DE102017126340A1 - SURFACE COATING COMPOSITION, PROCESS FOR THEIR PREPARATION AND THEIR USE - Google Patents
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Classifications
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- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/03—Powdery paints
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Oberflächenbeschichtungszusammensetzung, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zu den bekannten Oberflächenbeschichtung alternative Oberflächenbeschichtungszusammensetzung anzugeben, welche auch eine Beschichtung von geometrisch komplexeren Gegenständen ermöglicht, wird dadurch gelöst, dass diese zumindest einen modifizierten thermoplastischen Stärkeester mit mindestens einer Esterkomponente mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen und einem Substitutionsgrad von 1,0 bis 3,0, wobei der oder die Stärkeester in Form diskreter Partikel mit einer Korngröße von < 100 µm ausgebildet ist/sind.The invention relates to a surface coating composition, a process for its preparation and its use.
The object of the present invention to provide an alternative to the known surface coating surface coating composition, which also allows a coating of geometrically complex objects is achieved in that it comprises at least one modified thermoplastic starch ester having at least one ester component having 2 to 18 carbon atoms and a degree of substitution of 1 , 0 to 3.0, wherein the starch ester or esters is / are in the form of discrete particles having a particle size of <100 microns.
Description
Die Erfindung betrifft eine Oberflächenbeschichtungszusammensetzung, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.The invention relates to a surface coating composition, a process for its preparation and its use.
Für die verschiedensten technischen Anwendungen verfügt nicht jedes Material von Anfang an über sämtliche erforderliche Eigenschaften, insbesondere was seine Oberflächeneigenschaften anbelangt. Erst Oberflächenbeschichtungen führen oft zu den gewünschten Eigenschaften, wie bspw. optimale Gleit- und Antihafteigenschaften oder ein Schutz vor Korrosion verbunden mit einem edlen Aussehen.For a wide variety of technical applications, not every material has all the necessary properties right from the start, especially with regard to its surface properties. Only surface coatings often lead to the desired properties, such as optimal slip and anti-adhesion properties or protection against corrosion associated with a noble appearance.
Oberflächenbeschichtungen können bspw. als Lackierung, Bedampfung oder als Pulverbeschichtung ausgeführt sein, wobei die beschichteten Materialien sehr unterschiedlich in Ihren Eigenschaften sein können, wie bspw. verzinkten Stahl, Aluminium, Aluminiumdruckguss, Eisen, Stahl, Edelstahl, Feuerverzinkter Stahl, Zinkdruckguss, Kunststoffe, Glas oder Holz.Surface coatings may, for example, be designed as a coating, vapor deposition or powder coating, wherein the coated materials may be very different in their properties, such as. Galvanized steel, aluminum, die-cast aluminum, iron, steel, stainless steel, hot-dip galvanized steel, zinc die-casting, plastics, glass or wood.
Bekannt sind bspw. Sprühen, Tauchen und Streichen von Farben sowie Lacken, Vakuummetallisierung, PVD- und Kunststoffbeschichtung (Kunststofflackierung mit oder ohne Plasmavorbehandlung), Sputtering, Elektronenstrahlverdampfung. Die Beschichtung kann dabei bei Atmosphärenbedingungen oder unter Vakuum erfolgen.For example, spraying, dipping and painting of paints and varnishes, vacuum metallization, PVD and plastic coating (plastic coating with or without plasma pretreatment), sputtering, electron beam evaporation are known. The coating can be carried out under atmospheric conditions or under vacuum.
Oberflächenbeschichtungen können bspw. als funktionale Beschichtungen auf Basis von Fluorpolymeren, Metallen, Kunststoffen, Keramik und Pulverlack ausgeführt sein und dem Korrosions- oder dem Verschleißschutz dienen. Sie können auch als Dekorbeschichtungen, als Antihaft-, Gleit oder Traktionsbeschichtungen ausgeführt sein.Surface coatings may, for example, be designed as functional coatings based on fluoropolymers, metals, plastics, ceramics and powder coating and serve for corrosion or wear protection. They can also be designed as decorative coatings, as non-stick, sliding or traction coatings.
Oberflächenpulverbeschichtungen werden durch Pulverbeschichten oder die Pulverlackierung hergestellt, einem Beschichtungsverfahren, bei dem ein elektrisch leitfähiger Werkstoff mit Pulverlack beschichtet wird.Surface powder coatings are produced by powder coating or powder coating, a coating process in which an electrically conductive material is coated with powder coating.
Eine typische Anlage zur Oberflächenpulverbeschichtung besteht aus folgenden aufeinanderfolgenden Zonen:
- • Oberflächenvorbehandlungszone (Reinigung und/oder Aufbringen einer Konversionsschicht)
- • Zwischentrocknungszone,
- • elektrostatische Beschichtungszone und
- • Aufschmelz-, Aktivierungs- und Vernetzungs- Zone,
- Surface treatment zone (cleaning and / or applying a conversion layer)
- • intermediate drying zone,
- • electrostatic coating zone and
- Melting, activation and crosslinking zone,
Typische Untergründe für die Pulverlackierung sind Stahl, verzinkter Stahl und Aluminium.Typical substrates for powder coating are steel, galvanized steel and aluminum.
Das Hauptanwendungsgebiet ist die allgemeine Metallbeschichtung, die Beschichtung von Haushaltsgeräten, die Beschichtung von Fassaden und Möbeln sowie die Lackierung von Autos.The main field of application is the general metal coating, the coating of household appliances, the coating of facades and furniture as well as the painting of cars.
Die erzeugten Pulverlackschichten haben typischerweise Schichtdicken zwischen 60 µm und 120 µm.The powder coating layers produced typically have layer thicknesses between 60 μm and 120 μm.
Die zur Pulverbeschichtung verwendeten Pulverlacke bestehen aus trockenen, körnigen Partikeln, die zwischen 1 und 100 µm groß sind.The powder coatings used for powder coating consist of dry, granular particles, which are between 1 and 100 microns in size.
Chemisch basieren die Pulverlacke auf Epoxid- oder Polyesterharzen, bzw. sie basieren auf Polyamid (Nylon), Polyurethan, PVC oder Acryl. Des Weiteren sind auch Hybridsysteme bekannt, welche sowohl Epoxidals auch Polyesterharze als Bindemittel enthalten.Chemically, the powder coatings based on epoxy or polyester resins, or they are based on polyamide (nylon), polyurethane, PVC or acrylic. Furthermore, hybrid systems are known which contain both epoxy and polyester resins as binders.
Je nach Zusammensetzung neigen die Partikel der verschiedenen Pulverlacke zum Ansintern, d.h. sie sind temperaturempfindlich und beginnen bei Temperaturen über 50°C aufzuschmelzen und zu verkleben.Depending on the composition, the particles of the various powder coatings tend to sinter, i. They are sensitive to temperature and begin to melt and stick at temperatures above 50 ° C.
Damit das zu beschichtende Pulver auf eine meist vorbehandelte Oberfläche aufgetragen werden kann, muss es zunächst zur Lackierpistole, meist eine Flachstrahldüse, transportiert werden. So that the powder to be coated can be applied to a usually pretreated surface, it must first be transported to the spray gun, usually a flat jet nozzle.
