DE102009016089A1

DE102009016089A1 - Beschichtungszusammensetzung

Info

Publication number: DE102009016089A1
Application number: DE102009016089A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Dr. Kuntz; Ulrich Dr. Schoenefeld; Anne Lange
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2010-09-23
Also published as: WO2010105731A2; DE112010001211A5; US20120070673A1; WO2010105731A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine pigmentierte Beschichtungszusammensetzung für einen Automobil-Klarlack, die Verwendung einer solchen Beschichtungszusammensetzung, einen Automobil-Klarlack, sowie auf ein Verfahren zur Beschichtung eines Automobils mit einem Klarlack.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtungszusammensetzung für einen Automobil-Klarlack, die Verwendung einer solchen Beschichtungszusammensetzung, einen mittels dieser Beschichtungszusammensetzung hergestellten Klarlack sowie auf ein Verfahren zur Beschichtung eines Automobils mit einem Klarlack.
Autolacke haben viele Funktionen zu erfüllen. Sie verleihen dem Fahrzeug Farbe und Glanz, sollen jedoch auch dauerhaft vor äußeren Einflüssen wie UV-Strahlen, Streusalz, saurem Regen und anderen Umwelteinflüssen, Vogelexkrementen, Steinschlag, mechanischer und chemischer Beanspruchung durch Waschstraßen und vielem mehr schützen und dabei ihren optischen Eindruck über eine möglichst lange Zeit unbeeinträchtigt aufrecht erhalten. Ein attraktiver Autolack vermittelt und unterstützt im besten Falle Wertigkeit und Exklusivität des Fahrzeugs.
Es ist deshalb nicht verwunderlich, dass sowohl an das Prozedere des Aufbringens von Fahrzeuglackierungen als auch an die chemische Zusammensetzung und das optische und funktionelle Zusammenspiel der einzelnen Schichten einer Fahrzeuglackierung hohe Anforderungen gestellt werden.
Für hochwertige Fahrzeugtypen haben sich im allgemeinen zwei verschiedene Beschichtungsarten durchgesetzt, nämlich die Zweischicht-Lackierung und die Dreischicht-Lackierung, wobei erstere bevorzugt angewendet wird.
Bei der Zweischicht-Lackierung wird auf die vorbereiteten (E-Coat, Füller etc.) Karosserieteile zunächst ein Basislack aufgebracht, welcher neben Bindemitteln sowie Zusatz- und Hilfsstoffen zur Verbesserung des Verlaufsverhaltens und der Hafteigenschaften vor allem Farbpigmente enthält, die dem Fahrzeug die sichtbare Farbigkeit verleihen. Ein Basislack muss deckend aufgebracht werden, so dass er die Oberfläche der grundierten Karosserieteile vollständig bedeckt. Soll das Fahrzeug mit besonderen farbigen Effekten wie Metallglanz, Perlglanz, Glitzereffekten oder Farbflopps versehen werden, sind Mischungen aus organischen und/oder anorganischen Absorptionspigmenten und/oder Farbruß und den so genannten Effektpigmenten, zu denen Metallpigmente und Perlglanz-Pigmente zählen, in der Basislackschicht inzwischen gängiger Stand der Technik. Allerdings beeinflussen sich die Pigmente im Basislack hier gegenseitig in unvorteilhafter Weise, weil Effektpigmente häufig nicht deckend sind und die gesamte Pigmentbeladung des Basislacks nicht über bestimmte Gewichtsanteile hinausgehen darf, ohne dass die Verlaufseigenschaften des Lacks oder dessen Haltbarkeit vermindert würden. Daher sind die mittels insbesondere transparenter Effektpigmente erzielbaren zusätzlichen Glanz-, Glitzer- und Farbfloppeffekte im Basislack nur relativ schwach ausgeprägt, weil eine Kombination dieser nicht deckenden Pigmente mit Absorptionspigmenten für einen deckenden Basislack unerlässlich ist.
Um den Basislack vor den oben bereits genannten äußeren Einflüssen zu schützen, wird abschließend ein unpigmentierter Klarlack aufgebracht. Dieser enthält Zusatzstoffe, die unter anderem für die Lichtechtheit, Wetterfestigkeit, chemische und Wärmebeständigkeit, Kratzfestigkeit und Lösemittelbeständigkeit der Lackierung eingesetzt werden. Insbesondere muss die Lichtechtheit des Basislackes hergestellt werden, wenn dieser Effektpigmente wie Perlglanzpigmente bzw. Interferenzpigmente auf Glimmerbasis enthält, die mit Metalloxiden, insbesondere mit Titandioxid, beschichtet sind. Obwohl diese Pigmente in der Regel bereits mit zusätzlichen Nachbeschichtungen versehen sind, die die bekannte Photoaktivität von Titandioxid herabsetzen sollen, ist eine weitere Schutzschicht, die UV-stabilisierende Hilfsstoffe enthält, auf der Basislackschicht hoch wünschenswert.
