 0,3 bis 50 Pa · s hat, den Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt als zweite Schicht aufbringt und auf die zweite Schicht den Decklack als dritte Schicht aufträgt. Der beschichtete Gegenstand wird dann zur gleichzeitigen Härtung der drei Schichten erhitzt. Die Härtungstemperatur beträgt gewöhnlich etwa 80 bis 180°C, vorzugsweise etwa 100 bis 180°C. Die Härtungszeiten betragen im allgemeinen etwa 5 bis 60 Minuten, vorzugsweise etwa 15 bis 45 Minuten.

In den erhaltenen Lacküberzügen ist trotz Verwendung des Metallic-Lackes mit hohem Feststoffgehalt das Metallic- Schuppenpigment gleichförmig und regelmäßig parallel zur Überzugsoberfläche und über die gesamte Überzugsoberfläche orientiert, so daß ein von Sprenkelungen der simulierten Metalltextur freier Überzug entsteht. Dieser weist auch eine glatte Oberfläche mit spiegelähnlichem Glanz auf.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Herstellungsbeispiele A) Herstellung der Grundharzlösungen (1) Acrylharzlösung A-1

15 Teile Styrol, 15 Teile Methylmethacrylat, 49 Teile Ethylacrylat, 20 Teile Hydroxyethylacrylat und 1 Teil Acrylsäure werden in Xylol unter Verwendung von α,α′- Azobisisobutyronitril als Polymerisationsinitiator zu einer Acrylharzlösung A-1 mit einem Harzgehalt von 70% polymerisiert. Das Acrylharz hat ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von etwa 10 000.

(2) Nicht-wäßrige Acrylharzdispersion B-1

70 Teile eines Vinylmonomergemisches aus 30 Teilen Styrol, 30 Teilen Methylmethacrylat, 23 Teilen 2-Ethylhexylacrylat, 15 Teilen 2-Hydroxyethylacrylat und 2 Teilen Acrylsäure wird in n-Heptan in Gegenwart von 30 Teilen eines Dispersionsstabilisators der Dispersionspolymerisation unterworfen, wobei eine nicht-wäßrige Acrylharzdispersion B-1 mit einem Harzgehalt von 50% entsteht. Der verwendete Dispersionsstabilisator ist ein Copolymer aus 30 Teilen eines Addukts von Poly-12-hydroxystearinsäure und Glycidylmethacrylat, 10 Teilen Styrol, 20 Teilen Methylmethacrylat, 17 Teilen 2-Ethylhexylmethacrylat, 20 Teilen 2-Hydroxyethylmethacrylat und 3 Teilen Acrylsäure.

(3) Acrylharzlösung A-2

40 Teile Ethylenglykolmonoethyletheracetat werden in einen mit Rührer, Thermometer und Rückflußkühler ausgerüsteten Reaktor eingebracht und unter Erhitzen gerührt, bis eine Temperatur vn 135°C erreicht ist. Hierauf gibt man innerhalb 3 Stunden das folgende Monomergemisch zu:


Menge (Teile)
Methylmethacrylat
10
Isobutylmethacrylat	30
n-Butylmethacrylat	12
2-Ethylhexylmethacrylat	20
2-Hydroxyethylmethacrylat	25
Methacrylsäure	3
Ethylenglykolmonoethyletheracetat	50
α,α′-Azobisisobutyronitril	4

Nach Zugabe des Monomergemisches wird die Reaktion 1 Stunde bei 135°C fortgesetzt, worauf man innerhalb 1 1/2 Stunden eine Mischung aus 10 Teilen Ethylenglykolmonoethyletheracetat und 0,6 Teile α,α′-Azobisisobutyronitril zugibt. Die Mischung wird 2 Stunden bei 135°C gehalten, worauf man das Cellosolveacetat unter vermindertem Druck abdestilliert, um die Harzkonzentration auf 65% einzustellen. Man erhält eine Acrylharzlösung A-2 mit einer Viskosität von Z₂ (gemessen mit dem Gardner-Blasenviskosimeter bei 25°C). Das erhaltene Acrylharz hat ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von etwa 6 100 (gemessen nach der Dampfdruck-Permeationsmethode).