Typischerweise wird das Pulver vom Frischpulvergebinde in einen Behälter gefördert, wo es gelangert wird. Von dort aus gelangt es zur Pistole. Wichtig dabei ist, dass die Förderung schonend ist, so dass die Eigenschaften des Pulvers nicht wesentlich beeinflusst werden. Die Pulverlackpartikel werden bei den meisten Förderverfahren zunächst fluidisiert, so dass der Pulverlack gefördert werden kann. Teilweise werden zusätzlich Rührwerke oder vibrierende Elemente eingesetzt. Wird das Pulver direkt aus dem Originalgebinde gefördert, so findet nur eine lokale Fluidisierung statt.Typically, the powder is conveyed from the fresh powder package into a container where it is captured. From there it gets to the gun. It is important that the promotion is gentle, so that the properties of the powder are not significantly affected. The powder coating particles are first fluidized in most delivery methods, so that the powder coating can be promoted. Sometimes additional stirrers or vibrating elements are used. If the powder is conveyed directly from the original container, only a local fluidization takes place.
Bei der Förderung des Pulvers wird zwischen Präzisionsförderung (50 bis 500 g/min - Zufuhr zur Lackierpistole) und Massenförderung (meist mehr als 5 kg/min - Transport des Pulverlacks zwischen zwei Behältern) unterschieden.When conveying the powder, a distinction is made between precision conveying (50 to 500 g / min - supply to the spray gun) and mass production (usually more than 5 kg / min - transport of the powder coating between two containers).
Die gleichmäßige, genaue und pulsationsfreie Dosierung erfolgt dabei durch Präzisions- und Stabinjektoren. Präzisionsinjektoren fördern eine definierte Pulvermenge vom Behälter zur Pistole und sorgen dort durch Beimischung von Dosierluft zur Konstanthaltung der gesamten Luftmenge. Bei Stabinjektoren ist keine Fluidisierung notwendig, da die Ansaugung am Boden des Behälters erfolgt.The uniform, accurate and pulsation-free dosing is done by precision and Stabinjektoren. Precision injectors convey a defined amount of powder from the container to the gun and there ensure that the total amount of air is kept constant by adding dosing air. at Stabinjektoren no fluidization is necessary because the suction takes place at the bottom of the container.
Eine Methode, die sowohl für die Präzisions-, als auch für die Massenförderung eingesetzt werden kann, ist die sogenannte Digitale Dichtstromförderung (DDF), die nach dem Prinzip einer Gegendruckförderung arbeitet. Gegendruckförderung bedeutet das abwechselnde Ansaugen von Vakuum und Pulverlack in zwei Kammern. Bei diesem Verfahren ist keine Fluidisierung notwendig. Gleichzeitig ist wenig Förderluft für eine genaue Dosierung notwendig.One method that can be used for precision as well as for mass production is the so-called digital dense phase flow (DDF), which works on the principle of backpressure conveying. Back pressure conveying means the alternating suction of vacuum and powder coating in two chambers. In this method, no fluidization is necessary. At the same time, little conveying air is required for accurate dosing.
Moderne Pulverlacke werden elektrostatisch appliziert. Bei der elektrostatischen Pulverbeschichtung wird zunächst eine elektrisch geladene Pulverwolke erzeugt. Die gleichnamig geladenen Partikel werden zur Werkstückoberfläche transportiert. Dort schlagen sie sich nieder, haften dort elektrostatisch und bilden die Pulverlackschicht. Möglich ist dabei eine Aufladung durch Hochspannung (Corona-Aufladung oder Ionisation) oder Reibung [triboelektrische (kurz Tribo) oder elektrokinetische Aufladung].Modern powder coatings are applied electrostatically. In electrostatic powder coating, an electrically charged powder cloud is first generated. The particles of the same name are transported to the workpiece surface. There they beat down, adhere electrostatically and form the powder coating layer. It is possible to charge by high voltage (corona charging or ionization) or friction [triboelectric (short Tribo) or electrokinetic charge].
Durch die gleichnamige Aufladung der Pulverlackpartikel beziehungsweise der an ihnen anhaftenden Luftionen stoßen sich diese ab und bilden eine gleichmäßige Pulverlackwolke aus. Diese folgt den Feldlinien des elektrischen Feldes. Somit gelangen Pulverlackpartikel auf die Rückseite des Werkstücks, wodurch dort ebenfalls eine Beschichtung stattfindet. Hohlräume und hinterzogene Kanten werden dagegen gemäß dem Prinzip des Faradayschen Käfigs nicht oder nur schwach beschichtet.
Jedes auf das Werkstück auftreffende ionisierte Teilchen erzeugt im Moment des Aufpralls auf das Werkstück eine Gegenladung. Durch die Anziehung zwischen beiden Ladungen haften die Partikel am Werkstück. Durch die gleichnamigen Ladungen ist die Schichtbildung sehr gleichmäßig. Um das Herunterfallen des Pulvers zu verhindern, ist es nötig, dass die elektrische Anziehung (Coulombsche Kraft) zwischen Partikelladung und Gegenladung größer ist als die Schwerkraft. Dies erfordert einen hohen elektrischen Widerstand des Beschichtungspulvers, da die Entladung sonst zu schnell erfolgt. Die Beschichtung ist bis zu einigen Stunden haftfähig, ehe das Pulver durch allmählichen Ladungsausgleich abfällt.By the same name charge the powder coating particles or adhering to them air ions repel these and form a uniform powder coating cloud. This follows the field lines of the electric field. Powder coating particles thus reach the rear side of the workpiece, as a result of which a coating also takes place there. Cavities and trailing edges, however, are not or only weakly coated according to the Faraday cage principle.
Each ionized particle impinging on the workpiece generates a counter charge at the moment of impact with the workpiece. Due to the attraction between both charges, the particles adhere to the workpiece. Due to the charges of the same name, the film formation is very uniform. To prevent the powder from falling, it is necessary that the electrical attraction (Coulomb's force) between particle charge and counter charge be greater than gravity. This requires a high electrical resistance of the coating powder, since the discharge is otherwise too fast. The coating is capable of adhesion for up to a few hours before the powder falls off by gradual charge equalization.
Der Vernetzungsvorgang, das sogenannte Sintern oder Einbrennen, beginnt mit dem Aufschmelzen des Pulverlacks im Trockner. Dabei nimmt die Viskosität des Systems zunächst ab und durchläuft ein Minimum. Je weiter der Vernetzungsvorgang fortschreitet, desto höher wird die Viskosität wieder. Es hat sich gezeigt, dass der beste Verlauf erzielt wird, wenn dieses Viskositätsminimum schnell erreicht wird. Das Minimum ist in diesem Fall stärker ausgeprägt und die Oberfläche des Lacks wird glatter. Bei Überschreiten der optimalen Einbrennbedingungen des Lacksystems, beginnt sich dieses zu zersetzen.The cross-linking process, the so-called sintering or baking, begins with the melting of the powder coating in the dryer. The viscosity of the system initially decreases and goes through a minimum. The further the crosslinking process progresses, the higher the viscosity becomes. It has been found that the best course is achieved when this viscosity minimum is reached quickly. The minimum is more pronounced in this case and the surface of the paint becomes smoother. When the optimum baking conditions of the paint system are exceeded, this begins to decompose.
Typische Pulverbeschichtungsanlagen werden zur Trocknung mit Durchlauftrocknern ausgerüstet, die getaktet oder kontinuierlich beschickt werden können.Typical powder coating plants are equipped for drying with continuous dryers, which can be clocked or continuously charged.