Da, wie vorab beschrieben, die Ansprüche an Basislack und Klarlack sehr verschieden sind, ist in der Regel auch deren chemische Zusammensetzung sehr unterschiedlich und speziell auf den gewünschten Anwendungszweck zugeschnitten.
Das Aufbringen des Klarlacks auf den Basislack kann mit oder ohne Zwischentrocknung und Zwischenhärtung erfolgen. In der Regel erfolgt eine Aufbringung des Klarlacks nach kurzer Antrocknung des Basislackes. Anschließend wird das gesamte Lacksystem gemeinsam getrocknet und einem Härtungsprozess unterzogen.
Im Unterschied zur Zweischicht-Lackierung wird bei der Dreischicht-Lackierung ein Basislack in zwei übereinander liegenden Schichten aufgebracht. Dabei enthält die untere Basislackschicht neben den üblichen Additiven und Hilfsstoffen vor allem Absorptionspigmente, während die darüber liegende Basislackschicht lediglich Effektpigmente und in der Regel keine Absorptionspigmente enthält. Auf diese Weise kann der die Effektpigmente enthaltenden Schicht eine deckende Absorptionsfarbschicht unterlegt werden, die die spezifischen optischen Effekte der in der darüber liegenden Schicht befindlichen Effektpigmente gut zur Geltung bringt. Außerdem kann die Konzentration an Effektpigmenten in der zweiten Basislackschicht gegenüber dem Basislack bei der Zweischicht-Lackierung erhöht werden, was wiederum zu besseren Glanz-, Glitzer- oder Farbfloppeffekten führen kann: Bis auf die Art der Pigmentierung ist die chemische Zusammensetzung der beiden Basislackschichten bei dieser Art der Lackierung im wesentlichen gleich oder ähnlich, da beide denselben Anforderungen genügen müssen.
Genau wie bei der Zweischicht-Lackierung wird auch hier der Lackierungsprozess mit dem Auftragen einer Klarlackschicht abgeschlossen, die wie vorab beschrieben aufgebaut ist. Obwohl die Dreischicht-Lackierung unter Umständen zu besseren optischen Spezialeffekten führen kann, die auf den Einfluss der Effektpigmente in der zweiten Basislackschicht zurückzuführen sind, liegen die wirtschaftlichen Nachteile eines solchen Verfahrens auf der Hand. Mit den Aufbringen einer dritten Lackschicht sind drei Lackierungsschritte einschließlich der jeweiligen Vor- und Nacharbeiten sowie eines umfangreichen Equipments nötig. Die erzielbaren optischen Effekte stehen dabei oft in keinem wirtschaftlichen Verhältnis zum nötigen Aufwand.
Es hat auch bereits Versuche gegeben, die abschließende Klarlackschicht in gewissem Maße „einzufärben”, um das Deckvermögen und die Brillanz der von der oder den Basislackschichten erzielbaren Farbwirkung zu verstärken. Zu diesem Zwecke werden organische oder anorganische Farbmittel, oft löslicher Natur, in geringen Konzentrationen eingesetzt. Anorganische transparente Effektpigmente, insbesondere mit Metalloxiden wie Titandioxid beschichtete Perlglanz- oder Interferenzpigmente, sind bisher in Automobil-Klarlacken nicht beschrieben worden, was mit hoher Wahrscheinlichkeit auf die bekannten vorab erläuterten Probleme mit deren Lichtbeständigkeit beziehungsweise der Vergilbungneigung damit pigmentierter Lacke sowie weiterer Verarbeitungsschwierigkeiten (Absetzneigung, Agglomeration) zurückzuführen ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Beschichtungszusammensetzung für Automobile vorzuschlagen, welche das Erzielen von optischen Sondereffekten, insbesondere von starken Glanz- und Glitzereffekten mit Tiefenwirkung ermöglicht, ohne dass eine aufwändige Dreischicht-Lackierung der Fahrzeugteile erforderlich ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht des Weiteren darin, ein einfaches Verfahren zur Beschichtung von Automobilen oder Automobilteilen zur Verfügung zu stellen.
Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Verwendung der genannten Beschichtungszusammensetzung aufzuzeigen.
