NO319246B1

NO319246B1 - Vannfortynnbar steinslag-beskyttelseslakk samt fremgangsmate for fremstilling og anvendelse av lakken

Info

Publication number: NO319246B1
Application number: NO19960656A
Authority: NO
Inventors: Hans-Dieter Hille
Original assignee: Bollig & Kemper
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 2005-07-04
Also published as: NO960656D0; EP0714424A1; EP1186621A1; ES2192578T3; CN1131961A; ES2269258T3; DE59510616D1; US20030040567A1; JPH09503548A; DE19504947A1; PT1186621E; US20020013400A1; US6559220B2; ATE336531T1; WO1995035350A1; PT714424E; JP3832854B2; ATE236227T1; BR9506269A; KR960703995A

Description

Oppfinnelsen angår vannfortynnbar steinslag-beskyttelseslakk samt fremgangsmåte

for fremstilling og anvendelse av lakken.

Et vesentlig problem ved lakkering av overflater, spesielt bilkarosserier, er steinslag-motstandsdyktigheten for hele lakksjiktet. Steinslag-motstandsdyktigheten bestemmes ved konvensjonelle lakkeringer i det vesentlige av det 30-40 fim tykke fyllersjikt (tysk: Fullerschicht) som befinner seg på elektro-belegningssjiktet, og som på den ene side glatter ut den ru overflate på råkarosseriet for den etterfølgende dekklakkering og fyller ut små ujevnheter og som hovedsakelig gir beskyttelse mot mekaniske angrep (steinslag-beskyttelsesfunksjon).

Et konvensjonelt lakksjikt for en bil ifølge den såkalte "basislakk/klarlakk-fremgangsmåte" består eksempelvis av ialt fire sjikt. Disse fire sjikt påføres etter hverandre i adskilte lakkeringsanlegg. Det første sjikt, som befinner seg direkte på metallet i bilen, er elektro-belegningssjiktet som påføres ved elektro-dyppelakkering - i hovedsak katodisk dyppelakkering (KTL = katodische Tauchlackierung) - for korrosjonsbeskyttelse. Ved elektro-dyppelakkeringen oppstår fremgangsmåtebetinget ikke noe sprøytestøv.

Det andre sjikt, som befinner seg på elektro-belegningssjiktet og som oppviser en tykkelse på ca. 30-40 fim, er det såkalte fyllersjikt, som på den ene side glatter ut den ru overflate på råkarosseriet for den etterfølgende dekklakkering, fyller ut små ujevnheter og i hovedsak gir en beskyttelse mot mekaniske angrep (steinslag-beskyttelsesfunksjon). Dette sjikt dannes i hovedsak ved elektrostatiske påføring av en innbrenningslakk, eksempelvis med elektrostatisk høyrotasjonsklokker og påfølgende innbrenning ved temperaturer over 160°C.

Det tredje sjikt som befinner seg på fyllersjiktet, er basislakksjiktet, som ved hjelp av passende pigmenter gir karosseriet den ønskede farve. Den vannløselige basislakk påføres ved hjelp av vanlige sprøytemetoder.

Det fjerde og øverste sjikt, som befinner seg på basislakksiktet, er klarlakksjiktet, som på samme måte som basislakksjiktet påføres ved konvensjonelle sprøytemetoder, og som på den ene side gir karosseriet den ønskede glans og på den andre side beskytter basis-akken mot miljøpåvirkninger (UV-stråling, saltvann, etc).

Det er oppfinnelsens mål å stille til disposisjon en steinslag-beskyttelseslakk som består de fra bilindustrien foreskrevne tester og som samtidig erstatter funksjonen av den vanlige fyller eller funksjonen av en vanlig fyller og den vanlige basislakkering på samme tid; videre å stille til disposisjon en kompensasjonslakk som i blanding med basislakker av vanlig handelstype består de av bilindustrien foreskrevne tester og samtidig erstatter funksjonen av den vanlige fyller eller funksjonen av den vanlige fyller og det vanlige basislakksjikt.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved hjelp av en steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann, inneholdende bindemidler, pigmenter, organiske løsemidler og additiver, kjennetegnet ved at den i tillegg inneholder ikke-koagulert sprøytestøv fra vann-løselige basislakker med forskjellige farvetoner.

Ved pigmenter forstår man ifølge foreliggende oppfinnelse praktisk talt uløselige, uorganiske eller organiske, farvede eller ikke-farvede farvemidler i anvendelsesmediet, slik de eksempelvis er beskrevet i "Glasurit-Handbuch Lacke und Farben", 11. utg., Curt R. Vincentz Verlag, Hannover 1984, s. 97-108, samt sot, titandioksyd, effektpigmenter, så som aluminiumbronser, og glimmerpigment og mange andre.

Ved bindemidler forstår man her og i det følgende slike stoffer som forbinder like eller forskjellige stoffer med hverandre, spesielt de ikke-flyktige andeler av en lakk uten pigment og fyllstoff, men innbefattet myknere, tørrestoffer og andre ikke-flyktige additiver, fortrinnsvis de vannkombinerbare filmdannende harpikser, som eksempelvis polyester-, polyuretan- og akrylharpikser og mange flere, slik de f.eks. er beskrevet i "Glasurit-Handbuch Lacke und Farben", s. 19-96, eller i H. Wagner, H.F. Sarx "Lackkunstharze", Carl Hanser Verlag, Miinchen 1972.

I en ytterligere utførelsesform ifølge oppfinnelsen ligger forholdet bindemidler til pigmenter ved den vannfortynnbare steinslag-beskyttelseslakk mellom 5:1 og 12:1.