(4) Nicht-wäßrige Acrylharzdispersion B-2

Ein Reaktor wird mit 126 Teilen Melamin, 412 Teilen Butylformaldehyd (40%), 190 Teilen n-Butanol und 36 Teilen Xylol beschickt, worauf man das Gemisch 7 Stunden auf etwa 80°C erhitzt und das abdampfende Wasser mit einem Wasserabscheider abtrennt. Unter Verringerung des Druckes in dem System werden 100 Teile Destillat entfernt. Der Rückstand wird mit 50 Teilen n-Hexan und 50 Teilen n-Heptan versetzt, und man erhält eine Melaminharzlösung mit einem Harzgehalt von 60% und einer Lackviskosität J (gemessen mit dem Gardner-Blasenviskosimeter bei 25°C).

In einen Reaktor werden 58 Teile der Melaminharzlösung, 30 Teile n-Heptan und 0,15 Teile Benzoylperoxid eingebracht, worauf man die Mischung auf 95°C erhitzt. Zu der erhaltenen Mischung wird innerhalb 3 Stunden das folgende Monomergemisch getropft:


Menge (Teile)
Styrol
15
Acrylnitril	9
Methylmethacrylat	13
Methylacrylat	15
n-Butylmethacrylat	1,8
2-Hydroxyethylmethacrylat	10
Acrylsäure	1,2
Benzoylperoxid	0,5
n-Butanol	5
n-Hexan	30
n-Heptan	9

1 Stunde nach Zugabe des Monomergemisches tropft man innerhalb 1 Stunde eine Mischung von 0,65 Teil t-Butylperoctoat und 3,5 Teilen n-Hexan zu und rührt die Mischung 2 Stunden bei einer Temperatur von 95°C. Durch Abdestillieren von 34 Teilen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhält man eine nicht-wäßrige Acrylharzdispersion B-2 mit einem Harzgehalt von 60% und einer Lackviskosität A (gemessen mit dem Gardner-Blasenviskosimeter bei 25°C).

(5) Alkydharzlösung C

Ein Reaktor wird mit 31 Teilen Neopentylglykol, 7 Teilen Trimethylolpropan, 24 Teilen Phthalsäureanhydrid, 17 Teilen Hexahydrophthalsäureanhydrid, 15 Teilen Rizinusöl- Fettsäure und 5 Teilen Trimellithsäureanhydrid beschickt, worauf man die Mischung 5 Stunden bei 200 bis 230°C umsetzt.

Nach Zusatz von 5 Teilen Phthalsäureanhydrid wird das Reaktionsgemisch eine weitere Stunde bei 130°C umgesetzt. 100 Teile des erhaltenen Alkydharzes werden mit 21 Teilen Xylol und 21 Teilen Isobutanol zu einer Alkydharzlösung C mit einem Harzgehalt von 70% verdünnt.

B) Herstellungsbeispiele für Lackzusammensetzungen (1) Nicht-Metallic-Lack A


Menge (Teile)
70% Acrylharzlösung A-1
100
88% Melaminharz I (teilweise methyl-verethertes Methylolmelamin)	34

Die beiden Komponenten werden miteinander vermischt und mit einer Lösungsmittelmischung aus 40 Teilen Xylol, 30 Teilen eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, 20 Teilen Ethylacetat und 10 Teilen Isobutanol auf eine Viskosität von 25 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4 bei 20°C) eingestellt. Der Feststoffgehalt des Gemisches beträgt 45%.

(2) Nicht-Metallic-Lack B


Menge (Teile)
70% Acrylharzlösung A-1
29
50% Nicht-wäßrige Acrylharzdispersion B-1	120
88% Melaminharz I	23

Die drei Komponenten werden miteinander vermischt und mit einer Lösungsmittelmischung aus 30 Teilen Xylol, 30 Teilen eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, 10 Teilen Ethylenglykolmonobutylether, 10 Teilen Isobutanol und 20 Teilen Ethylacetat auf eine Viskosität von 25 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4 bei 20°C) eingestellt. Der Feststoffgehalt des Gemisches beträgt 52%.