Darüber hinaus besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Automobil-Lack zur Verfügung zu stellen, der die genannten Anforderungen erfüllt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Beschichtungszusammensetzung für einen Automobil-Klarlack gelöst, die ein transparentes Effektpigment enthält.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zur Beschichtung von Automobilen oder Automobilteilen mit einem Klarlack gelöst, wobei eine Beschichtungszusammensetzung, die ein transparentes Effektpigment enthält, auf ein vorab mit mindestens einer Beschichtung aus einem Basislack vorbeschichtetes, optional getrocknetes und/oder gehärtetes, Substrat als äußerste Lackbeschichtung aufgebracht, getrocknet und gehärtet wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung, die ein transparentes Effektpigment enthält, zur Beschichtung von Automobilen oder Automobilteilen mit einer äußersten Lackschicht ebenfalls gelöst.
Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen Automobil-Klarlack gelöst, welcher als äußerste Lackschicht auf einem Automobil oder Automobilteil vorliegt und aus einer getrockneten und gehärteten Beschichtungszusammensetzung besteht, die ein transparentes Effektpigment enthält.
Bei einem Automobil-Klarlack im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Klarlack für die Erstlackierung von Automobilen, der im allgemeinen auch als OEM(Original Equipment Manufacturers)-Klarlack bezeichnet wird. Solche Lacke sind Serienlacke für die Serienlackierung von Automobilen durch die Automobilhersteller und unterscheiden sich im Aufbau sowie in der Anwendung und Art der Aufbringung von übrigen Fahrzeuglacken, Lacken für Kleinserien, Lacken für Nutzfahrzeuge oder Reparaturlacken. OEM-Lacke müssen die Spezifikationen der Automobilhersteller erfolgreich durchlaufen und werden von diesen für bestimmte Fahrzeugtypen freigegeben. Bedingt durch die erforderliche genaue Spezifikation der Lacke sind Materialabweichungen praktisch nicht erlaubt.
Wegen der unterschiedlichen Aufgabenstellungen unterscheiden sich OEM-Klarlacke jedoch auch signifikant von OEM-Basislacken, wie vorab bereits kurz dargestellt wurde. Während Basislacke vornehmlich der Farbgebung des Automobils dienen und zu diesem Zwecke die Farb-, Verlaufs- und Haftungseigenschaften dieser Lacke über die entsprechenden Zusätze erzielt werden, steht bei Klarlacken die Schutz- und Konservierungsfunktion bezüglich nachteiliger äußerer Einflüsse im Vordergrund. Selbstverständlich müssen sich jedoch auch die OEM-Klarlacke gut auf dem jeweiligen Untergrund verteilen lassen, also gute Verlaufseigenschaften aufweisen. Außerdem wird OEM-Klarlacken auch eine gewisse Hilfsfunktion für die parallele Ausrichtung von Effektpigmenten im Basislack beigemessen. Diese Funktionen werden im Wesentlichen durch die Art und Menge der gewählten Bindemittel und Zusatzstoffe erfüllt.
Unter Effektpigmenten werden im allgemeinen Pigmente verstanden, die einem Anwendungsmedium neben Farbe zusätzliche Eigenschaften wie zum Beispiel Winkelabhängigkeit der Farbe, Glanz oder Textur verleihen. Dabei ist ein Pigment definiert als eine aus Teilchen bestehende, im Anwendungsmedium praktisch unlösliche Substanz, die als Farbmittel oder wegen ihrer korrosionshemmenden, magnetischen, elektrischen oder elektromagnetischen Eigenschaften verwendet wird.
Zu den Effektpigmenten zählen Glanzpigmente, Metalleffektpigmente, Perlglanzpigmente und Interferenzpigmente.
Glanzpigmente sind vorwiegend plättchenförmig ausgebildete Effektpigmente, die sich parallel orientieren lassen und dann durch Lichtreflexion einen charakteristischen Glanz aufweisen. Glanzpigmente aus Metall werden als Metalleffektpigmente bezeichnet. Unter Perlglanzpigmenten werden Glanzpigmente verstanden, die aus transparenten Plättchen mit hoher Brechzahl bestehen. Zeigen solche Perlglanzpigmente auch Interferenzfarben, werden sie als Interferenzpigmente bezeichnet.
Transparente Effektpigmente im Sinne der vorliegenden Erfindung sind also Glanzpigmente, Perlglanzpigmente und Interferenzpigmente, die aus transparenten oder im wesentlichen transparenten Schichten bestehen. Darunter werden im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Trägerschicht sowie gegebenenfalls zusätzliche, die Trägerschicht in der Regel umhüllende, Schichten verstanden, die auftreffendes Licht zu mindestens 60%, vorzugsweise zu mindestens 70% und mehr, insbesondere zu mindestens 90%, transmittieren.
