DE3882399T2

DE3882399T2 - Einbrennlackierung und ihre Anwendung.

Info

Publication number: DE3882399T2
Application number: DE88302325T
Authority: DE
Inventors: Jong Hendrikus De
Original assignee: Hunter Douglas Industries BV
Current assignee: Hunter Douglas Industries BV
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2008-03-18
Also published as: DK150488D0; JPS63264681A; EP0283280B1; ES2041787T3; AU1321388A; GB2202231A; DE3882399D1; ZA881955B; GB8706362D0; DK150488A; EP0283280A1; AU604860B2; US4929475A; GB2202231B

Description

Diese Erfindung betrifft Einbrennlacke, wie sie besonders bei der sogenannten "Spulenbeschichtung" von Nutzen sind.
Sogenannte "Metallacke" erzeugen eine charakteristische Oberfläche, die allgemein Anwendung bei der Beschichtung hauptsächlich metallischer Artikel findet, wie zum Beispiel der Beschichtung von Verkleidungen von Gebäuden, Jalousien und Kraftfahrzeug-Instrumententafeln. Der charakteristische optische Effekt wird durch Veränderungen in Lichtreflexion und -intensität verursacht, die mit dem Beobachtungswinkel und über die Lackoberfläche variieren. Bei den bekannten Metallacken geht der visuelle Effekt auf die Anwesenheit von Metallpigmenten in Form von winzigen Metallflocken zurück, die in einem klaren und gewöhnlich gefärbten Bindemittel eingebettet sind. Anstelle der Metallflocken können auch mit einer Titandioxidauflage versehene Glimmerflocken verwendet werden.
Solche Metallacke sind teuer und besitzen nicht immer eine sehr große Beständigkeit gegenüber Licht, Säuren oder Alkalis. Darüber hinaus unterliegen Sie bei Anwendung einer Eintrübung und müssen eventuell mit weiteren Schutzschichten versehen werden.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet einen Einbrennlack, der bei Auftragung auf eine reflektierende Oberfläche und nach dem Einbrennen einen ähnlichen optischen Effekt ergibt wie ein Metallack, während gleichzeitig wenigstens einige der Nachteile des letzteren vermieden werden.
Ein reflektierendes Substrat entsprechend der vorliegenden Erfindung ist mit einer Einbrennlackschicht versehen, die aus einem Einbrennlack gebildet wird, der eine einbrennbare, transparente, filmbildende Bindemittelmasse enthält, worin transparente Thermoplastteilchen dispergiert sind, deren Teilchengröße im Bereich von 2 bis 50 um liegt, bei einem max. Durchmesser bis 1,2 x (Dicke der Einbrennschicht) in Fällen, wo die Teilchen während der Einbrennoperation einer merklichen Fließwirkung unterliegen, und im wesentlichen bis zur Dicke der Einbrennlackschicht in den Fällen, wo die Teilchen während der Einbrennoperation im wesentlichen nicht fließen, wobei die genannte Bindemittelmasse und die genannten Teilchen so beschaffen sind, daß die eine im wesentlichen farblos ist und die anderen mit transparentem Pigment eingefärbt sind und daß die Teilchen in der Einbrennlackschicht eine separate Phase bleiben und an der Oberfläche der Einbrennlackschicht im wesentlichen nicht überstehen, wobei die Teilchengröße so beschaffen ist, daß die Einbrennschicht sowohl eingefärbte als auch im wesentlichen farblose, transparente Zonen durch die Dicke der genannten Schicht und farblose, transparente Zonen teilweise durch die genannte Schicht enthält, so daß die Schicht eine ungleichmäßige Farbintensität hat. Wenn ein solcher Einbrennlack auf die reflektierende Oberfläche eines gegen die