(3) Nicht-Metallic-Lack C


Menge (Teile)
70% Alkydharzlösung C
100
88% Melaminharz I	34

Die beiden Komponenten werden gleichförmig vermischt und mit einer Lösungsmittelmischung aus 30 Teilen Toluol, 35 Teilen Ethylacetat, 10 Teilen Isobutanol und 15 Teilen eines aromatischen Kohlenwasserstoffs auf eine Viskosität von 30 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4 bei 20°C) eingestellt. Der Feststoffgehalt des Gemisches beträgt 55%.

(4) Metallic-Lack M-1 mit hohem Feststoffgehalt


Menge (Teile)
70% Acrylharzlösung A-1
29
50% Nicht-wäßrige Acrylharzdispersion B-1	120
88% Melaminharz I	23
Aluminiumpaste	20
Ruß	0,005

Die Komponenten werden miteinander vermischt und dispergiert und mit einer Lösungsmittelmischung aus 30 Teilen n-Heptan, 30 Teilen Xylol, 30 Teilen eines aromatischen Kohlenwasserstoffs und 10 Teilen Ethylenglykolmonobutylether auf eine Viskosität von 15 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4 bei 20°C) eingestellt. Der Feststoffgehalt des Gemisches beträgt 50%.

(5) Metallic-Lacke M-2 bis M-4 mit hohem Feststoffgehalt

Tabelle 1

Die Metallic-Lacke M-2 bis M-4 werden wie der Metallic- Lack M-1 hergestellt, jedoch verwendet man die beiden Komponenten in den in Tabelle 1 genannten Mengen. Die Viskosität der Lacke wird auf 15 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4 bei 20°C) eingestellt. Die Feststoffgehalte der Lacke M-2, M-3 und M-4 betragen 47%, 42% bzw. 37%.

(6) Decklack A

Der Decklack A wird hergestellt durch Dispergieren der folgenden Komponenten:


Menge (Teile)
65% Acrylharzlösung A-2
108
70% Melaminharz II (butyl-verethertes Methylolmelamin)	43
60% Nicht-wäßrige Acrylharzdispersion B-2	54

Der erhaltene Decklack wird mit einer Lösungsmittelmischung aus 35 Teilen aromatischem Kohlenwasserstoff, 35 Teilen Ethylenglykolmonobutylether und 30 Teilen n-Butanol auf eine Viskosität von 35 Sekunden (Ford-Becher Nr. 4 bei 20°C) eingestellt. Der Decklack A weist hinsichtlich des Acrylharzes einen um 0,3, 0,1, 0,2 bzw. 0,3 niedrigeren SP-Wert als die Metalliclacke M-1, M-2, M-3 und M-4 auf.

Beispiel 1

Ein Elektrophoreselack vom Polybutadien-Typ wird galvanisch in einer Trockenfilmdicke von 20 µm auf einer mattierten, mit Zinkphosphat behandelten Stahlplatte von 0,8 mm abgeschieden. Die beschichtete Platte wird 20 Minuten bei 170°C gebrannt, mit Sandpapier (Nr. 400) poliert und mit Petrolether entfettet. Hierauf trägt man mit einer Sprühpistole einen Aminoharz-Polyesterharz-Zwischenlack für Automobile in einer Trockenschichtdicke von etwa 25 µm auf. Die Platte wird 30 Minuten bei 140°C gebrannt, dann mit Sandpapier (Nr. 400) naß geschliffen, getrocknet und mit Petrolether entfettet.