Die erfindungsgemäß eingesetzten transparenten Effektpigmente sind plättchenförmig und können sowohl einschichtig als auch mehrschichtig aufgebaut sein. Sind sie einschichtig aufgebaut, bestehen sie aus hochbrechenden Materialien wie beispielsweise Titandioxid, oder auch aus niedrigbrechenden Materialien wie einem Borosilikat, Glas, SiO₂, Al₂O₃, natürlichem oder synthetischem Glimmer, Talk oder einem anderen Schichtsilikat, insbesondere jedoch aus Glas- oder Borosilikat. Dabei kommen niedrigbrechende Materialien nur dann in Betracht, wenn der Unterschied in der Brechzahl des niedrigbrechenden Materials im Vergleich zur Brechzahl des Anwendungsmediums mindestens 0,1, vorzugsweise jedoch mindestens 0,3 beträgt.
Mehrschichtig aufgebaute Effektpigmente weisen einen plättchenförmigen Träger aus einem Borosilikat, Glas, SiO₂, Al₂O₃, natürlichem oder synthetischem Glimmer, Talk oder einem anderen Schichtsilikat, auf. Auf diesem Träger ist mindestens eine anorganische Beschichtung angeordnet, die aus TiO₂, ZrO₂, SnO₂, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ oder Cr₂O₃, oder Mischungen oder Mischoxiden aus diesen besteht. Dabei ist die sich direkt auf dem Träger befindliche erste anorganische Beschichtung vom Träger verschieden. Vorzugsweise umhüllt die mindestens eine anorganische Beschichtung den Träger weitestgehend oder vollständig.
Aus diesen Pigmenten sind die folgenden besonders bevorzugt:
Borosilikat-Trägerplättchen – TiO₂-Beschichtung (Anatas oder Rutil)
Borosilikat-Trägerplättchen – Fe₂O₃-Beschichtung
Glas-Trägerplättchen – TiO₂-Beschichtung (Anatas oder Rutil)
Glas-Trägerplättchen – Fe₂O₃-Beschichtung
Aluminiumoxid-Trägerplättchen – TiO₂-Beschichtung (Anatas oder Rutil)
Aluminiumoxid-Trägerplättchen – Fe₂O₃-Beschichtung
Ganz besonders bevorzugt sind
Borosilikat-Trägerplättchen – TiO₂-Beschichtung (Anatas oder Rutil) und
Glas-Trägerplättchen – TiO₂-Beschichtung (Anatas oder Rutil).
Auf dem Träger können auch mehrere anorganische Schichten übereinander angeordnet sein. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn sich hoch- und niedrigbrechende Schichten in der Beschichtung abwechseln. Beiden oben genannten Materialien handelt es sich bei TiO₂, ZrO₂, Fe₂O₃ und Cr₂O₃ um hochbrechende Materialien, während SnO₂, SiO₂, Al₂O₃ zu den niedrigbrechenden Materialien zählen.
Bei Pigmenten mit Mehrfachbeschichtung sind die folgenden bevorzugt:
Borosilikat-Trägerplättchen – TiO₂-SiO₂-TiO₂-Beschichtung (TiO₂ jeweils Anatas oder Rutil);
Glas-Trägerplättchen – TiO₂-SiO₂-TiO₂-Beschichtung (TiO₂ jeweils Anatas oder Rutil);
Aluminiumoxid-Trägerplättchen – TiO₂-SiO₂-TiO₂-Beschichtung (TiO₂ jeweils Anatas oder Rutil),
aus diesen jedoch insbesondere jene auf der Basis eines Borosilikat- oder Glas-Trägerplättchens.
Die Ausdehnung in Länge und Breite beträgt für die erfindungsgemäß eingesetzten transparenten Effektpigmente zwischen 2 und 500 μm, vorzugsweise zwischen 10 und 200 μm, 10 und 125 μm sowie 10 und 100 μm. Diese Ausdehnung wird gewöhnlich auch als Teilchengröße der Pigmente bezeichnet. Obwohl grundsätzlich alle Teilchengrößen im oben genannten Bereich eingesetzt werden können, sind zur Erzielung besonders markanter Glanz- und Glitzereffekte gröbere Pigmentfraktionen bevorzugt, also solche, die einen hohen Anteil an Pigmenten mit einer Teilchengröße von 100 μm und größer aufweisen.