Kammertrockner hingegen können chargenweise beschickt werden und sind nicht an Taktzeiten gebunden. Der Einsatz erfolgt bei variierenden Einbrennbedingungen, die durch verschiedene Materialstärken, unterschiedliche Einbrennzeiten oder die Verwendung unterschiedlicher Pulverlacktypen notwendig werden können.
Die Beheizung der Trockner erfolgt indirekt über Wärmetauscher oder direkt durch die Beimischung von Heizgasen (Gasöfen). Letzteres stellt jedoch zusätzliche Anforderungen an das Lacksystem (Gasofenstabilität), sowie an den Reinheitsgrad des Heizgases. Grund dafür ist die mögliche Reaktion von Stickoxiden aus dem Heizgas mit Pulverlackbestandteilen, die zu einer intensiven Vergilbung führen können. Meist wird der Pulverlack deshalb mit Antioxidantien stabilisiert.By contrast, chamber dryers can be charged in batches and are not bound to cycle times. It is used with varying stoving conditions, which may be necessary due to different material thicknesses, different stoving times or the use of different powder coating types.
The dryer is heated indirectly via heat exchangers or directly by the admixture of hot gases (gas stoves). The latter, however, makes additional demands on the paint system (gas oven stability), as well as on the purity of the heating gas. The reason for this is the possible reaction of nitrogen oxides from the heating gas with powder coating components, which can lead to intense yellowing. Most of the powder coating is therefore stabilized with antioxidants.
Die Wärmeübertragung durch IR-Strahlung kann bei der Beschichtung von dünnwandigen, flächigen Objekten angewendet werden. Sie erreicht eine schnellere Energieübertragung und ist somit besser zu steuern, schneller betriebsbereit und ermöglicht eine deutliche Platzersparnis. Bei unterschiedlichen, gleichzeitig eingebrannten Objekten oder komplexen Formen wird dagegen eine hohe Temperaturdifferenz an verschiedenen Stellen des Objektes erzeugt, was an der ungleichmäßigen Strahlungsverteilung (Schatten) liegt.The heat transfer by IR radiation can be used in the coating of thin-walled, flat objects. It achieves a faster energy transfer and is therefore better to control, faster ready for use and allows a significant space savings. In the case of different, simultaneously baked objects or complex shapes, on the other hand, a high temperature difference is generated at different points of the object, which is due to the uneven radiation distribution (shadow).
(Judith Pietschmann, Industrielle Pulverbeschichtung, 4. Auflage, Vieweg Verlag, Friedrich & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, 2013)(Judith Pietschmann, Industrial Powder coating, 4th edition, Vieweg Verlag, Friedrich & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, 2013)
Zu den neuartigen Biokunststoffen, welche seit einiger Zeit an Bedeutung zunehmen, gehört vor allem die thermoplastische Stärke (TPS), welche als Biopolymer, bei dem die als Rohstoff dienenden Stärkekörner destrukturiert werden, aufgrund ihrer Rohstoffbasis den Stärkepolymeren zugeordnet wird.Among the new types of bioplastics, which have been gaining in importance for some time, are the thermoplastic starch (TPS), which, as a biopolymer in which the starch granules used as raw material are destructed, is assigned to starch polymers because of their raw material base.
Thermoplastische Stärke (TPS) ist aufgrund seiner für die Nutzung negativen Eigenschaft, Wasser aufzunehmen, im Regelfall nur eine der Komponenten, aus der moderne Biokunststoffe auf Stärkebasis hergestellt werden. Der zweite Grundbestandteil dieser Kunststoffblends besteht aus wasserabweisenden, biologisch abbaubaren Polymeren wie Polyester, Polyesteramiden, Polyurethanen oder Polyvinylalkohol. Ein Kunststoffblend setzt sich demnach aus zwei Phasen zusammen, aus der kontinuierlichen und hydrophoben (wasserunlöslichen) Polymerphase sowie aus der dispersen und hydrophilen (wasserlöslichen) Stärkephase. Der stärkebasierte Werkstoffanteil kann dabei zwischen 25 und 70 % betragen. Während des Schmelzvorgangs im Extruder verbinden sich Stärkephase und Kunststoffphase zu einem wasserfesten Stärkekunststoff. Stärkeblends und -compounds werden je nach Einsatzgebiet individuell für ihre weitere Nutzung in der Kunststoff verarbeitenden Industrie entwickelt und produziert. Als Granulate lassen sie sich auf den vorhandenen Anlagen zu Folien, thermoformbaren Flachfolien oder zu Spritzgussartikeln verarbeiten. Beispiele dafür sind Tragetaschen, Joghurt- oder Trinkbecher, Pflanztöpfe, Besteck, Windelfolien, beschichtete Papiere und Pappen.Thermoplastic Starch (TPS) is typically one of the components used to make starch-based bioplastics because of its negative water-holding properties. The second basic component of these plastic blends consists of water-repellent, biodegradable polymers such as polyesters, polyester amides, polyurethanes or polyvinyl alcohol. A plastic blend is therefore composed of two phases, from the continuous and hydrophobic (water-insoluble) Polymer phase and from the disperse and hydrophilic (water-soluble) starch phase. The starch-based material content can be between 25 and 70%. During the melting process in the extruder, starch phase and plastic phase combine to form a water-resistant starch plastic. Depending on the field of application, starch blends and compounds are developed and produced individually for their further use in the plastics processing industry. As granules, they can be processed on the existing equipment into films, thermoformable flat films or injection molded articles. Examples include tote bags, yoghurt or drinking cups, plant pots, cutlery, diaper films, coated papers and cardboard.
Die Herstellung und Eigenschaften von weichmacherfreien stärkehaltigen Polymer-Blends werden beispielsweise in den Druckschriften
Neben diesen stärkehaltigen Polymer-Blends sind auch noch Stärkeester als TPS Stärkeester sind chemisch modifizierte Stärken, die industriell bisher nur als Lebensmittelzusatzstoff eingesetzt werden.In addition to these starch-containing polymer blends are still starch esters as TPS starch esters are chemically modified starches, which are used industrially so far only as a food additive.
Bei Stärkephosphaten handelt sich um verschiedene Verbindungen von Stärke mit Phosphorsäure: Monostärkephosphat E 1410, Distärkephosphat E 1412, Phosphatiertes Distärkephosphat E 1413, Acetyliertes Distärkephosphat E 1414. Solche Stärkeester werden u. a. durch trockenes Erhitzen von Stärke mit Phosphaten oder Phosphoroxychlorid auf 120-175 °C in basischer Umgebung erhalten:
Ester der Stärke mit organischen Säuren entstehen z. B. durch Erhitzen mit Essigsäure (acetylierte Stärke, Stärkeacetat, E 1420), C6-C26-Fettsäuren, Bernsteinsäure, Adipinsäure (Acetyliertes Distärkeadipat E 1422) und Citronensäure oder deren Salzen oder aktivierten Derivaten.Esters of starch with organic acids arise z. Example by heating with acetic acid (acetylated starch, starch acetate, E 1420), C6-C26 fatty acids, succinic acid, adipic acid (acetylated distarch adipate E 1422) and citric acid or its salts or activated derivatives.