Dersom den vannfortynnbare steinslag-beskyttelseslakk eller kompensasjonslakk inneholder pigmenter, kan dette pigment være et effektpigment, spesielt en aluminiumbronse.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen anvendes bindemidler som etter innbrenning har elastomerkarakter.

Foreliggende oppfinnelse vedrører videre steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge ett av de foregående krav, kjennetegnet ved at bindemidlet er et vannkombinerbart blokkert isocyanat, en polyuretan-, polyester- og/eller melaminharpiks.

Det er også beskrevet en steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge det ovennevnte, kjennetegnet ved at polyesterharpiksen har en midlere molekylvekt fra 5 000 til 10 000; oppviser nok karboksylgrupper til at polyesterharpiksen etter en nøytrali-sering med baser får tilstrekkelige vannfortynnbare egenskaper, og inneholder funksjonelle grupper, spesielt hydroksylgrupper, ved hjelp av hvilke polyesterharpiksen er i stand til å inngå tverrbindinger.

Polyesterharpiksen kan oppvise et OH-tall mellom 20 og 80, spesielt mellom 30 og 60, og et syretall mellom 10 og 50, spesielt mellom 15 og 35.

Glassovergangstemperaturen (Tg) kan ligge mellom -20 og +30oC.

I en ytterligere utførelse er polyesteren spesielt et polykondensasjonsprodukt av en diol med en dikarboksylsyre i nærvær av en komponent som inneholder mer enn to funksjonelle grupper.

Diolen kan være valgt fra gruppen av 1,6-heksandiol, neopentylglykol, 1,4-dimetylolcykloheksan, hydroksypivalinsyre-neopentylglykolester (HPN), perhydrert bispenol-A, trimetylolpropan og trimetylolpropan-monoallyleter.

Dikarboksylsyren kan være valgt fra gruppen av adipinsyre, ftalsyre, isoftalsyre, heksahydroftalsyre, tetrahydroftalsyre eller disse syrers mulige anhydrider, spesielt fra gruppen av dimere fettsyrer.

Komponenten som inneholder mer enn to funksjonelle grupper kan være en triol, en trikarboksylsyre, en monohydroksy-dikarboksylsyre, spesielt en dihydroksy-monokarboksyl-syre, fortrinnsvis trimellittsyre, trimetylolpropan og dimetylolpropionsyre.

De beste egenskaper kan oppnås med bindemidler som etter innbrenningen oppviser elastomer karakter. Det kan være bestemte polyuretaner, hvor det ved segmentert oppbygging innstilles en bestemt rekkefølge av myk- og hard-segmenter. Foretrukne bindemidler er myke polyesterharpikser med høy molekylvekt og høy hydroksyfunksjonalitet, og som oppnås ved polykondensasjon av dimerfettsyrer med polyalkoholer, fortrinnsvis dialkoholer, og hvor forgreningsstedene dannes av trifunksjonelle (hydroksy)-karboksylsyrer. Disse polyesterharpikser anvendes også med blokkerte polyisocyanater eller melaminharpikser som tverr-bindemidler.

Videre kan den vannfortynnbare steinslag-beskyttelseslakk eller kompensasjonslakk i tillegg inneholde organiske løsemidler og additiver.

Under begrepet løsemiddel forstår man slike organiske stoffer som kan bringe andre stoffer i løsning på fysikalsk måte, så som eksempelvis lavere alkoholer, glykoletere, lavere ketoner, spesielt de med vann i store områder blandbare organiske løsemidler, så som butanol, isopropanol, metyletylketon og flere andre, slik de f.eks. er beskrevet i "Glasurit-Handbuch Lacke und Farben", op. eit., s. 117-138.

Som additiver betegner man stoffer som i små mengder kan tilsettes andre stoffer, spesielt flytende stoffer, for å forandre disse stoffers egenskaper på ønsket måte eller for å lette bearbeidingen. Til disse hører glans-, fukte-, tørke-, avsetningsforhindrings-, antipigment-oppflytings-, antiskinn-dannelses-, utflytings-, skille- og glidemidler, samt UV-absorberende stoffer, biocider, myknere, antistatika, stabilisatorer, antioksydanter, antiozonanter, fyllstoffer, viskositetsforbedrere, aldringsbeskyttelsesmidler, detergenser, dispergeringsmidler, antiskummiddel, hardgjøringsakseleratorer, hardgjøringsforsinkere eller tørkestoffer, slik de f. eks. er beskrevet i "Glasurit-Handbuch Lacke und Farben", s. 113-117.

Foreliggende oppfinnelse vedrører videre fremgangsmåte for fremstilling av en vannfortynnbar steinslag-beskyttelseslakk ifølge ett av kravene 1-21, kjennetegnet ved at man anvender ikke-koagulert sprøytestøv av vannløselige basislakker med forskjellig farvetoner, som oppstår ved sprøytepåføringsmetoden.

Oppfinnelsen angår også anvendelsen av en vannfortynnbar steinslag-beskyttelseslakk ifølge ett av kravene 1-21 ved lakkering av bilkarosserier som en erstatning av et andre såkalt fyllersjikt med en tykkelse på 10 til 20 um over en elektro-dyppegmnning og med et påfølgende tredje sjikt av en vannløselig basislakk, og et klarlakk-dekksjikt.

I en ytterligere utførelsesform ifølge oppfinnelsen anvendes en vannfortynnbar seinslag-beskyttelseslakk for lakkering av bilkarosserier som et steinslag-beskyttelsessjikt med en tykkelse på 10 til 20 fim over en elektro-dyppegrunning, samt med et klarlakk-dekksjikt.