Die Dicke der transparenten Effektpigmente beträgt gewöhnlich zwischen 0,05 und 5 μm, vorzugsweise von 0,1 bis 4,5 μm und besonders bevorzugt von 0,2 bis 1 μm.
Die transparenten Effektpigmente weisen ein Aspektverhältnis (Verhältnis von Länge zu Dicke) von mindestens 2, bevorzugt von mindestens 10 und besonders bevorzugt von mindestens 50 auf, welches jedoch auch bis zu 2000 betragen kann.
Die erfindungsgemäß eingesetzten transparenten Effektpigmente können zusätzlich zu den vorab bereits beschriebenen Beschichtungen noch eine übliche anorganische und/oder organische Nachbeschichtung aufweisen. Solche Beschichtungen werden gewöhnlich aufgebracht, um die Anpas sung von Effektpigmenten an das jeweilige Anwendungsmedium zu verbessern und für eine bessere Dispergierung, Verminderung der Absetzneigung, Verbesserung der Lichtechtheit, bessere Wiederaufrührbarkeit der Pigmente etc. im Anwendungsmedium zu sorgen. Beispiele für derartige Beschichtungen finden sich unter anderem in EP 0 632 109 , US 5,759,255 , DE 43 17 019 , DE 39 29 423 , DE 32 35 017 , EP 0 492 223 , EP 0 342 533 , EP 0 268 918 , EP 0 141 174 , EP 0 764 191 , WO 98/13426 oder EP 0 465 805 .
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäß eingesetzten transparenten Effektpigmente mindestens eine organische Nachbeschichtung auf, oder weisen mindestens eine anorganische Nachbeschichtung auf, vorteilhafterweise jedoch mindestens eine anorganische und eine organische Nachbeschichtung.
Die erfindungsgemäß eingesetzten transparenten Effektpigmente sind unter verschiedenen Handelsbezeichnungen von verschiedenen Herstellern kommerziell erhältlich. Besonders bevorzugt werden transparente Effektpigmente eingesetzt, die unter den Handelsnamen Iriodin^® Flash***, Iriodin^® Shimmer***, Iriodin^® Glitter***, Miraval^® Scenic*** und Miraval^® Magic*** jeweils in verschiedenen Farbstellungen von der Merck KGaA, Darmstadt, Bundesrepublik Deutschland, angeboten werden. Dabei handelt es sich um Pigmente auf der Basis von Glimmer- und Borosilikat-Plättchen, deren Teilchengrößen im Bereich von 10 bis 200 μm liegen und die einen relativ hohen Anteil an groben Pigmenten aufweisen. Diese Pigmente zeigen im erfindungsgemäßen Klarlack einen besonders starken Glanz sowie ein starkes punktuelles Glitzern bei gleichzeitiger neutraler oder wenn gewünscht auch deutlich sichtbarer Farbigkeit. Wegen der besonders starken Glitzereffekte sind die Pigmente der Miraval^®-Serie ganz besonders bevorzugt.
Die transparenten Effektpigmente liegen in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Beschichtungszusammensetzung, vor. Bevorzugt ist ein Anteil der transparenten Effektpigmente von höchstens 0,5 Gew.-%, insbesondere von höchstens 0,3 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von 0,01 bis 0,15 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Beschichtungszusammensetzung.
Es hat sich in überraschender Weise herausgestellt, dass eine solch geringe Menge an transparenten Effektpigmenten sich nicht nachteilig auf die Eigenschaften hinsichtlich chemischer, mechanischer und Lichtbeständigkeit, die ein üblicherweise für die Erstlackierung von Fahrzeugen eingesetzter Klarlack aufweisen muss, auswirken. Dies ist selbst dann nicht der Fall, wenn die transparenten Effektpigmente mit einer oder mehreren Beschichtungen aus Titandioxid versehen sind, das für seine photoaktive Wirkung bekannt ist und üblicherweise ein Vergilben von Lackschichten verursacht. Auch in Bezug auf die Haftungseigenschaften und die Abbildeschärfe (DOI – Distinctness Of Image) des Klarlackes können Ergebnisse erzielt werden, die denen von Klarlacken ohne Pigmentzusatz weitestgehend entsprechen. Gleichzeitig bewirken die geringen Zusätze an transparenten Effektpigmenten jedoch auffällig starke farbige Glanz- und insbesondere Glitzereffekte, die bei einer üblichen Zweischicht-Lackierung selbst dann nicht zu erreichen sind, wenn im Basislack weitaus größere Mengen an transparenten Effektpigmenten eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung für einen Automobil-Klarlack enthält neben den transparenten Effektpigmenten mindestens ein für Automobil-Klarlacke gebräuchliches Bindemittel sowie optional mindestens ein Lösemittel.