Einbrennhitze beständigen Substrats aufgetragen und eingebrannt wird, entstehen in der Einbrennlackschicht winzige Fenster, durch die die reflektierende Oberfläche zu sehen ist, worauf der Lack aufgetragen wurde. Es ist nicht erforderlich, daß sich solche Fenster unbedingt vollständig durch die Dicke der Schicht erstrecken, sofern das "Fenster" ausreichend transparent ist, um eine wesentliche Reflexion von Licht an der reflektierenden Oberfläche des Substrats zuzulassen. Die "Fenster" sind durch die gesamte Einbrennlackschicht ungeordnet verteilt und haben einen mehr oder weniger unregelmäßigen Umfang, so daß das Reflexionsvermögen des Einbrennlacks weitgehend von der Lage und dem Blickwinkel abhängt.
Neben der Auswahl des Bindemittels zur Erfüllung des wesentlichen Erfordernisses, daß die Teilchen als Phase nach dem Einbrennen vom Bindemittel getrennt bleiben, sollten das Material, die Größe und das Volumen der Teilchen sowie die Einbrennbedingungen und der daraus folgende Teilchenfluß und die Teilchenagglomeration so gewählt und ausgeglichen sein, daß der gewünschte optische Effekt erzielt wird. In dieser Hinsicht kann der Umfang des Fließens oder der Agglomeration oder beider Erscheinungen gleich Null sein.
In den beigefügten Zeichnungen zeigt Figur 1 im Querschnitt eine schematische Darstellung einer Einbrennschicht, die entsprechend der vorliegenden Erfindung aus einem Einbrennlack hergestellt wurde. Das reflektierende Substrat 1 trägt die eingebrannte Bindemittelschicht 2, worin winzige "Fenster" aus den transparenten Teilchen 3 gebildet werden. Figur 2 zeigt eine andere Art von Schicht, bei der das Substrat 1 die eingebrannte Bindemittelschicht 2 trägt, worin die transparenten Teilchen 3 zu einem Netz von Teilchen in Form separater Streifen verschmolzen sind.
Die in den Einbrennlacken verwendete filmbildende Bindemittelmasse kann von bekannter Art sein, sofern sie transparent und vorzugsweise eingefärbt ist. Passenderweise kann eine solche Masse auf Polyurethanen, Polyestern oder Polyacrylaten basieren, die hitzehärtbar sind. Während die Bindemittelmasse vorzugsweise hitzehärtbar ist, d.h. während der Einbrennoperation aushärtet, können auch einbrennbare Bindemittelmassen verwendet werden, die auf thermoplastischen Harzen basieren, welche eine ausreichende Haltbarkeit und Härte für den vorgesehenen Endeinsatz besitzen. Geeignete Massen können auf vernetzbaren Polyestern basieren, die mit hitzehärtbaren Aminoplastharzen, zum Beispiel auf der Grundlage von Benzoguanamin oder Melamin, kombiniert werden können. Weitere geeignete Massen können auf vernetzbaren, blockierten Polyurethanharzen basieren, die mit thermoplastischen Harzen wie Zelluloseacetatbutyrat kombiniert sein können. Thermoplastische Einbrennmassen können beispielsweise auf Polyvinylchlorid oder einem anderen Vinylcopolymer basieren, die durch Einbeziehung eines hitzehärtbaren Harzes wie zum Beispiel eines Epoxidharzes oder eines Harzes auf Melamingrundlage gehärtet werden können.
Die Bindemittelmasse kann, wenn gewünscht, zur Gewährleistung einer angemessenen Flexibilität der Einbrennschicht einen Weichmacher oder zur besseren Ausbildung einer gleichmäßigen Beschichtung einen Fließmittelzusatz enthalten. Die gebräuchlichen Stabilisatoren gegen UV-Strahlung können einbezogen werden.