Das Dickungsvermögen von Stärkeestern ist größer als von nativer Stärke und die Derivate von Stärkeestern besitzen eine gute Gefrier-Tau-Stabilität für Tiefkühlpizza.The calorific power of starch esters is greater than native starch and the derivatives of starch esters have a good freeze-thaw stability for frozen pizza.
Zudem werden sie als Verdickungsmittel und Stabilisatoren für Backwaren, Trockensuppen und -soßen, Puddings, Tiefkühlkost, hitzesterilisierte Konserven sowie Margarine eingesetzt.In addition, they are used as thickeners and stabilizers for baked goods, dry soups and sauces, puddings, frozen foods, heat-sterilized preserves and margarine.
Sie können zum Einkapseln von Aromen und als Schutzüberzüge für Trockenfrüchte verwendet werden (Hans-Dieter Belitz, Werner Grosch, Peter Schieberle: Lehrbuch der Lebensmittelchemie. 6. Auflage. Springer, Berlin/Heidelberg 2008).They can be used for encapsulating aromas and as protective coatings for dried fruits (Hans-Dieter Belitz, Werner Grosch, Peter Schieberle: textbook of food chemistry, 6th edition Springer, Berlin / Heidelberg 2008).
Die Schriften
Aus den Schriften
Die
Dazu werden in carbonsauren Stärkeester-Reaktionsmischungen ethylenisch- ungesättigte Verbindungen oder Gemische derselben mittels wässriger Wasserstoffperoxid-Lösung unter gleichzeitiger Anwesenheit von Essigsäureanhydrid auf den Stärkeester aufgepfropft, wobei die Menge an Essigsäureanhydrid mindestens ausreichen muss zur Umsetzung der mit dem Wasserstoffperoxid zugegebenen und bei der Wasserstoffperoxid-Zersetzung entstehenden Wassermenge.The
For this purpose, in carboxylic acid starch ester reaction mixtures, ethylenically unsaturated compounds or mixtures thereof are grafted onto the starch ester by means of aqueous hydrogen peroxide solution with simultaneous presence of acetic anhydride, the amount of acetic anhydride at least being sufficient to react with the hydrogen peroxide added and in the hydrogen peroxide decomposition resulting amount of water.
Auch durch chemische Veränderung, wie die Umsetzung zu Stärkeestern oder Stärkeethern mit hohem Substitutionsgrad, kann Stärke thermoplastisch modifiziert werden. Diese Verfahren haben sich aber wegen der damit verbundenen hohen Kosten bislang noch nicht großtechnisch durchgesetzt.Also by chemical modification, such as the conversion to starch esters or starch ethers with a high degree of substitution, starch can be modified thermoplastically. However, because of the associated high costs, these methods have not yet been implemented on an industrial scale.
So offenbart die
Aus der
- a) einen Stärkeester, der eine Esterkomponente mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und einen Substitutionsgrad (degree of substitution = DS) von 1,0 bis 2,0 hat;
- b) einen hydrophoben Weichmacher, wobei der Weichmacher ein nichtflüchtiges, polares, organisches Material ist, das mit dem Stärkeester kompatibel ist und das in ausreichender Menge vorliegt, um die Tg des Stärkeesters auf eine Temperatur von 75 bis 200°C zu erniedrigen; und
- c) Wasser,
- a) a starch ester having an ester component of 2 to 8 carbon atoms and a degree of substitution (DS) of 1.0 to 2.0;
- b) a hydrophobic plasticizer, wherein the plasticizer is a non-volatile, polar, organic material that is compatible with the starch ester and that in sufficient Amount is present to lower the Tg of the starch ester to a temperature of 75 to 200 ° C; and
- c) water,
Ein Nachteil dieser technischen Lösung besteht u.a. darin, dass diese Weichmacher benötigen. Diese sind nicht fest im Material verankert und können zum Beispiel zu unerwünschten Nebenreaktionen im beschichteten Material oder in der Beschichtung enthaltenden Füllstoffen führen.A disadvantage of this technical solution is u.a. in that they need plasticisers. These are not firmly anchored in the material and may, for example, lead to undesirable side reactions in the coated material or in the coating-containing fillers.
Um die leicht verfügbare Stärke auch thermoplastisch verarbeitbar zu machen, werden ihr natürliche Weichmacher und Plastifizierungsmittel wie Sorbit und Glycerin hinzugefügt. Diese Zusatzstoffe ermöglichen durch variierbare Dosierung eine spezifische, dem Verwendungszweck entsprechend angepasste Veränderung der Materialeigenschaften der sogenannten thermoplastischen Stärke.In order to make the readily available starch thermoplastically processable, natural plasticizers and plasticizers such as sorbitol and glycerine are added to it. By means of variable metering, these additives enable a specific change in the material properties of the so-called thermoplastic starch, adapted to the intended use.
Darüber hinaus offenbaren die
In der Dissertation von Torsten Jordan an der Chemisch-Geowissenschaftlichen Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena, öffentlich verteidigt am 18.12.2013, mit dem Titel: „Thermoplastische Dextran- und Stärkeester: Synthese, Charakterisierung und Applikation in photochromen Verbundglassystemen“ wird die Synthese thermoplastischer Stärke- und Dextranester mit neuen Eigenschaftsprofilen vorgestellt.
Als Substrate werden dabei Dextrane und verschiedene native Stärken (Kartoffel-, Erbsen-, Amiocastärken etc.) offenbart.
Die neuen verbesserten Eigenschaften der Biopolymerester, wie bspw. definiertes Schmelzverhalten, Transparenz der Schmelzen, DSabhängiges Löseverhalten oder gute Bioverträglichkeit, resultieren aus der neuen, schonenden Umsetzungsmethode in Imidazolschmelzen.
Die resultierenden Eigenschaften der Biopolymerester sind dabei durch Variation der Parameter Polymerrückgrat, Substitutionsgrad und Art des Substituenten einstellbar.
Das Imidazol wirkt in der Syntheseführung als trifunktionales Reagenz. Neben der neu etablierten Funktionalität als Stärkesolvent fungiert der Heteroaromat zudem als Base und nach „in situ“-Aktivierung des verwendeten Carbonsäurederivates als reaktives Intermediat (Carbonsäureimidazolid).
Für Veresterungsreaktionen in Imidazolschmelzen können Carbonsäurechloride, Carbonsäureanhydride und Carbonsäuren als Reagenzien genutzt werden.In the thesis of Torsten Jordan at the Faculty of Chemistry of the Friedrich Schiller University Jena, publicly defended on 18.12.2013, entitled: "Thermoplastic Dextran and Starch Esters: Synthesis, Characterization and Application in Photochromic Laminated Glass Systems" becomes the synthesis thermoplastic starch and dextran esters presented with new property profiles.
Dextrans and various native starches (potato, pea, amioca starches, etc.) are disclosed as substrates.
The new improved properties of the biopolymer esters, such as, for example, defined melting behavior, transparency of the melts, DS-dependent release behavior or good biocompatibility, result from the new, gentle conversion method in imidazole melts.
The resulting properties of the Biopolymerester are adjustable by varying the parameters polymer backbone, degree of substitution and type of substituent.
The imidazole acts as a trifunctional reagent in the synthesis. In addition to the newly established functionality as a starch solvent, the heteroaromatic also acts as a base and after "in situ" activation of the carboxylic acid derivative used as a reactive intermediate (Carbonsäureimidazolid).
For esterification reactions in Imidazolschmelzen carboxylic acid chlorides, carboxylic anhydrides and carboxylic acids can be used as reagents.