Foreliggende oppfinnelse vedrører videre anvendelse av en vannfortynnbar steinslag-beskyttelseslakk ifølge ett av kravene 1-21 for fremstilling av en steinslag-beskyttelseslakkering for bilkarosserier, hvor en elektrodyppe-grunning (KTL) påføres, denne innbrennes, steinslag-beskyttelseslakken ifølge ett av kravene 1-21 påføres, denne tørkes ved 50-90°C, en basislakk påføres, denne tørkes ved 50-100°C, en klarlakk påføres og deretter samlet innbrenning av de tre lakksjikt ved 130-160°C.

Oppfinnelsen omfatter videre at de nødvendige komponenter er tilsatt i form av en kompensasjonslakk med en faststoffkonsentrasjon fra 20 til 80 vekt%.

Kompensasjonslakken tjener således til kondisjonering av basislakken, dvs. at den gir en basislakk av vanlig handelstype steinslag-beskyttelses- og fylleregenskaper, slik at basislakken enten bare erstatter fyllersjiktet (4-sjikts-oppbygging) eller fyller- og basislakksjiktet samtidig (3-sjikts-oppbygging).

Denne kondisjonering stiller spesielt inn klebrigheten av steinslag-beskyttelsessjiktet på en slik måte at ved en stor mekanisk belastning utenfra, som virker inn på hele lakkeringen og som uten sjiktet ifølge oppfinnelsen ved anvendelse av en 3-sjikts-lakkering (altså uten fyllersjikt) vil føre til at elektrobelegningssjiktet vil skalle av, er klebrigheten til elektro-belegningssjiktet innstilt på en slik måte at steinslags-beskyttelsessjiktet på den ene side løser seg fra elektrobelegningssjiktet uten at det river med sistnevnte fra karosserimetallet, og på den andre side blir det som skaller av så lite som mulig. Sistnevnte kan oppnås ved hjelp av tilsetninger som målrettet forhøyer tilbakeslagselastisiteten for steinslag-beskyttelses-lakken. Med tilbakeslagselastisitet menes den egenskap ved hjelp av hvilken en mekanisk impuls (steinslag) oppfanges av en elastisk deformasjon. Derved forhindres en skade på materialet.

For undersøkelse av den egenskap som ligger til grunn for denne steinslag-beskyttelseslakk eller en ved hjelp av kompensasjonslakken kondisjonert basislakk, ved den forhåndsbestemte belastbarhet for det tilsvarende sjikt, finnes det forskjellige metoder, som riktignok er blitt tilpasset det spesielle anvendelsesområde, men som alle har som mål at den mekaniske innvirkning skal kunne reproduseres så nøyaktig som mulig. Det finnes således i bilindustrien foreskrevne tester som forsøker å simulere steinslaget ved at en kule (Mercedes-Benz AG, lakk-testapparat med kulestøt-testapparat ved temperaturer fra -20 til +50°C, en kulediameter valgt fra 2 til 4 mm og en skuddhastighet på 50 til 300 km/time) eller et meisel-lignende testlegeme (test VDA 621-428 fra BMW AG) støter mot den ferdiglakkerte overflate ved nøyaktig definerte temperaturer (romtemperatur og -20°C) og ved ytterligere, nøyaktig definerte parametere.

I en spesielt foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen inneholder den vannfortynnbare steinslag-beskyttelseslakk kabinavløpsvann, kjennetegnet ved at den inneholder kabinavløpsvann med ikke-koagulert sprøytestøv fra vannløselige basislakker.

Som sprøytestøv betegnes det lakkoverskudd som ved lakkeringsprosessen ved sprøytepåførings-fremgangsmåter ikke treffer på den del som skal lakkeres, men fjernes sammen med avluften fra lakkeringssonen, for eksempelvis å føres til en våtutvasking i utvaskingsvannet for sprøytekabinen - i det følgende kalt kabinavløpsvann - for å vaske ut de lakk-komponenter som sprøytestøvet inneholder.

Et stort problem som vanligvis forekommer ved lakkeringer er avfall, spesielt lakkslam. Lakkslam oppstår ved fjerning av de i hovedsak ikke-vannløselige lakk-komponenter fra kabinavløpsvannet ved koagulering, slik at det etter sedimentering eller fraskilling av lakkslammet tilbakevunnede kabinvann av miljøhensyn kan føres i kretsløp.

På grunn av de høye kostnader for avhending er industrien som fremstiller og bearbeider lakk alltid og i stadig større grad interessert i å gå nye veier for å unngå slikt avfall. For dette formål finnes det prinsipielt to muligheter: For det første forsøker man ved anvendelse av spesielle og godt tilpassede lakkeringsmetoder å forhindre at det i det hele tatt oppstår noe sprøytestøv. Til disse metoder hører lakkeringsfremgangsmåter ved over-svømming, helling, dypping, valsing, coilbelegning, elektro-dypping eller lignende. For det andre forsøker man å gjenanvende sprøytestøvet, som eksempelvis uten unntak alltid oppstår ved sprøytelakkering. Påføringsvirkningsgraden ligger ved denne sprøytefremgangsmåte (luftforstøvning, forstøvning uten luft, luftblandingsforstøvning, etc.) for tiden mellom 20 og 80%, dvs. at bare 20-80% av den sprøytede lakk treffer den gjenstand som skal lakkeres, idet resten er sprøytestøv.

En tilgjengelig vannløselig basislakk består vanligvis av

5-15 vekt% pigmenter

10-20 vekt% bindemidler

0-20 vekt% organiske løsemidler

0- 5 vekt% additiver

40 - 85 vekt% vann

Et spesielt stort problem er gjenanvendelsen av basislakk-sprøytestøv. Ettersom karosseriene i en bilfabrikk av logistikkhensyn ikke sprøytes i rekkefølge etter de forskjellige farver (skjemaet er altså ikke: mandager bare svarte, tirsdager bare hvite, onsdager bare røde karosserier, etc.), men i løpet av en 1 time i flere farvetoner, får man i kabinavløpsvannet alltid en vekslende mengde av vannløselig basislakk-sprøytestøv i forskjellige farver. Kabin-avløpsvannet har derfor en uanselig farve, varierende fra slamlignende brun til skittengrå. Dette utelukker en direkte tilbakeføring av disse komponenter til den basislakk som skal påføres, slik det er foreslått i DE-OS 4 213 671.