Einbrennbare, filmbildende Bindemittelmassen enthalten normalerweise ein Lösungsmittel, welches während des Einbrennvorgangs verdampft. Der Feststoffgehalt liegt gewöhnlich zwischen 40 und 80 Gew.-%, ausgedrückt als Gewichtsprozentsatz des Gesamt-Feststoffanteils (ausschließlich der oben erwähnten transparenten Teilchen) auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Bindemittelmasse.
Der durch die Einbrennlacke gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugte metallische Effekt hängt teilweise von der Schaffung eines Farbkontrasts zwischen dem transparenten, filmbildenden Bindemittel und den transparenten Teilchen ab. Dies wird normalerweise dadurch erreicht, daß man farblose, transparente Teilchen benutzt und transparente Pigmente in die Bindemittelmasse einarbeitet. Solche Pigmente sind dem Fachmann bekannt und schließen beispielsweise gelbe, rote und schwarze Formen von Eisenoxidpigment und Lampenruß ein. Es können weitere transparente Pigmente einschließlich organischer Pigmente verwendet werden, wobei sich die Wahl nach der gewünschten Farbe und dem erforderlichen Haltbarkeitsgrad richtet, insbesondere auch nach der Lichtechtheit.
Die in den erfindungsgemäßen Einbrennlacken enthaltenen transparenten Teilchen dürfen sich in der filmbildenden Bindemittelmasse nicht auflösen und auch nicht damit reagieren. Thermoplastischen Teilchen wird normalerweise der Vorzug gegeben. Sie können beispielsweise aus Polyvinylidendifluorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluoräthylen, einem Polyamid, insbesondere Nylon 10, Nylon 11 oder Nylon 12, oder Polypropylen hergestellt sein. Die transparenten Teilchen haben Teilchengrößen von 2 bis 50 um, vorzugsweise 10 bis 20 um. Sie sind in den neuartigen Einbrennlacken vorzugsweise in einem Verhältnis von 3 bis 30 Gew.-% enthalten, je nach der filmbildenden Bindemittelmasse (Gesamtnaßlack) oder 5 - 70 Gew.-%, ausgehend von der aus dem Lack erzeugten Einbrennschicht. Im Falle von Teilchen mit einer Größe von weniger als 10 um sind die vorzuziehenden Verhältnisse 5 - 10 Gew.-% im Falle von Naßeinbrennlack und 10 bis 20 Gew.-% im Falle der daraus erzeugten Einbrennschicht. Im Falle transparenter Teilchen mit einer Teilchengröße über 10 um betragen die vorzuziehenden Anteile 10 bis 25 Gew.-% beim Naßeinbrennlack und 20 bis 50 Gew.-% bei der daraus erzeugten Einbrennschicht.
Besonders attraktive visuelle Effekte werden durch Verwendung farbloser, transparenter Polyamidteilchen mit einer Teilchengröße von etwa 5 um erzielt, die in den Einbrennlacken in einem Verhältnis von 5 bis 10 Gew.-% des Gesamtnaßlacks enthalten sind.
Die aus dem Einbrennlack in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebildete Schicht kann die übliche Dicke einer Schicht, die aus einem Einbrennlack erzeugt wurde, haben, zum Beispiel 2 bis 50 um, vorzugsweise 4 bis 40 um. Die max. Größe (der Durchmesser) der transparenten Teilchen ist bis zu 20 % größer als die zu erwartende Dicke der Einbrennlackschicht in denjenigen Fällen, wo die Teilchen während der Einbrennoperation merklich fließen. In dieser Situation gewährleistet das Fließen der Teilchen während des Einbrennvorgangs, daß die Teilchen nicht merklich über die Oberfläche der Einbrennschicht hinausragen und somit eine glatte Oberfläche erzielt wird, die für ein zufriedenstellendes optisches Aussehen der Einbrennschicht wesentlich ist. Wenn die transparenten Teilchen bei Einbrenntemperatur fließen, können sie einen wesentlich kleineren Durchmesser haben als die zu erwartende Dicke der Einbrennschicht. Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung werden Material und Einbrennbedingungen so gewählt, daß die Teilchen normal agglomerieren und größere Teilchen bilden. Bei einigen Kombinationen von Teilchen und Bindemittel kann ein Netz aus geschmolzenen Teilchen oder einer Vielzahl unregelmäßig geformter separater Streifen entstehen, die eine erste Stufe im Netzbildungsprozeß darstellen, und dies bewirkt einen hervorragenden optischen Effekt. Diese Art von Schicht ist schematisch in der beigefügten Figur 2 dargestellt.
In einigen Fällen, zum Beispiel bei einem großen Volumen feinster Teilchen, kann willkürlich oder zufällig eine durchgehende Schicht von geschmolzenen Teilchen gebildet werden, entweder direkt zwischen dem Substrat und dem Bindemittel oder über dem Bindemittel. Wenn eine solche Schicht ausreichend dünn und transparent ist und die entsprechende Farbintensität besitzt, kann sie weiterhin annehmbare Ergebnisse zeitigen, wenn Spezialeffekte benötigt werden, jedoch reduziert sich dabei die Intensität der Reflexion. Ein zu hoher Teilchenanteil steht einer Erzielung der gewünschten optischen Effekte immer im Wege.
Falls die transparenten Teilchen während der Einbrennoperation nicht merklich fließen, haben die Teilchen eine Größe, die der Dicke der Einbrennlackschicht entspricht oder nur geringfügig darunterliegt. In einem solchen Falle ist es auch wünschenswert, sicherzustellen, daß die Form der einzelnen Teilchen so beschaffen ist, daß die Bildung der gewünschten Fenster erleichtert wird. Insbesondere sollten stark unregelmäßige Formen vermieden werden.
Die neuen Einbrennlacke eignen sich besonders für die Auftragung auf reflektierenden und insbesondere metallischen Oberflächen, zum Beispiel von Aluminium. Die Bindemittelmasse ist so formuliert, daß eine zufriedenstellende Haftung am Substrat gegeben ist. Anstelle von Metalloberflächen ist es auch möglich, andere reflektierende Oberflächen zu benutzen, unter anderem insbesondere Flächen von transparenten Kunststoffmaterialien, die auf der Rückseite metallisiert wurden.
Die Einbrennoperation kann bei Temperaturen bis 300 ºC, zum Beispiel 100 bis 300 ºC, für eine Zeitdauer durchgeführt werden, die je nach angewandter Temperatur zum Beispiel 15 Sekunden bis 30 Minuten betragen kann.
Bei den folgenden Beispielen ist der Lack ein Einbrennlack für den Einsatz in einer sogenannten "Spulenbeschichtung". Bei diesem Prozeß wird eine Lackschicht mittels einer Beschichtungsrolle auf eine oder beide Seiten eines Alu-Streifens, der von einer Rolle abgezogen wird, aufgetragen, woraufhin der Streifen dann kontinuierlich einen Muffeloffen durchläuft, wo er auf eine (als Metalltemperatur gemessene) Temperatur erwärmt wird, deren max. Wert in jedem Beispiel angegeben ist. Die Verweilzeit im Ofen beträgt etwa 30 Sekunden. Während der Erwärmung verdampft das in der Bindemittelmasse vorhandene Lösungsmittel und anschließend wird der Streifen abgekühlt und wieder als Rolle aufgewickelt. Während des Aufwickelvorgangs ist die Lackschicht bereits trocken und ausgehärtet. Wenn gewünscht, kann mehr als eine Lackierstation verwendet werden, zum Beispiel zur Auftragung einer Spezialgrundierung oder einer Spezialoberflächenausführung des Streifens.