Die für Biopolymere recht hohe Lösetemperatur in Imidazolschmelzen von 95 °C kann durch Zugabe von Co-Solventien wie DMSO, Wasser oder Pyrazol bis auf Raumtemperatur herabgesetzt werden.
Die neu etablierte Biopolymerestersynthese kann einfach und effizient in einen technischen Maßstab überführt werden.
Das Recycling der anfallenden Syntheserückstände gelingt mit Rückgewinnungsraten für Imidazol von 95 %. Auch alle anderen eingesetzten Wertstoffe lassen sich mit einfachen Aufarbeitungsoperationen in hohen Ausbeuten zurückgewinnen.
Die neuartigen Stärkeester lassen sich ohne weitere Additive zu Biopolymerfolien auf verschiedensten Extrudersystemen thermoplastisch verarbeiten.
Durch Additivierung mit photochromen Farbstoffen erhält man lichtinduziert schaltbare Polymerfolien, welche in photochrom schaltbaren Verbundglassystemen als verbindende Komponente eingesetzt werden können.
(Dissertation als Druckschrift veröffentlicht am 27.02.2014;
URN: urn:nbn:de:gbv: 27-20140227-125026-3; PPN: 779452437)The relatively high dissolution temperature in imidazole melts of 95 ° C. for biopolymers can be reduced to room temperature by addition of co-solvents such as DMSO, water or pyrazole.
The newly established biopolymer ester synthesis can be easily and efficiently upgraded to a technical scale.
The recycling of the resulting synthesis residues succeeds with recovery rates for imidazole of 95%. All other valuable substances used can also be recovered in high yields with simple work-up operations.
The novel starch esters can be processed thermoplastically on a variety of extruder systems without further additives to biopolymer films.
Additization with photochromic dyes gives light-induced switchable polymer films which can be used as interconnecting components in photochromic switchable laminated glass systems.
(Dissertation as a printed publication published on 27.02.2014;
URN: urn: nbn: de: gbv: 27-20140227-125026-3; PPN: 779452437)
Der Nachteil dieser Oberflächenbeschichtung besteht darin, dass die Stärkeester- enthaltenden Mischungen durch Extrusion verfahrenstechnisch als Folie auf Oberflächen aufgebracht werden müssen, was u.a. dazu führt, dass geometrisch komplexere Gegenstände nicht beschichtet werden können.The disadvantage of this surface coating is that the starch ester-containing mixtures must be applied by extrusion as a film on surfaces, which u.a. As a result, geometrically more complex objects can not be coated.
Bei der Anwendung von herkömmlichen Lacken zur Beschichtung von geometrisch komplexeren Gegenständen wiederum sind Lösemittel erforderlich, was mit einer Beeinträchtigung der Umwelt bzw. aufwendigen Schutzsystemen verbunden ist.In the application of conventional paints for the coating of geometrically complex objects in turn solvents are required, which is associated with an impairment of the environment or complex protection systems.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine zu den bekannten Oberflächenbeschichtung alternative Oberflächenbeschichtungszusammensetzung anzugeben, welche die zuvor stehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet und auch eine Beschichtung von geometrisch komplexeren Gegenständen ermöglicht. The object of the present invention is to provide an alternative to the known surface coating surface coating composition, which avoids the above-mentioned disadvantages of the prior art and also allows a coating of geometrically complex objects.
Das zu schaffende Verfahren zur Herstellung dieser Oberflächenbeschichtung soll dabei insbesondere für den Einsatz mobiler Beschichtungsanlagen geeignet sein, um die Behandlung von kleinteiligen und mit komplexer Raumform ausgeführten Oberflächen vor Ort, bspw. bei der Restaurierung und Konservierung von Kulturgütern, zu ermöglichen.The process for the production of this surface coating to be created is intended to be particularly suitable for the use of mobile coating systems in order to enable the treatment of small-scale and complex spatial form surfaces on site, for example in the restoration and preservation of cultural goods.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des 1., 4. und 6. Patentanspruchs, insbesondere die kennzeichnenden Merkmale gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den nachgeordneten Patentansprüchen angegeben. According to the invention this object is achieved by the features of the 1st, 4th and 6th claim, in particular the characterizing features. Further favorable embodiments of the invention are specified in the subordinate claims.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Oberflächenbeschichtungszusammensetzung einen Stoff umfasst, welcher aus einem nachwachsenden Naturstoff gewonnen wird.The essence of the invention is that the surface coating composition comprises a substance derived from a renewable natural product.
Dieser Stoff ist besonders vorteilhaft mindestens ein modifizierter thermoplastischer Stärkeester, wobei der Stärkeester in pulverisierter Form (diskrete Partikel) mittels elektrostatischer Aufladung auf ein Substrat aufgebracht und dort einem Wärmebehandlungsprozess gemäß an sich bekannter Pulverbeschichtungsverfahren unterzogen wird. (Im Rahmen der Erfindung liegt aber auch, dass dieser Stoff als Mischung verschiedener modifizierter thermoplastischer Stärkeester vorliegt.)This substance is particularly advantageously at least one modified thermoplastic starch ester, wherein the starch ester in powdered form (discrete particles) is applied to a substrate by means of electrostatic charging and subjected there to a heat treatment process according to powder coating processes known per se. (In the context of the invention, however, it is also the case that this substance is present as a mixture of various modified thermoplastic starch esters.)
Dieser modifizierte thermoplastische Stärkeester / die modifizierten Stärkeester verfügt / verfügen über mindestens einer Esterkomponente mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen und einen Substitutionsgrad von 1,0 bis 3,0, wobei der oder die Stärkeester in Form diskreter Partikeln ausgebildet ist/sind,This modified thermoplastic starch ester (s) has at least one ester component having from 2 to 18 carbon atoms and a degree of substitution of from 1.0 to 3.0, wherein the starch ester (s) is / are in the form of discrete particles,
Diese Oberflächenbeschichtung wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, dass eine Oberflächenbeschichtungszusammensetzung enthaltend eine Mischung aus Stärkeesterpartikeln bereitgestellt wird, welche vermittels einer Pulverbeschichtungsanlage auf ein Substrat aufgebracht wird. This surface coating is obtained according to the invention by providing a surface coating composition containing a mixture of starch ester particles, which is applied to a substrate by means of a powder coating system.
Dazu wird die Oberflächenbeschichtungszusammensetzung auf das Substrat in pulverisierter Form mittels elektrostatischer Aufladung aufgetragen und anschließend wird das so beschichtete Substrat auf eine Temperatur bei der oder über der Tg des Stärkeesters erwärmt, um die Partikel zu schmelzen und einen kontinuierlichen Film auf der Oberfläche des Substrats auszubilden.To this end, the surface coating composition is applied to the substrate in powdered form by means of electrostatic charging, and then the thus coated substrate is heated to a temperature at or above the T g of the starch ester to melt the particles and form a continuous film on the surface of the substrate ,
Besonders vorteilhalft weisen die Stärkeesterpartikel der Oberflächenbeschichtungszusammensetzung eine Korngröße von <100 µm auf, da diese Größe die statische Aufladung günstig beeinflusst und zur Ausbildung von glatteren, homogeneren Schichten führt.Particularly advantageously, the starch ester particles of the surface coating composition have a particle size of <100 μm, since this size has a favorable influence on the static charge and leads to the formation of smoother, more homogeneous layers.