Frem til i dag har kabinavløpsvannet som inneholder sprøytestøv i alle store bilkarosseri-lakkeringsanlegg blitt overført til et lakkslam ved hjelp av koaguleringsmidler. Tidligere ble dette lakkslam brakt til deponier, noe som på grunn av lovgivningen nå er forbudt. Idag opparbeides derfor dette koagulatslam eller lakkslam, som fremdeles inneholder ca. 50 vekt% vann, etter fjerning av hovedmengden av vann, tørking i dreierørovn og maling til granulat eller pulver, og tilføres en anvendelse utenfor lakk-kretsløpet. Med dette forstår man når det gjelder granulatet en avhendig ved såkalt" termisk nyttiggjørelse", dvs. forbrenning av spesialavfall. Den utvunnede energi oppveier imidlertid hverken materialtapet eller prosess- og investeringskostnadene.

En stofflig nyttiggjørelse av sprøytestøvet fra kabinavløpsvann ved tilbakeføring til sprøyteprosessen, altså en nyttiggjørelse på høyere verditrinn, er bare mulig ved bearbeiding av vann-lakktyper. Som vannlakk betegnes slike systemer som i tillegg til de kjente lakk-komponenter inneholder bindemidler som er dispergerbare i vann og hvor hovedløsemidlet er vann. Ved anvendelse av vann-lakktyper i sprøytepåføirngsmetoder er det en mulighet for at sprøytestøvet setter seg av i kabinavløpsvannet på en slik måte at det ikke oppstår noen koagulering. På denne måte blir kabinavløpsvannet til en sterkt fortynnet vannlakk som ved hjelp av egnede fremgangsmåter kan befris fra overskuddsvann, slik at den igjen kan anvendes som lakk. DE-OS 4 213 671 beskriver således en fremgangsmåte for å gjenvinne sprøytestøvet fra vandige overbelegningsmidler ved sprøytepåføring i vanndusjede sprøyte-kabiner ved hjelp av ultrafiltrering, ved hjelp av hvilken det oppkonsentrerte kabinavløpsvann (retentat) kan anrikes til en faststoff-andel på inntil 35 vekt%. I DE-OS 4 207 425 beskrives en fremgangsmåte for å gjenvinne lakk-sprøytestøv fra vandige lakktyper ved sprøytepåføring ved hjelp av ultrafiltrering med påfølgende elektroforese. Ytterligere fremgangsmåter for gjenvinning av vannlakk-sprøytestøv beskrives i DE-OS 3 428 300, CH-OS 1656/59, DE-OS 4 133 130 og DE-OS 4 202 539.

Det har også vært vurdert å kjøre kabinavløpsvannet så lenge i kretsløp at det oppnås en konsentrasjon av vannlakk i kabinavløpsvannet som muliggjør en direkte anvendelse av

kabinavløpsvannet som vannlakk. Fra JP-PS 4 951 324 er det kjent ved hjelp av ultrafiltering å anrike den lakkholdige rest på lakk ved vann-uttrekning av det samlede kabinavløpsvann på en slik måte at denne rest igjen kan anvendes til farvesprøytelakkering. Ved praktiske forsøk har det imidlertid vist seg at en anriking av vannlakk i kabinavløpsvann til en faststoff-konsentrasjon på over 2 vekt% fører til at sprøytestøvet ikke lenger vaskes fullstendig ut, og at den avluft som føres ut inneholder mer sprøytestøv enn de lovmessige forskrifter (TA-luft) tillater. Som faststoffkonsentrasjon betegnes den samlede mengde av de ikke-flyktige lakk-komponenter, så som eksempelvis pigmenter, bindemidler, additiver osv., uttrykt som vekt-messig andel og beregnet på det samlede innhold av alle lakk-komponenter.

Fra DE-OS 4 213 671 og 4 133 130 er det kjent fremgangsmåter for gjenvinning av sprøytestøvet fra vandige belegningsmidler ved sprøytepåføring i sprøytekabiner, hvor en del av den væske som sirkulerer i ultrafiltrerings-kretsløpet anvendes som vandig belegnings-middel for sprøytepåføring. Denne sirkulerende væske tilsettes alltid det samme sprøyte-middel som det sprøytestøv fra hvilken den oppnås.

Sprøytestøvet av vannløselige basislakk-typer for fremstilling av et ved 50-90°C tørkende steinslag-beskyttelsessjikt anvendes ifølge oppfinnelsen mellom elektrobelegningssjiktet og basislakksjiktet.

Sprøytestøvet kan for anvendelse ifølge oppfinnelsen utvinnes ved hjelp av alle tiltak som er kjent av fagmannen. Oppsamlingen kan eksempelvis finne sted ved hjelp av de mekaniske lakkgjenvinningsmuligheter (skiveanlegg, gjenvinningsvegg, gjenvinningsbånd, relas-lamell-gjenvinningssystem) som er beskrevet i I-Lack 61 (1993) på sidene 425 til 428. Fortrinnsvis overføres sprøytestøvet ved våtutvasking ved hjelp av en av de kjente fremgangsmåter i en form som kan anvendes i henhold til oppfinnelsen. Denne våtutvasking har som følge at sprøytestøvet samler seg i kabinavløpsvannet.