BEISPIEL I

MESSINGFARBENER LACK

Dieser Lack ist für das Einbrennen bei 225 ºC während 60 Sekunden geeignet.
Das Grundmaterial kann Aluminium sein, zum Beispiel Aluminiumband oder ein anderes Material mit normaler, glänzender oder stark reflektierender Oberfläche. Alternativmaterialien sind laminierte Materialien mit Metall- oder metallisierter Oberflächenschicht. Der gleiche Effekt kann erzielt werden, wenn die zu beschichtende Oberfläche ein metallisches Aussehen hat und die Oberfläche nicht aus Metall bestehen muß.

BEISPIEL II

KUPFERFARBENER LACK

Dieser Lack ist für das Einbrennen bei 240 ºC während 60 Sekunden geeignet.
Das Grundmaterial kann Aluminium sein, zum Beispiel Aluminiumband oder ein anderes Material mit normaler, glänzender oder stark reflektierender Oberfläche. Alternativmaterialien sind laminierte Materialien mit Metall- oder metallisierter Oberflächenschicht. Der gleiche Effekt kann erzielt werden, wenn die zu beschichtende Oberfläche ein metallisches Aussehen hat und die Oberfläche nicht aus Metall bestehen muß.

BEISPIEL III

BRONZEFARBENER LACK

Dieser Lack ist für das Einbrennen bei 245 ºC während 60 Sekunden geeignet.
Das Grundmaterial kann Aluminium sein, zum Beispiel Aluminiumband oder ein anderes Material mit normaler, glänzender oder stark reflektierender Oberfläche. Alternativmaterialien sind laminierte Materialien mit Metall- oder metallisierter Oberflächenschicht. Der gleiche Effekt kann erzielt werden, wenn die zu beschichtende Oberfläche ein metallisches Aussehen hat und die Oberfläche nicht aus Metall bestehen muß.

Claims

1. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht, bestehend aus einer einbrennbaren, transparenten, filmbildenden Bindemittelmasse, worin transparente Thermoplastteilchen dispergiert sind, deren Teilchengröße im Bereich von 2 bis 50 um liegt, bei einem max. Durchmesser bis 1,2 x (Dicke der Einbrennschicht) in Fällen, wo die Teilchen während der Einbrennoperation einer merklichen Fließwirkung unterliegen, und im wesentlichen bis zur Dicke der Einbrennlackschicht in den Fällen, wo die Teilchen während der Einbrennoperation im wesentlichen nicht fließen, wobei die genannte Bindemittelmasse und die genannten Teilchen so beschaffen sind, daß die eine im wesentlichen farblos ist und die anderen mit transparentem Pigment eingefärbt sind und daß die Teilchen in der Einbrennlackschicht eine separate Phase bleiben und an der Oberfläche der Einbrennlackschicht im wesentlichen nicht überstehen, wobei die Teilchengröße so beschaffen ist, daß die Einbrennschicht sowohl eingefärbte als auch im wesentlichen farblose, transparente Zonen durch die Dicke der genannten Schicht und farblose, transparente Zonen teilweise durch die genannte Schicht enthält, so daß die Schicht eine ungleichmäßige Farbintensität hat.

2. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht nach Anspruch 1, wobei die genannten transparenten Teilchen eine Teilchengröße unter 10 um haben und auf dem nassen Einbrennlack in einem Anteil von 5-10 Gew.-% vorhanden sind.

3. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht nach Anspruch 1, wobei die genannten transparenten Teilchen eine Teilchengröße über 10 um haben und auf dem nassen Einbrennlack in einem Anteil von 10-25 % vorhanden sind.

4. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht nach Anspruch 3, wobei die genannten transparenten Teilchen eine Teilchengröße im Bereich von 10-20 um haben.

5. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei es sich bei den genannten transparenten Teilchen um Polyamidteilchen handelt, vorzugsweise Nylon-11- oder Nylon-12-Teilchen.

6. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die genannte Bindemittelmasse im nassen Einbrennlack 40-80 % Feststoffe ausschließlich der genannten transparenten Teilchen enthält.

7. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die transparenten Teilchen farblos sind.

8. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das transparente Pigment rotes oder schwarzes Eisenoxid und/oder Lampenruß ist.

9. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die transparenten Teilchen eine solche Erweichungstemperatur haben, daß sie bei der Einbrenntemperatur der genannten Bindemittelmasse fließen.

10. Reflektierendes Substrat, versehen mit einer Einbrennlackschicht, wobei das Substrat die Oberfläche eines Metalls, vorzugsweise von Aluminium, ist und die Teilchen der Einbrennlackschicht Polyamidteilchen, vorzugsweise Nylon-12-Teilchen, sind.