Als mit der Oberflächenbeschichtungszusammensetzung zu beschichtende Substrate können Metalle, Glas, Kunststoffe oder Naturstoffen, wie bspw. Stein oder Holz, zum Einsatz kommen.As substrates to be coated with the surface coating composition, metals, glass, plastics or natural materials such as stone or wood may be used.
Die Oberflächenbeschichtungszusammensetzung hat den Vorteil, dass sie größtenteils nachwachsende Rohstoffen als Grundlage der auf dem Syntheseweg herzustellenden Zusammensetzungskomponenten, wie vorteilhafter Weise modifizierte thermoplastische Polysaccharide, wie bspw. Stärkeester mit der folgenden Formel:
Besonders vorteilhaft können dabei Stärkeester mit den folgenden Formeln zum Einsatz kommen:
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass, im Gegensatz zu den bisher bekannten Pulverbeschichtungsverfahren, ein naturnahes, aus nachwachsenden Rohstoffen (wie bspw. Polysaccharide und Fettsäuren) hergestelltes Beschichtungsmaterial zur Oberflächenmodifizierung und - funktionalisierung eingesetzt, welches folgende Eigenschaften in sich vereint:
- • es ist wiederholt aufschmelzbar,
- • es ist transparent, kann aber auch eingefärbt werden. - Das Beschichtungsmaterial ist wasserabweisend,
- • es ist gleithemmend und
- • es ist optisch und technisch modifizierbar, d.h. es kann mit Partikeln zu Änderung der optischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften ergänzt werden.
- • it is repeatedly melted,
- • It is transparent, but it can also be colored. The coating material is water-repellent,
- • it is anti-slip and
- • It is optically and technically modifiable, ie it can be supplemented with particles to change the optical, chemical and physical properties.
Insbesondere durch die Anwendung spezieller, mobiler Beschichtungsanlagen ist die Behandlung kleinteiliger und komplex gearteter Oberflächen möglich und sinnvoll.
Das ist bspw. bei der Bearbeitung von handwerklich hergestellten Produkten oder der Restaurierung von Kulturgütern von Vorteil.In particular, by the use of special, mobile coating systems, the treatment of small-scale and complex-type surfaces is possible and useful.
This is an advantage, for example, in the processing of artisan products or the restoration of cultural goods.
Die Oberflächenbeschichtungszusammensetzen und das Verfahren zum Aufbringen dieser auf der Oberfläche eines Substrats sind aber auch für die Behandlung großer Flächen prinzipiell geeignet. However, the surface coating compositions and the method for applying them to the surface of a substrate are in principle also suitable for the treatment of large areas.
Durch die Transparenz vermittels der Zusammensetzung und des Verfahrens hergestellten Beschichtung ist insbesondere die Behandlung von Glas und anderen transparenten Materialien in Fokus möglicher Anwendungen.In particular, the treatment of glass and other transparent materials is the focus of potential applications due to the transparency produced by means of the composition and method.
Auch der Erhalt der Optik, bspw. von Holz-, Stein- oder Metalloberflächen liegt im Bereich der Erfindung.The preservation of the appearance, for example of wood, stone or metal surfaces is within the scope of the invention.
Die mit der Oberflächenbeschichtungszusammensetzen beschichteten Oberflächen können durch einen weiteren nachgeschalteten Temperaturbehandlungsprozess miteinander verklebt und auch wiederholt voneinander gelöst werden.The surfaces coated with the surface coating composition can be glued together by a further downstream temperature treatment process and also be repeatedly detached from one another.
Die Schmelztemperatur, Viskosität sowie weitere Eigenschaften können durch die Modifikation des zugrunde liegenden Polymers (Rückrat und Substituenten) eingestellt werden. Dabei gilt es folgende Parameter zu beachten:
- • Schmelztemperatur 50 - 255 °C
- • Viskositäten (Kartoffelstärke-Ester) 5,2 - 13600 Pa*s (bei 120 °C)
- • die Viskositäten für bspw. Dextrane können signifikant niedriger sein
- • E-Modul: von 20 bis 1500 MPa*s
- • Zugfestigkeit: bis 50 MPa
- • Rissdehnung: bis 190%
- • Melting temperature 50 - 255 ° C
- • Viscosities (potato starch esters) 5.2 - 13600 Pa * s (at 120 ° C)
- • The viscosities for, for example, dextrans can be significantly lower
- • E-modulus: from 20 to 1500 MPa * s
- • Tensile strength: up to 50 MPa
- • Crack elongation: up to 190%
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu werden.The invention will be explained below with reference to the embodiments, without being limited to these examples.
Der Oberflächenbeschichtungsprozess wird mit modifizierten thermoplastischen Stärkeestern in pulverisierter Form durchgeführt.The surface coating process is carried out with modified thermoplastic starch esters in powdered form.
Synthese eines Stärke-Esters:Synthesis of a starch ester:
Zunächst wird die zu nutzende Stärke im Vakuum bei erhöhter Temperatur getrocknet. Diese wird in gepulverter Form mit festen Imidazol vermischt. Das Gemisch wird aufgeschmolzen und bis zur vollständigen Lösung der Stärke mechanisch vermischt. Die Entsprechende Carbonsäure wird zur Reaktion in aktivierter Form (z.B. Als Anhydrid, Säurechlorid oder Vinylester) zugesetzt und die Lösung bis zum Ende der Reaktion über der Schmelztemperatur weiter gerührt. Nach Ende der Reaktion wird das Rohprodukt (sinnvoll sind Substitutionsgrade im Bereich von 1.5-3.0) mit Ethanol oder Isopropanol gefolgt von Wasser gereinigt und im Vakuum getrocknet.First, the starch to be used is dried in vacuo at elevated temperature. This is mixed in powdered form with solid imidazole. The mixture is melted and mechanically mixed until complete dissolution of the starch. The corresponding carboxylic acid is added to the reaction in activated form (e.g., as anhydride, acid chloride or vinyl ester) and the solution is further stirred until the reaction is over the melting temperature. After completion of the reaction, the crude product (meaning degrees of substitution in the range of 1.5-3.0) are cleaned with ethanol or isopropanol followed by water and dried in vacuo.
Herstellung eines Pulvers aus Stärkeester Granulat:Preparation of a powder of starch granules:
Der Stärkeester wird zunächst gekühlt und danach mechanisch, z.B. mittels einer Planetenmühle, zerkleinert. Hiernach findet ein Aussieben des Materials statt, um Pulver in der gewünschten Korngröße (sinnvoll sind Werte von <100 µm) zu erhalten. Nicht ausreichend zerkleinertes Material kann für weitere Mahlvorgänge genutzt werden.The starch ester is first cooled and then mechanically, e.g. by means of a planetary mill, crushed. Thereafter, a sifting out of the material takes place in order to obtain powders in the desired grain size (values of <100 μm are meaningful). Insufficiently shredded material can be used for further grinding operations.