Sprøytestøvet i kabinavløpsvannet har når det gjelder sammensetningen av de enkelte lakk-komponenter en annen sammensetning enn basislakken, fordi eksempelvis de lett-flyktige organiske løsemidler fordunster hurtigere og derfor går ut av sprøytekabinen med avluften.

Kabinavløpsvannet består vanligvis av

0,1 - 1,5 vekt% pigmenter

0,1 - 2,0 vekt% bindemidler

0 - 2,0 vekt% organiske løsemidler

0 - 0,5 vekt% additiver

94 - 99,8 vekt% vann

For oppfinnelsens formål anvendes kabinavløpsvann som inneholder sprøytestøv av vannløselige basislakker med forskjellige farver.

Dette kabinavløpsvann anvendes i henhold til oppfinnelsen fortrinnsvis i en oppkonsentrert form ved at vann er trukket ut. Denne oppkonsentrering gjennom vannfjeming kan finne sted ved hjelp av skillemetoder som er kjente av fagmannen, som eksempelvis oppkonsentrering ved inndamping, fortykking under vakuum, utfrysing, sentrifugering eller frysetørking. En oppkonsentrering av kabinavløpsvannet finner vanligvis sted ved ultrafiltrering eller en kombinasjon av ultrafiltrering og elektroforese (DE-OS 4 297 425).

Dette oppkonsentrerte kabinavløpsvann har en faststoffkonsentrasjon på 10-35 vekt%. Ved oppkonsentreringen av det sprøytestøv som er tatt opp i vannet, oppstår endringer i sammensetningen av konsentratet, fordi eksempelvis vannuløselige og høymolekylære bestanddeler, så som pigmenter og bindemidler, fortrinnsvis holdes tilbake ved ultrafiltrerin-gen, mens de vannløselige og lavmolekylære bestanddeler, så som løsemidler, melaminharpikser og nøytraliseirngsmidler, fortrinnsvis går over i permeatet. Ved vannuttrekkingen kan også egenskaper for lakk-komponentene, så som f.eks. farvetoner og reologi, forandres.

Det oppkonsentrerte kabinavløpsvann består vanligvis av

2-12 vekt% pigmenter

4-18 vekt% bindemidler

0-5 vekt% organiske løsemidler

0- 0,8 vekt% additiver

64-94 vekt% vann

Ved fremstillingen av steinslag-beskyttelseslakken ifølge oppfinnelsen løses således et stort problem ved sprøytelakkering ifølge fremgangsmåten "basislakk/klarlakk", fordi alt sprøytestøv som oppstår ved sprøytelakkeringen av basislakksjiktet kan anvendes fra det tilhørende kabinavløpsvann. Dette betyr at kabinavløpsvannet ikke lenger må koaguleres, og at det derfor ikke lenger oppstår lakkslam ved påføring av basislakksjiktet.

Dette betyr dessuten at såvel basislakk-sprøytestøvet som sprøytestøvet av den av denne utvunnede steinslag-beskyttelseslakk kan føres sammen i et kabinavløpsvann.

En vesentlig fordel ved anvendelse av kabinavløpsvann for fremstilling av steinslag-beskyttelseslakken er at kabinavløpsvannet også kan inneholde forskjellige farvetoner av vannløselige basislakker og likevel kan tilføres en gjenanvendelse på svært høyt verditrinn.

En ytterligere spesiell fordel ved det å erstatte det vanlige fyllersjikt med steinslag-beskyttelsessjiktet ifølge oppfinnelsen ligger i at spesielt innbrenningen av dette fyllersjikt

faller bort. Steinslag-beskyttelsessjiktet ifølge oppfinnelsen tørker ved en temperatur mellom 50 og 90°C, og behøver derfor eksempelvis bare å tørkes med infrarød-strålere eller behøver bare å for-tørkes. Dette betyr betydelige innsparinger i energi og tid. Steinslag-beskyttelsessjiktet ifølge oppfinnelsen behøver heller ikke å påføres med den samme sjikttykkelse som fyllersjiktet, idet det er nok å anbringe et steinslag-beskyttelsessjikt med en tykkelse mellom 10 og 20 fim for å oppnå de samme mekaniske egenskaper som med det konvensjonelle fyllersjikt. Dette betyr igjen betydelige materialinnsparinger.

En ytterligere fordel i forhold til teknikkens stand er at det i stedet for tre bare er nødvendig å installere to kabinavløpsvann-kretsløp. Ved en gjenanvendelse av klarlakken, f.eks. ved ultrafiltrering, blir det for det første mulig å drive en fullstendig lakkslamfri serielakkering av biler. Det er til og med mulig ved anvendelse av vannklarlakk å drive med bare ett kabinavløpsvannkretsløp dersom man optimaliserer påføringseffektiviteten for vannklarlakkpåføringen ved hjelp av egnede muligheter, slik at den oppstående mengde sprøytestøv ikke overstiger behovet for steinslag-beskyttelseslakk ifølge oppfinnelsen. Behovet for steinslag-beskyttelseslakk kan dessuten reguleres ved en variasjon i sjikttykkelsen (spesielt forhøying).

Dersom den fra det oppkonsentrerte kabinavløpsvann ifølge oppfinnelsen fremstilte steinslag-beskyttelseslakk ikke skulle ha de ønskede beskyttelsesegenskaper mot mekaniske belastninger som virker utenfra på hele lakkeringen, så kan den ifølge oppfinnelsen kondisjoneres med henblikk på dette.

Denne kondisjonering finner sted ved tilsetning av de komponenter som er nødven-dige for de ønskede egenskaper for steinslag-beskyttelsessjiktet. Det kan være fordelaktig å fjerne effektpigmentene delvis eller fullstendig.