Die üblichen OEM-Klarlack-Zusammensetzungen, wie sie in der Industrie. standardmäßig eingesetzt werden, können hier als Klarlack-Grundkörper (Vehicle) verwendet werden. Je nach verwendetem Beschichtungsverfahren und sonstigen Ansprüchen kommen dabei SBCC1-(1K Solvent Borne Clear Coat – Einkomponentenklarlack auf Lösemittelbasis), SBCC2-(2K Solvent Borne Clear Coat – Einkomponentenklarlack auf Lösemittelbasis), WBCC-(1K Water Borne Clear Coat – wasserbasierender Einkomponentenklarlack) und PCC-(Powder Clear Coat – Pulverklarlack) Systeme in Frage.
Dabei kommt den beiden erstgenannten Systemen weltweit noch immer die höchste wirtschaftliche Bedeutung zu, während WBCC- und PCC-Systeme wegen ihrer lösemittelfreien Zusammensetzung aus umwelttechnischen Gründen zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Je nach dem gewählten Lacksystem werden standardmäßig verschiedene Bindemittelsysteme und Vernetzer eingesetzt. SBCC1-Systeme werden demnach häufig auf Acryl-Melamin-Basis oder auch auf Acryl-Melamin-Silan-Basis, teilweise jedoch auch auf Carbamat-Melamin-Basis aufgebaut. Epoxidharze und Polyurethane werden sowohl für 1-Komponentensysteme als auch für 2-Komponentensysteme auf Lösemittelbasis eingesetzt. Wasserbasierende Systeme beruhen in der Regel auf Polyesteracrylaten, die mit geblockten Isocyanat- und Melaminharzen vernetzt sind. Acrylate, insbesondere Glycidylmethacrylate, stellen auch die häufigsten Bindemittel-Vernetzersysteme für Pulverklarlacke dar.
Der Feststoffanteil der verschiedenen lösemittel- und wasserbasierenden Lacksysteme beträgt zwischen 40 und etwa 65% bei lösemittelbasierenden Systemen und liegt bei wasserbasierenden Systemen etwa zwischen 35 und 45%. Bei Pulverlacken beträgt der Feststoffanteil 100%.
Während die lösemittel- bzw. wasserbasierenden Systeme im Allgemeinen in Trockenschichtdicken von etwa 35 bis etwa 50 μm (lösemittelbasierend) und von etwa 35 bis etwa 45 μm (wasserbasierend) aufgebracht werden, sind bei Pulverklarlacken Schichtdicken von etwa 55 bis etwa 65 μm und dicker, vorzugsweise von 80 bis 85 μm, nötig um ein optimales Lackierungsergebnis zu erzielen.
Da mit den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen bereits bei Trockenschichtdicken von etwa 10 bis 20 μm sehr gute Glanz- und Glitzereffekte, die eine hohe Tiefenwirkung aufweisen, und teilweise sogar die optische Wirkung bewegter, stark glitzernder Oberflächen erzielt werden können, sind Wasser- und lösemittelbasierende Bindemittelsysteme als Basis für die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen bevorzugt. Damit lassen sich die engen Schichtdickenvorgaben, die im Zusammenspiel von Basislack und Klarlack optimale Ergebnisse bezüglich aller geforderten Lackeigenschaften erwarten lassen, am besten einhalten. Zu dünne oder auch zu dicke (Gesamt)lackschichten haben nämlich nachteilige Auswirkungen auf das Erscheinungsbild der Autolackierung insgesamt, entweder in optischer Hinsicht oder auch in Bezug auf deren chemische und/oder mechanische Festigkeit.
Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen auch die üblichen Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten, die gewöhnlicherweise in Klarlacksystemen für die Serien-Erstlackierung von Automobilen enthalten sind. Dabei handelt es sich neben den nötigen Vernetzern beispielsweise um UV-Absorber, HALS(Hindered Amine Light Stabilizer)-Komponenten und Additive zur Entgasung, Verbesserung des Verlaufsverhaltens, Verbesserung der Kratzfestigkeit, Verbesserung des Haftvermögens und dergleichen.
Dabei sind Additive zur Verbesserung der UV-Stabilität und zunehmend auch Additive zur Verbesserung der Kratzfestigkeit von besonderer Bedeutung. Daher enthält die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung vorzugsweise mindestens ein Additiv zur Verbesserung der UV-Stabilität und/oder zur Verbesserung der Kratzfestigkeit.