Beschichtung eines Objektes mittels Stärkeester Pulver:Coating of an object by means of starch ester powder:
Das Pulver kann nach den üblichen Verfahren zur Pulverbeschichtung aufgebracht werden. Das Einbrennen des Pulvers erfolgt über dessen Erweichungstemperatur, aber unter der Zersetzungstemperatur. Idealerweise wird mit einer Temperatur gearbeitet, welche ca. 20 K über der bestimmten Erweichungstemperatur liegt (Bsp. 146 °C bei Maisstärke-Palmitat, DS = 1,94).The powder can be applied by conventional powder coating techniques. The burning in of the powder takes place via its softening temperature, but below the decomposition temperature. Ideally, work is carried out at a temperature which is about 20 K above the specific softening temperature (eg 146 ° C. for corn starch palmitate, DS = 1.94).
Synthesebeispiel (Kartoffelstärke-Laurat):Synthesis Example (potato starch laurate):
Die native Kartoffelstärke wird 2 h bei 100°C unter Vakuum getrocknet. Anschließend werden diese Stärke (30 g) und Imidazol (270 g) mechanisch vermischt und bei 120 °C aufgeschmolzen. Die Schmelze wird bei 100 °C per KPG Rührer 4 h gerührt um optimale Lösung der Stärke zu gewährleisten. Bei gleicher Temperatur wird in Abständen von 20 min Vinyl Laurat (96 mL) in drei Portionen langsam zugegeben. Hiernach wird weitere 20 min bei 100 °C gerührt. Nach der Reaktion werden 200 mL zum Sieden erhitztes Ethanol in die Reaktionslösung gegeben. Die gelartige Mischung wird in einem Becherglas unter Zugabe von weiteren 1350 mL Ethanol auf 0 °C abgekühlt. Dem entstandenen weißlichen Niederschlag wird erlaubt sich abzusetzen und der Überstand wird abgesaugt. Die entstehende teigige Masse wird 4 mal mit je 500 mL Ethanol bei 0 °C gewaschen sowie 2 mal mit 500 mL Wasser gewaschen und über einen Büchnertrichter abgesaugt. Bei jedem Waschvorgang wird das Produkt gründlich zerkleinert. Nach Lagerung des Produktes im Gefrierschrank (was über 1-2 Tage erfolgt) wird das Produkt gefriergetrocknet.The native potato starch is dried for 2 h at 100 ° C under vacuum. Subsequently, this starch (30 g) and imidazole (270 g) are mechanically mixed and melted at 120 ° C. The melt is stirred at 100 ° C per KPG stirrer for 4 h to ensure optimum solution of the starch. At the same temperature, vinyl laurate (96 mL) is added slowly in three portions at 20-minute intervals. Thereafter, the mixture is stirred at 100 ° C for a further 20 min. After the reaction, 200 mL of boiling ethanol are added to the reaction solution. The gel-like mixture is cooled to 0 ° C. in a beaker with the addition of a further 1350 ml of ethanol. The resulting whitish precipitate is allowed to settle and the supernatant is aspirated. The resulting doughy mass is washed 4 times with 500 mL of ethanol at 0 ° C and washed twice with 500 mL of water and filtered through a Buchner funnel. The product is thoroughly comminuted with every wash. After storage of the product in the freezer (which takes place over 1-2 days), the product is freeze-dried.
Durch Untersuchung mittels Elementaranalyse ist ein Substitutionsgrad dieses Produktes von 1.55 bestimmbar.By analysis by elemental analysis, a degree of substitution of this product of 1.55 can be determined.
Synthesebeispiel (Maisstärke-Laurat): Synthesis Example (Corn Starch Laurate):
Nachdem abgebaute Maisstärke (Flojel 60) 2 h bei 100°C unter Vakuum getrocknet wurde, wird Stärke (10 g) und Imidazol (65 g) mechanisch vermischt und bei 120 °C aufgeschmolzen.After degraded corn starch (Flojel 60) was dried at 100 ° C under vacuum for 2 h, starch (10 g) and imidazole (65 g) are mechanically mixed and melted at 120 ° C.
Die Schmelze wird bei 100 °C per KPG Rührer 4 h gerührt um optimale Lösung der Stärke zu gewährleisten.The melt is stirred at 100 ° C per KPG stirrer for 4 h to ensure optimum solution of the starch.
Bei gleicher Temperatur wird in Abständen von 20 min Vinyl Laurat (64 mL) in drei Portionen langsam zugegeben.At the same temperature, vinyl laurate (64 mL) is added slowly in three portions at 20 minute intervals.
Hiernach wird für weitere 20 min bei 100 °C gerührt.After that, stirring is continued for a further 20 minutes at 100.degree.
Nach der Reaktion werden 200 mL zum Sieden erhitztes Ethanol in die Reaktionslösung gegeben. Die entstehende gelartige Mischung wird in einem Becherglas unter Zugabe von weiteren 1000 mL Ethanol auf 0 °C abgekühlt.After the reaction, 200 mL of boiling ethanol are added to the reaction solution. The resulting gel-like mixture is cooled to 0 ° C. in a beaker with addition of a further 1000 ml of ethanol.
Dem entstandenen weißlichen Niederschlag wird erlaubt, sich abzusetzen und der Überstand wird abgesaugt.The resulting whitish precipitate is allowed to settle and the supernatant is aspirated.
Die teigige Masse wird 4 mal mit je 300 mL Ethanol bei 0 °C gewaschen sowie 2 mal mit 300 mL Wasser gewaschen und über einen Büchnertrichter abgesaugt.The doughy mass is washed 4 times with 300 mL of ethanol at 0 ° C and washed twice with 300 mL of water and filtered with suction through a Buchner funnel.
Bei jedem Waschvorgang wird das Produkt gründlich zerkleinert.The product is thoroughly comminuted with every wash.
Das Produkt wird anschließend gefriergetrocknet.The product is then freeze-dried.
Durch Untersuchung dieses Produkts mittels Elementaranalyse ist ein Substitutionsgrad von 1.91 bestimmtbar.Examination of this product by elemental analysis determines a degree of substitution of 1.91.
Vermischung Pulver:Mixing powder:
Maisstärke-Palmitat und Cellulose-Acetat-Butyrat Pulver mit einer Korngröße von < 100 µm wurden mechanisch in einem Verhältnis von 1:1 mit einander vermischt.Corn starch palmitate and cellulose acetate butyrate powders with a particle size of <100 μm were mechanically mixed in a ratio of 1: 1.
Die nach der Pulverbeschichtung resultierende Schicht basierend auf diesem Pulver ist klar und farblos, wobei sich bspw. Härte, Glanz und Haptik dieser Beschichtung durch die Kombination verschiedener Ester im Pulver einstellen lassen.The resulting after the powder coating layer based on this powder is clear and colorless, which can be adjusted, for example, hardness, gloss and feel of this coating by the combination of different esters in the powder.
Pulverisierung zu Granulat:Pulverization to granules:
Der Stärkeester wird mittels flüssigem Stickstoff gekühlt und in einen gekühlten Korund-Behälter mit Korund-Kugeln (Durchmesser 2 cm) gefüllt. Nach Einspannen in eine Planetenmühle wird in diesem Behälter 45 s bei maximaler Drehzahl gemahlen. Nach Aufwärmen des Behälters auf Raumtemperatur wird der Inhalt gesiebt (Siebgröße 100 µm). Hierdurch wird der Grundstoff zur Pulverbeschichtung erhalten.The starch ester is cooled by means of liquid nitrogen and filled into a cooled corundum container with corundum balls (diameter 2 cm). After clamping in a planetary mill 45 s is ground in this container at maximum speed. After warming the container to room temperature, the contents are sieved (sieve size 100 μm). As a result, the base material is obtained for powder coating.