Denne kondisjonering har til oppgave å stille spesielt adhesjonen av steinslag-beskyttelsessjiktet inn på en slik måte at vedheftingen til elektro-belegningssjiktet ved en sterk mekanisk belastning som virker utenfra på hele lakkeringen og som uten steinslag-beskyttelsessjiktet ifølge oppfinnelsen ved anvendelse av en 3-sjiktslakkering (altså uten fyllersjikt) vil føre til avskalling av elektro-belegriingssjiktet, er innstilt på en slik måte at på den ene side steinslag-beskyttelsessjiktet riktignok løsner fra elektro-belegningssjiktet, men ikke river av sistnevnte fra karosserimetallet, og på den andre side er avskallingen så liten som mulig. Sistnevnte kan oppnås ved tilsetninger som målrettet forhøyer tilbakeslagselastisiteten for steinslag-beskyttelseslakken. Med tilbakeslags-elastisitet er det ment den egenskap ved hvilken en mekanisk impuls (steinslag) fanges opp ved en elastisk deformering. Derved forhindres en skade på materialet.

Ved den ovenfor angitte mekaniske belastning som virker utenfra på hele lakkeringen, kan det dreie seg om enhver innvirkning av mekanisk art, så som eksempelvis steinslag ved kjøretøylakkeringer, det at lakkerte deler gnis mot hverandre eller slås mot hverandre, eller fra hvilke som helst gjenstander på lakkerte overflater.

Som komponenter for kondisjoneringen av de mekaniske egenskaper for steinslag-beskyttelsessjiktet ifølge oppfinnelsen kan det anvendes bindemidler, så som f.eks. et vannkombinerbart blokkert isocyanat, en melamin-, polyuretan- eller polyesterharpiks, organiske løsemidler, pigmenter eller additiver.

Disse komponenter kan tilsettes steinslag-beskyttelseslakken hver for seg, i hvilken som helst blanding eller også som kompensasjonslakk med en faststoff-konsentrasjon fra 20 til 80 vekt%.

Denne kompensasjonslakk inneholder alle for kondisjonering av de ønskede mekaniske egenskaper i steinslag-beskyttelsessjiktet nødvendige komponenter eller bare deler av disse.

Et steinslag-beskyttelseslakk-kretsløp dannes følgelig som om og om igjen tilføres 'basislakk-sprøytestøv og kompensasjonslakk.

Ved kondisjoneringen av det oppkonsentrerte kabinavløpsvann stiller det seg innenfor dette kretsløp etter en tid inn en likevekt som kan opprettholdes ved den riktige og av fagmannen lett bestemmbare mengde av kompensasjonslakk.

Den spesielle fordel ved anvendelsen av kompensasjonslakken ligger i at alle komponenter i steinslag-beskyttelseslakken som er tilpasset det forekommende basislakk-system, kan tilsettes sprøytestøvet eller kabinavløpsvannet i en blandeoperasjon direkte i sprøyteanlegget eller i anleggets umiddelbare omgivelser. Det oppkonsentrerte kabin-avløpsvann, som kan inneholde inntil 90 vekt% vann, må derfor ikke først føres fra den lakkbearbeidende bedrift til et sted hvor det kan undersøkes med henblikk på de egenskaper som er nødvendige for steinslag-beskyttelsessjiktet og eventuelt kondisjoneres ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, idet alt dette kan finne sted på lakkeringsstedet.

Jo høyere faststoffkonsentrasjonen i kompensasjonslakken er, desto mindre vann må

trekkes ut fra kabinavløpsvannet.

Fremgangsmåten for lakkering av bilkarosserier består i påføring av en elektro-dyppegrunning (KTL), innbrenning av denne, påføring av steinslag-beskyttelseslakken ifølge oppfinnelsen, tørking av denne ved 50-90°C, påføring av en basislakk, tørking av denne ved 50-100°C, påføring av en klarlakk og påfølgende samlet innbrenning av de tre lakksjikt ved 130-160°C.

Steinslags-beskyttelseslakken ifølge oppfinnelsen kan anvendes for lakkering av alle faste, plane eller ikke-plane, glatte eller ikke-glatte, metalliske overflater som skal lakkeres ifølge den ovenfor angitte "basislakk/klarlaldc"-fremgangsmåte, og som skal beskyttes mot mekaniske belastninger som virker utenfra på hele lakkeringen, og den kan anvendes mellom elektrobelegnings- og basislakksjiktet. Fortrinnsvis dreier det seg om glatte, metalliske overflater, slik de eksempelvis forekommer ved lakkering av anlegg, apparater, vinduer, spesielt av kjøretøyer (biler, lastebiler, sykler, osv.).

De følgende eksempler tjener til å forklare oppfinnelsen.

EKSEMPLER

Fremstillingseksempel A for en polyesterharpiks

I en reaksjonsbeholder med røre-, kjøle- og oppvarmingsinnretning, samt en fylt kolonne, veies det inn 1187 g 1,6-heksandiol og 1473 g dimerfettsyre (Pripol 1009 fra firma Unichema), og det varmes opp på en slik måte at topp-temperaturen i kolonnen ikke overskrider 100°C. Den maksimale forestringstemperatur er 220°C. Ved et syretall under 5 kjøles det av til 150°C, og det veies inn 1499 g admerginsyre (et addisjonsprodukt av linoljefettsyre og maleinsyreanhydrid, handelsprodukt fra firma Harburger Fettchemie). Det varmes igjen opp på en slik måte at kolonnetemperaturen ikke overstiger 100°C. Den maksimale forestringstemperatur er 220°C. Ved et syretall på 38 kjøles det av og fortynnes med 1658 g butylglykol. Man får en polyester med et faststoffinnhold på 70% og et hydroksyltall på 57.