Auf das erhaltene Testsubstrat trägt man mit einem elektrostatischen Rotationsbeschichter den Nicht-Metallic-Lack A in einer Dicke von 5 bis 10 µm nach dem Härten auf. Das beschichtete Testsubstrat wird 2 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen (wobei der Überzug eine Viskosität von 3,7 Pa · s/20°C hat), worauf man mit einer elektrostatischen Druckluft-Sprühpistole den Metallic-Lack M-1 in einer Schichtdicke von 10 bis 15 µm nach der Härtung aufbringt. Nach dreiminütigem Stehen bei Raumtemperatur bringt man mit dem elektrostatischen Rotationsbeschichter den Decklack A in einer Dicke von 35 bis 40 µm nach dem Härten auf. Das beschichtete Testsubstrat wird 10 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen und dann in einem elektrischen Heißlufttrockner 30 Minuten auf 140°C erhitzt, um die Überzüge zu härten.

Beispiele 2 bis 5

Das Testsubstrat wird wie in Beispiel 1 mit den in Tabelle 2 genannten Lacken beschichtet. Das lackierte Testsubstrat wird wie in Beispiel 1 erhitzt, um die Lacküberzüge zu härten. Auf diese Weise werden 4 verschiedene lackierte Testsubstrate hergestellt. In Tabelle 2 sind die Art des verwendeten Nicht-Metallic-Lackes, Metallic-Lackes und Deck-Lackes, die verbleibende Viskosität des Nicht-Metallic- Lackes zum Zeitpunkt des Auftrags des Metallic-Lackes, der Feststoffgehalt aller Lacke und die Bewertung des Aussehens der erhaltenen Lackierung angegeben.

Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Der in Tabelle 2 genannte Metallic-Lack mit hohem Feststoffgehalt wird direkt mit der elektrostatischen Sprühpistole in einer Dicke von 10 bis 15 µm nach dem Härten auf das Testsubstrat aufgebracht. Das lackierte Testsubstrat wird 3 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen, worauf man mit dem elektrostatischen Rotationsbeschichter den Decklack A in einer Dicke von 35 bis 40 µm nach dem Härten aufbringt. Das lackierte Testsubstrat wird etwa 10 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen und dann 30 Minuten in einem elektrischen Heißlufttrockner auf 140°C erhitzt, um die Überzüge zu härten.

Auf dieselbe Weise erhält man unter Verwendung der in Tabelle 2 genannten Metallic-Lacke 4 Arten von lackierten Testsubstraten. In Tabelle 2 ist auch der Feststoffgehalt aller angewandten Lacke und eine Bewertung des Aussehens der erhaltenen Lackierung angegeben.

Tabelle 2

Claims

1. Metallic-Lackierverfahren, bei dem man einen hitzehärtenden Lack, der kein Metallic-Schuppenpigment enthält, auf einen zu lackierenden Gegenstand zu einer ersten Schicht aufträgt, auf die erste Schicht einen hitzehärtenden Metallic-Lack zu einer zweiten Schicht aufträgt, auf die zweite Schicht einen hitzehärtenden Klarlack zu einer dritten Schicht aufbringt und den lackierten Gegenstand erhitzt, um die drei Schichten gleichzeitig zu härten, dadurch gekennzeichnet, daß für die zweite Schicht ein hitzehärtender Metallic-Lack, der ein Acrylharz enthält und einen Feststoffgehalt von 35 bis 70 Gewichtsprozent aufweist, aufgetragen wird, während die erste Schicht eine Viskosität von 0,3 bis 50 Pa · s bei 20°C hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzehärtende Lack, der kein Metallic-Schuppenpigment enthält, einen Feststoffgehalt von 35 bis 70 Gewichtsprozent aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht nach der Hitzehärtung eine Dicke von 2 bis 20 µm hat.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der ersten Schicht 0,5 bis 10 Pa · s bei 20°C beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der ersten Schicht 1 bis 5 Pa · s bei 20°C beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzehärtende Metallic-Lack einen Feststoffgehalt von 40 bis 60 Gewichtsprozent aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht nach der Hitzehärtung eine Dicke von 5 bis 25 µm hat.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzehärtende Klarlack einen Feststoffgehalt von 35 bis 70 Gewichtsprozent aufweist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht nach der Hitzehärtung eine Dicke von 5 bis 50 µm hat.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der lackierte Gegenstand zur Härtung der drei Schichten 5 bis 60 Minuten auf 80 bis 180°C erhitzt wird.