Pulver-Beschichtungsvorgang mit dem Granulat:Powder coating process with the granules:
Ein Maisstärke-Palmitat (Substitutionsgrad 1.94, Körnung <100 µm) wird in einer mobil einsetzbaren Pulverbeschichtungsanlage mittels einer druckluftbetriebenen elektrostatischen auf ein mit dem Pyrosil-Verfahren vorbehandeltes Aluminium- Werkstück gleichmäßig aufgebracht. Das so behandelte Werkstück wird für 10 min in einen dazugehörigen Ofen mit 146°C gegeben, wodurch das Werkstück mit einer gleichförmigen transparenten Stärkeester-Schicht versehen wird, deren Schichtdicke bei ca. 100 µm liegt.A corn starch palmitate (degree of substitution 1.94, grain size <100 microns) is evenly applied in a mobile powder coating plant by means of a compressed air-driven electrostatic on a pre-treated with the Pyrosil process aluminum workpiece. The thus treated workpiece is placed in a dedicated 146 ° C oven for 10 minutes, thereby providing the workpiece with a uniform transparent starch ester layer, the layer thickness of which is about 100 μm.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen technischen Lösung besteht darin, dass eine Beschichtung von geometrisch komplexeren Gegenständen möglich ist und die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden, wie bspw. der Einsatz von Lösungsmitteln.The advantage of the technical solution according to the invention is that a coating of geometrically complex objects is possible and the disadvantages of the prior art are avoided, such as the use of solvents.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße technische Lösung für den Einsatz mobiler Beschichtungsanlagen geeignet und ermöglicht dadurch die Behandlung von kleinteiligen und mit komplexer Raumform ausgeführten Oberflächen vor Ort, bspw. bei der Restaurierung von Kulturgütern.In particular, the technical solution according to the invention is suitable for the use of mobile coating systems and thereby enables the treatment of small-scale and executed with complex spatial form surfaces on site, for example. In the restoration of cultural goods.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch das große Flächen mit den modifizierten Stärkeester vermittels an sich bekannter Beschichtungsanlagen beschichtet werden.In the context of the invention, the large surfaces are also coated with the modified starch esters by means of coating systems known per se.
Alle in der Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features described in the description, the exemplary embodiments and the following claims may be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0596437 B1 [0028]EP 0596437 B1 [0028]
- EP 0917540 B1 [0028]EP 0917540 B1 [0028]
- WO 1998007755 A1 [0035]WO 1998007755 A1 [0035]
- DE 19633474 A1 [0035]DE 19633474 A1 [0035]
- DE 4442606 A1 [0036]DE 4442606 A1 [0036]
- EP 0714913 A1 [0036]EP 0714913 A1 [0036]
- DE 19935476 A1 [0037]DE 19935476 A1 [0037]
- DE 102008025697 A1 [0039]DE 102008025697 A1 [0039]
- EP 1072657 B1 [0040]EP 1072657 B1 [0040]
- DE 10147155 A1 [0043]DE 10147155 A1 [0043]
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|---|---|
| DE (1) | DE102017126340A1 (en) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2639349A1 (en) * | 1975-09-02 | 1977-03-03 | Sherwin Williams Co | MIXED STARCH ESTERS AND THEIR USE |
| EP0596437A2 (en) | 1992-11-06 | 1994-05-11 | Bio-tec Biologische Naturverpackungen GmbH | Biodegradable polymer blend composition |
| DE4442606A1 (en) | 1994-11-30 | 1996-06-05 | Degussa | Swellable starch ester, process for its production and use |
| EP0714913A1 (en) | 1994-11-30 | 1996-06-05 | Degussa Aktiengesellschaft | Swellable starch ester, process for its preparation and its use |
| DE19633474A1 (en) | 1996-08-20 | 1998-02-26 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Process for the production of biodegradable starch esters |
| EP0917540A1 (en) | 1996-08-09 | 1999-05-26 | Biotec Biologische Naturverpackungen Gmbh | Thermoplastic processable starch or starch derivative polymer mixtures |
| EP1072657A1 (en) | 1999-07-16 | 2001-01-31 | National Starch and Chemical Investment Holding Corporation | Starch ester coatings |
| DE19935476A1 (en) | 1999-07-28 | 2001-02-01 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Preparation of thermoplastic starch ester graft copolymers with improved transparency, by grafting carboxylic acid starch ester reaction mixtures with monomers using aqueous hydrogen peroxide in the presence of acetic anhydride |
| DE10147155A1 (en) | 2001-09-25 | 2003-04-17 | Kalle Gmbh & Co Kg | Starchy, tubular food casing with transferable coating and process for its production |
| EP1575468A1 (en) | 2002-10-25 | 2005-09-21 | Paul Hartmann Aktiengesellschaft | Anti-adhesive coating for plasters |
| DE102008024089A1 (en) * | 2008-05-17 | 2009-11-19 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Hot melt adhesive and method of making the same |
| DE102008025697A1 (en) | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Thermoplastic molding mass for producing a molded part, comprises a matrix phase made of starch ester and plasticizer and containing nanoscale filler |
-
2017
- 2017-11-10 DE DE102017126340.3A patent/DE102017126340A1/en active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2639349A1 (en) * | 1975-09-02 | 1977-03-03 | Sherwin Williams Co | MIXED STARCH ESTERS AND THEIR USE |
| EP0596437A2 (en) | 1992-11-06 | 1994-05-11 | Bio-tec Biologische Naturverpackungen GmbH | Biodegradable polymer blend composition |
| DE4442606A1 (en) | 1994-11-30 | 1996-06-05 | Degussa | Swellable starch ester, process for its production and use |
| EP0714913A1 (en) | 1994-11-30 | 1996-06-05 | Degussa Aktiengesellschaft | Swellable starch ester, process for its preparation and its use |
| EP0917540A1 (en) | 1996-08-09 | 1999-05-26 | Biotec Biologische Naturverpackungen Gmbh | Thermoplastic processable starch or starch derivative polymer mixtures |
| WO1998007755A1 (en) | 1996-08-20 | 1998-02-26 | Buna Sow Leuna Olefinverbund Gmbh | Process for the manufacture of biodegradable starch esters |
| DE19633474A1 (en) | 1996-08-20 | 1998-02-26 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Process for the production of biodegradable starch esters |
| EP1072657A1 (en) | 1999-07-16 | 2001-01-31 | National Starch and Chemical Investment Holding Corporation | Starch ester coatings |
| DE19935476A1 (en) | 1999-07-28 | 2001-02-01 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Preparation of thermoplastic starch ester graft copolymers with improved transparency, by grafting carboxylic acid starch ester reaction mixtures with monomers using aqueous hydrogen peroxide in the presence of acetic anhydride |
| DE10147155A1 (en) | 2001-09-25 | 2003-04-17 | Kalle Gmbh & Co Kg | Starchy, tubular food casing with transferable coating and process for its production |
| EP1575468A1 (en) | 2002-10-25 | 2005-09-21 | Paul Hartmann Aktiengesellschaft | Anti-adhesive coating for plasters |
| DE102008024089A1 (en) * | 2008-05-17 | 2009-11-19 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Hot melt adhesive and method of making the same |
| DE102008025697A1 (en) | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Thermoplastic molding mass for producing a molded part, comprises a matrix phase made of starch ester and plasticizer and containing nanoscale filler |
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