Fremstillingseksempel B for en polyesterharpiks

I en reaksjonsbeholder med røre-, kjøle- og oppvarmingsinnretning, samt en fylt kolonne veies det inn 598 g dimetylcykloheksan, 3098 g dimerfettsyre (Pripol 1009 fra firma Unichema) og 371 g dimetylolpropionsyre, og det varmes opp på en slik måte at topp-temperaturen i kolonnen ikke overskrider 100°C. Den maksimale forestringstemperatur er 220°C. Ved et syretall på 30 kjøles det av og fortynnes med 1651 g butylglykol. Man får en polyester med et faststoffinnhold på 70% og et hydroksyltall på 30.

Eksempel 1 (kompensasjonslakk)

337 deler av polyesterharpiksen fra fremstillingseksempel A ble under omrøring tilsatt en blanding av 277 deler fullstendig avsaltet vann og 12 deler dimetyletanolamin. Til dette tilsettes under videre omrøring 39 deler av en melaminharpiks av vanlig handelstype, Luwipal LR 8852. pH-verdien er 9,06. Viskositeten stilles inn med fullstendig avsaltet vann på 130 sek., målt i et DIN 4-beger.

Eksempel 2 (kompensasjonslakk)

404 deler av polyesterharpiksen fra fremstillingseksempel B ble under omrøring tilsatt en blanding av 457 deler fullstendig avsaltet vann og 10 deler dimetyletanolamin. Til dette tilsettes under videre omrøring 47 deler av en melaminharpiks av vanlig handelstype, Luwipal LR 8852. pH-verdien er 9,06. Viskositeten stilles inn med fullstendig avsaltet vann på 130 sek., målt i et DIN 4-beger.

Eksempel 3 (kompensasjonslakk)

206 deler av polyesterharpiksen fra fremstillingseksempel B ble under omrøring tilsatt en blanding av 289 deler fullstendig avsaltet vann og 7,5 deler dimetyletanolamin. Til dette tilsettes under videre omrøring 298 deler av det blokkerte isocyanat Bayhydrol LS 2050 fra firma Bayer AG Leverkusen. pH-verdien stilles inn på 8,5 med en 10% vandig dimetyletanolamin-løsning. Viskositeten stilles inn med fullstendig avsaltet vann på 130 sek., målt i et DIN 4-beger.

Eksempel 4 (opparbeiding av sprøytestøv)

En laboratorie-sprøytekabin med en omløpsvannkapasitet på 250 liter ble fylt med fullstendig avsaltet vann. I denne sprøytekabin ble det med en flytebegerpistol sprøytet fem forskjellige vannbasislakk-farvetoner, fremstilt som beskrevet i det europeiske patentskrift 502 934. Av hver farvetone ble det forbrukt 2-3 kg, inntil faststofifnnholdet i kabin-omløpsvannet var steget til 1%.

Det på denne måte oppnådde kabinvann ble ved hjelp av ultrafiltrering oppkonsentrert til et faststoffinnhold på 18%.

Eksempel 5 (steinslag-beskyttelseslakk)

Til 390 deler av retentatet fra den ovenfor beskrevne opparbeiding ble det under omrøring tilsatt 2 deler av en melaminharpiks, Cymel 327, av vanlig handelstype. Til denne blanding ble det tilsatt 268 deler av kompensasjonslakken fra eksempel 1 og med fullstendig avsaltet vann stilt inn på en viskositet på 35 sek.

Eksempel 6 (steinslag-beskyttelseslakk)

78 deler av hver av de samme fem vannbasislakk-farvetoner, som ble opptatt for simulering av sprøytestøv (som beskrevet i eksempel 4) ble blandet under omrøring. Til dette tilsettes likeledes under omrøring 268 deler av kompensasjonslakken fra eksempel 1. Etter innstilling av pH-verdien på 9,0 - 9,1 stilles det med fullstendig avsaltet vann inn en viskositet på 35 sek.

Steinslag-beskyttelseslakkene ble ifølge kjente metoder sprøytet på fosfaterte stålplater som var besjiktet med en elektro-dyppelakkering av vanlig handelstype. Etter en ut-luftingstid på 3 minutter ble det tørket ved tre forskjellige temperaturer. En del av platene ble tørket i 10 minutter ved 100°C, en annen del 10 minutter ved 130°C og den tredje del 10 minutter ved 150°C. Sjikttykkelsene for de tørre filmer var 14-19 fim. Alle plater ble deretter på vanlig måte overlakkert med vannbasislakk av vanlig handelstype og 2-komponent-klarlakk på isocyanatbasis.

Eksempel 7 (basislakk med integrert steinslag-beskyttelse)

100 deler av en metallic basislakk med farvetone sølv, fremstilt som beskrevet i det europeiske patentskrift 502 934, ble under omrøring blandet med 135 deler av kompensasjonslakken fra eksempel 3 og innstilt på en viskositet på 45 sek. (DIN 4).

Den på denne måte modifiserte basislakk sprøytes på fosfaterte stålplater som er besjiktet med en elektro-dyppelakkering av vanlig handelstype og overlakkert etter en ut-luftingstid på 5 minutter med den ikke-modifiserte basislakk. Deretter ble det på vanlig måte, som beskrevet ovenfor, overlakkert med klarlakk. Sjikttykkelsen for det første modifiserte basislakksjikt var 9 fim og tykkelsen på det andre ikke-modifiserte sjikt 7 fim.

Alle plater viste en god og med seriestandarden sammenlignbar dekklakk-tilstand.

Platene gjennomgikk en steinslag-test, slik den er vanlig hos Mercedes Benz AG. Testplatene ble for dette formål først avkjølt til -20°C og ved denne temperatur beskutt med en stålkule med diameter 3 mm og med en hastighet på 250 km/ time. Det var her ikke akseptabelt med gjennomslag til platen, og avskallingene skulle ikke være større enn 8 mn<vv >Alle testplater bestod denne test.