Letztere können, wie in letzter Zeit häufiger üblich, auch in Form von Nanopartikeln, und zwar vorzugsweise in Form von SiO₂-Nanopartikeln mit Primärpartikelgrößen von etwa 10 bis etwa 50 nm eingesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Beschichtung von Automobilen oder Automobilteilen mit einem Klarlack, wobei eine vorab beschriebene Beschichtungszusammensetzung auf ein vorab mit mindestens einer Beschichtung aus einem Basislack vorbeschichtetes, optional getrocknetes und/oder gehärtetes, Substrat als äußerste Lackbeschichtung aufgebracht, getrocknet und gehärtet wird.
Dabei kann es sich bei der Beschichtung aus einem Basislack um eine einschichtige wie auch um eine zweischichtige Basislackbeschichtung handeln. Bevorzugt ist eine einschichtige Basislackbeschichtung. Die Basislackbeschichtung enthält alle üblicherweise für diese Zwecke eingesetzten Haupt- und Hilfsstoffe, insbesondere Absorptionspigmente für eine deckende Beschichtung unterhalb des Klarlacks. Die Basislackbeschichtung kann ebenfalls Effektpigmente enthalten. Diese können opak (Metalleffektpigmente) oder transparent sein und dieselbe Farbgebung und Größe aufweisen wie die in der Klarlackschicht eingesetzten transparenten Effektpigmente, sie können jedoch auch verschieden von letzteren sein und optische Effekte hervorbringen, die sich von den optischen Effekten der transparenten Effektpigmente in der Klarlackschicht deutlich unterscheiden. Insbesondere können sie zu winkelabhängigen Farbänderungen oder einem metallischen Gesamtbild der Gesamtlackierung beitragen, die von den Spezialeffekten, die durch die transparenten Effektpigmente in der Klarlackschicht hervorgerufen werden, partiell überlagert werden, was zu „Glanz- oder Glitzerspots” auf der Oberfläche der Automobile oder Automobilteile führt.
Als Substrate für die Beschichtung mit einem Basislack werden wie üblich vorbehandelte (z. B. E-Coat, Füller) Karosserien oder Karosserieteile von Automobilen eingesetzt, die gewöhnlich aus Metallen, Kunststoffen oder Verbundmaterialien bestehen. Diese werden in bekannter Weise mittels der üblichen Mittel und Anlagen mit einem Basislack versehen.
Die Weiterbeschichtung mit einer Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung eines Klarlackes als äußerster abschließender Lackschicht kann mit oder ohne Zwischentrocknung bzw. Zwischenhärtung und ebenfalls in den üblichen Anlagen geschehen. Üblicherweise erfolgt eine kurze Zwischentrocknung von wenigen Minuten, aber keine Zwischenhärtung.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung wird auf das vorbehandelte und mit mindestens einer Beschichtung aus einem Basislack beschichtete Substrat aufgebracht und getrocknet. Dabei beträgt die Schichtdicke der Beschichtung vorzugsweise etwa 35 bis etwa 50 μm. Anschließend wird das gesamte Lacksystem gehärtet. Letzteres geschieht üblicherweise mit einer Zeitdauer von 10 bis 30 Minuten bei Temperaturen von etwa 150°C. Sind die entsprechenden Komponenten in die Lackschichten eingearbeitet, sind jedoch auch UV-Härtungen möglich.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung zur Beschichtung von Automobilen oder Automobilteilen mit einer äußersten Lackschicht. Diese äußerste Lackschicht ist eine Klarlackschicht, die neben den erfindungsgemäß enthaltenen transparenten Effektpigmenten keine weiteren farbgebenden Pigmente enthält. Vorzugsweise sind, außer gegebenenfalls zur Verbesserung der Kratzfestigkeit zugesetzten Nanopartikeln, auch keine weiteren partikulären Materialien in dieser Klarlackschicht enthalten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenso ein Automobil-Klarlack, welcher als äußerste Lackschicht auf einem Automobil oder Automobilteil vorliegt und aus einer getrockneten und gehärteten Beschichtungszusammensetzung, wie sie vorab beschrieben wurde, besteht.