Claims

1. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann, inneholdende bindemidler, pigmenter, organiske løsemidler og additiver, karakterisert ved at den i tillegg inneholder ikke-koagulert sprøytestøv fra vannløselige basislakker med forskjellige farvetoner.

2. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder kabinavløpsvann med ikke-koagulert sprøytestøv fra vannløselige basislakker.

3. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den inneholder kabinavløpsvann som er oppkonsentrert til en fast-stoffkonsentrasjon fra ca. 10 til 35 vekt%.

4. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at de løsemidler som skal tilsettes er helt eller delvis blandbare med vann.

5. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes bindemidler som etter innbrenning har elastomer-karakter.

6. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den inneholder 20-60 vekt% bindemiddel og 2-10 vekt% pigmenter.

7. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 6, karakterisert ved at forholdet bindemidler til pigmenter ligger mellom 5:1 og 12:1.

8. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at pigmentet er et effektpigment, spesielt en aluminiumbronse.

9. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at bindemidlet er et vannkombinerbart blokkert isocyanat, en polyuretan-, polyester- og/eller melaminharpiks.

10. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 9, karakterisert ved at polyesterharpiksen har en midlere molekylvekt fra 5 000 til 10 000; oppviser nok karboksylgrupper til at polyesterharpiksen etter en nøytralisering med baser får tilstrekkelige vannfortynnbare egenskaper, og inneholder funksjonelle grupper, spesielt hydroksylgrupper, ved hjelp av hvilke polyesterharpiksen er i stand til å inngå tverrbindinger.

11. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at polyesterharpiksen oppviser et OH-tall mellom 20 og 80, spesielt mellom 30 og 60, og et syretall mellom 10 og 50, spesielt mellom 15 og 35.

12. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge ett av kravene 9-11, karakterisert ved at polyesterharpiksen oppviser en glassomvandlingstemperatur (Tg) mellom -20 og +30°C.

13. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge ett av kravene 9-12, karakterisert ved at polyesteren er et polykondensasjonsprodukt av en diol med en dikarboksylsyre i nærvær av en komponent som inneholder mer enn to funksjonelle grupper.

14. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 13, karakterisert ved at diolen er valgt ut fra gruppen av 1,6-heksandiol, neopentylglykol, 1,4-dimetylolcykloheksan, hydroksypivalinsyre-neopentylglykolester (HPN)> perhydrert bispenol-A, trimetylolpropan og trimetylolpropan-monoallyleter.

15. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 13 eller 14, karakterisert ved at dikarboksylsyren er valgt ut fra gruppen av adipinsyre, ftalsyre, isoftalsyre, heksahydroftalsyre, tetrahydroftalsyre eller disse syrers mulige anhydrider, spesielt fra gruppen av dimere fettsyrer.

16. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 13-15, karakterisert ved komponenten som inneholder mer enn to funksjonelle grupper er en triol, en trikarboksylsyre, en monohydroksydikarboksylsyre, spesielt en dihydroksymono-karboksylsyre.

17. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 16, karakterisert ved at komponenten som inneholder mer enn to funksjonelle grupper er trimellittsyre, trimetylolpropan, spesielt dimetylolpropionsyre.

18. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at de komponenter som er tilsatt til sprøytestøvet helt eller delvis er tilsatt i form av en kompensasjonslakk.

19. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 18, karakterisert ved at kompensasjonslakken inneholder 40-80 vekt% bindemiddel.

20. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 18 eller 19, karakterisert ved at kompensasjonslakken i tillegg inneholder inntil 20 vekt% pigmenter.

21. Steinslag-beskyttelseslakk som kan fortynnes med vann ifølge krav 18-20, karakterisert ved at kompensasjonslakken oppviser et forhold bindemidler til pigmenter mellom 10:1 og 15:1.

22. Fremgangsmåte for fremstilling av en vannfortynnbar steinslag-beskyttelseslakk ifølge ett av kravene 1-21, karakterisert ved at man anvender ikke-koagulert sprøytestøv av vann-løselige basislakker med forskjellig farvetoner, som oppstår ved sprøy-tepåføringsmetoden.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert ved at man anvender kabinavløpsvann som er oppkonsentrert til en faststoffkonsentrasjon fra 10 til 35 vekt% ved at vann er trukket ut.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 22-23, karakterisert ved at de nødvendige komponenter er tilsatt i form av en kompensasjonslakk med en faststoffkonsentrasjon fra 20 til 80 vekt%.

25. Anvendelse av en vannfortynnbar steinslag-beskyttelseslakk ifølge ett av kravene 1 - 21 ved lakkering av bilkarosserier som en erstatning av et andre såkalt fyllersjikt med en tykkelse på 10 til 20 um over en elektro-dyppegrunning og med et påfølgende tredje sjikt av en vannløselig basislakk, og et klarlakk-dekksjikt.

26. Anvendelse av en vannfortynnbar steinslag-beskyttelseslakk ifølge ett av kravene 1-21 ved lakkering av bilkarosserier som et steinslag-beskyttelsessjikt med en tykkelse på 10 til 20 jun over en elektro-dyppegrunning, samt med et klarlakk-dekksjikt.

27. Anvendelse av en vannfortynnbar steinslag-beskyttelseslakk ifølge ett av kravene 1-21 for fremstilling av en steinslag-beskyttelseslakkering for bilkarosserier, hvor en elektrodyppe-grunning (KTL) påføres, denne innbrennes, steinslag-beskyttelseslakken ifølge ett av kravene 1-21 påføres, denne tørkes ved 50-90°C, en basislakk påføres, denne tørkes ved 50-100°C, en klarlakk påføres og deretter samlet innbrenning av de tre lakksjikt ved 130-160°C.