Der erfindungsgemäße Automobil-Klarlack ist im wesentlichen transparent für die vom darunter liegenden Basislack erzeugten Farben und sonstigen optischen Effekte. Die in ihm enthaltenen transparenten Effektpigmente erzeugen jedoch zusätzliche farbige oder farblose Glanz- oder Glitzereffekte, die das durch den Basislack erzielte optische Erscheinungsbild punktuell überlagern und so, abhängig von der relativen Bewegung des Betrachters zur Lackoberfläche, ein lebendiges Funkeln erzeugen. Diese optisch sehr attraktiven Effekte können mit minimalem Effektpigmenteinsatz in der Klarlackschicht erhalten werden. Dabei werden die besonderen Erfordernisse, die an die mechanische, chemische und Lichtstabilität der Klarlackschicht im allgemeinen gestellt werden, weiterhin erfüllt.
Mittels der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung, eines daraus erhaltenen Klarlacks sowie des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens ist es gelungen, mit geringem Materialeinsatz in Form von Effektpigmenten, einem einfachen Beschichtungsverfahren und mittels üblicher Lackbestandteile und Lackierungsvorrichtungen ein vorzugsweise zweistufiges Lackierungssystem für die Lackierung von Automobilen und Automobilteilen für Serienhersteller zu entwickeln, welches sich in die weltweit vorhandenen Lackiereinheiten von Automobilen problemlos integrieren lässt. Dabei werden Automobillacke erhalten, die die optischen Eigenschaften, die durch die Basislackierung erzeugt werden, mit optischen Sondereffekten verbinden, die durch die erfindungsgemäß erzeugten Klarlacke hervorgerufen werden. Die dazu verwendeten transparenten Effektpigmente stehen am Markt zur Verfügung. Die Gesamtlackierung erfolgt in wirtschaftlicher Art und Weise, da eine Zweischicht-Lackierung ausreichend ist. Abstriche in der chemischen, mechanischen oder Lichtbeständigkeit der Gesamtlackierung müssen nicht hingenommen werden, auch wenn handelsübliche Effektpigmente verwendet werden, die gemeinhin als photoaktiv gelten.
Die erhaltenen optischen Effekte sind außerordentlich attraktiv und Aufmerksamkeit erregend. Sie verleihen hochwertigen Automobilen ein optisch reizvolles Erscheinungsbild, das auch hohen Anforderungen genügt. Sie steilen demgemäß eine wertvolle Ergänzung zu bereits üblichen optischen Sondereffekten auf Automobillacken, wie winkelabhängige Farbeindrücke oder Metallic-Lackierungen, dar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0632109 [0035]
- US 5759255 [0035]
- DE 4317019 [0035]
- DE 3929423 [0035]
- DE 3235017 [0035]
- EP 0492223 [0035]
- EP 0342533 [0035]
- EP 0268918 [0035]
- EP 0141174 [0035]
- EP 0764191 [0035]
- WO 98/13426 [0035]
- EP 0465805 [0035]

Claims

Beschichtungszusammensetzung für einen Automobil-Klarlack, enthaltend ein transparentes Effektpigment.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Effektpigment ein Pigment ist, welches einen plättchenförmigen Träger aus einem Borosilikat, Glas, SiO₂, Al₂O₃, natürlichem oder synthetischem Glimmer, Talk oder einem anderen Schichtsilikat, aufweist.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Effektpigment auf dem Träger mindestens eine anorganische Beschichtung aufweist, bestehend aus TiO₂, ZTO₂, SiO₂, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ oder Cr₂O₃, oder Mischungen oder Mischoxiden aus diesen, wobei die sich direkt auf dem Träger befindliche erste anorganische Beschichtung vom Träger verschieden ist.
Beschichtungszusammensetzung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Effektpigment in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Beschichtungszusammensetzung, in dieser enthalten ist.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Effektpigment in einer Menge von höchstens 0,5 Gew.-% in der Beschichtungszusammensetzung enthalten ist.
Beschichtungszusammensetzung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, zusätzlich enthaltend mindestens ein Lösemittel.
Beschichtungszusammensetzung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, zusätzlich enthaltend mindestens ein Additiv zur Verbesserung der UV-Stabilität und/oder zur Verbesserung der Kratzfestigkeit.
Verfahren zur Beschichtung von Automobilen oder Automobilteilen mit einem Klarlack, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtungszusammensetzung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 auf ein vorab mit mindestens einer Beschichtung aus einem Basislack vorbeschichtetes, optional getrocknetes und/oder gehärtetes, Substrat als äußerste Lackbeschichtung aufgebracht, getrocknet und gehärtet wird.
Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 zur Beschichtung von Automobilen oder Automobilteilen mit einer äußersten Lackschicht.
Automobil-Klarlack, welcher als äußerste Lackschicht auf einem Automobil oder Automobilteil vorliegt und aus einer getrockneten und gehärteten Beschichtungszusammensetzung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 besteht.