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Die
Erfindung betrifft farbgebende Beschichtungssysteme, insbesondere
Farben und Lacke.
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Beschichtungen
für Flächen, die
farbig gestaltet werden sollen, werden in der Regel individuell für die zu
streichende Fläche
eingefärbt.
Werkseitig vorgefärbte
Beschichtungen sind zwar auch verfügbar, genügen aber den Anforderungen
an die Farbauswahl nur sehr begrenzt, weil sie auf wenige Farbtöne beschränkt sind.
Farbgebende Beschichtungssysteme, im folgenden der Einfachheit halber
kurz als Farbe oder Lack bezeichnet, werden üblicherweise zunächst werksseitig
als weiße
oder farblose Grundmasse bereitgestellt. Farbige Pigmentzubereitungen, in
der Regel Pasten oder sogenannte Abtönfarben, die einen geringeren
Pigmentgehalt als Pasten aufweisen, werden in die Grundmasse eingemischt,
um die jeweils gewünschten,
individuellen Farbtöne
anzumischen. Das Anmischen geschieht sowohl manuell unter Zuhilfenahme
von Abtönfarben
als auch automatisch in sogenannten Farbton-Mischautomaten unter
Verwendung von Pigmentpasten. Das Einmischen geschieht beim Verarbeiter,
also beim Fachhandwerker bzw. dessen Händler, im Baumarkt oder beim
DIY-Handwerker.
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Der
direkte Einsatz der farbgebenden Pigmente unmittelbar ist weder
beim manuellen Anmischen noch beim Einsatz in Mischautomaten möglich. Als
Rohstoff liegen Pigmente in Form von Agglomeraten als Feststoff
vor, der nicht direkt in Farben oder Lacke eingemischt werden kann.
Bei der Herstellung von pigmentierten Farben und Lacken müssen diese
Agglomerate zuerst unter Einsatz hoher Scherkräfte und dem Einsatz von Netz-
und Dispergiermittel in Primärkörner zerlegt
werden, damit eine ausreichende Färbekraft der Pigmente in Farbe
oder Lack überhaupt
erst freigesetzt wird.
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Pigmente
werden den Herstellern von Lacken und Farben jetzt als sogenannte
X-fast- oder Stir-in-Pigmente
in granulierter Form zum Einmischen in pigmentierten Farben oder
Lacken angeboten. Diese pigmentierten Farben oder Lacke können nun
werksseitig mit geringerem Aufwand bei der Verarbeitung der Pigmente,
sowohl hinsichtlich der erforderlichen Apparaturen als auch hinsichtlich
des Energieaufwands hergestellt werden.
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Damit
ist jedoch das Problem des Mischens individueller Farbtöne „vor Ort" für kleine
Farbmengen nicht gelöst.
Kleine Farbmengen werden jedoch gebraucht, um kleine Flächen farbig
zu gestalten. Das Gestalten kleinerer Flächen ist ein üblicher
Anwendungsbereich für
Farben und Lacke.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein farbgebendes Beschichtungssystem
bereitzustellen, mit dem das Mischen individueller Farbtöne in beliebigen Mengen,
insbesondere kleinen Mengen, einfach, sauber und mit geringem Aufwand
erfolgt.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
mittels eines Beschichtungssystems zur farbgebenden Beschichtung von
Oberflächen,
aufweisend eine flüssige
Grundmasse als erste Komponente und mindestens ein Pigment in fester
Form als zweite Komponente, wobei das Pigment in der Grundmasse
dispergierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment portioniert
ist, wobei die Portion des Pigments jeweils auf eine vorgegebene
Menge der flüssigen
Grundmasse abgestimmt ist.
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Es
hat sich überraschenderweise
herausgestellt, dass durch das Dispergieren der portionierten Pigmente
in der Grundmasse -ohne wie bisher in Paste oder Abtönfarbe eingebrachte
Pigmente zu verwenden, eine weitaus präzisere und reproduzierbarere
Einfärbung
der Grundmasse erfolgt. Der Zusatz vorgegebener, portionierter Mengen
an Pigment in fester Form ermöglicht
auch für
kleine, manuell angemischte Mengen reproduzierbare Ergebnisse. Das dispergierbare
Pigment wird als Feststoff abgemessen, wobei die Menge des Pigments
so bemessen ist, dass eine vorgegebene Menge der flüssigen Grundmasse
nach Einmischen des portionierten Pigments einen vorgegebenen Farbton
ergibt.
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In
der Regel handelt es sich um Pigmente, die als Feststoff in flüssiger Grundmasse
dispergierbar sind. Im Zusammenhang mit dieser Beschreibung soll
der Begriff „dispergieren" zudem sämtliche Formen
von Mischungen, Lösungen
etc. umfassen, die im Zusammenhang mit dem Einbringen von Pigmenten
in Grundmasse vorkommen.
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Das
Einmischen kann manuell oder durch einen Mischautomaten erfolgen.
Es wird allerdings unterstellt, dass häufig manuell gemischt wird,
so dass das erfindungsgemäße Beschichtungssystem
vor allem auf gute manuelle Mischbarkeit abgestellt ist. Das manuelle
Einmischen der in fester Form vorliegenden Pigmente erfordert ein
intensives Durchmischen der Grundmasse, was jedoch mit einfachen Mitteln
ausführbar
ist. Häufig
wird ein auf eine Handbohrmaschine aufgesetzter Quirl eingesetzt,
mit dem sich z. b. übliche
Mengen von Binderfarbe (5l, 10l, 20l) ohne weiteres homogen einfärben lassen.
Von Handwerkern bzw. den sie beliefernden Händlern werden oft auch Rüttler eingesetzt,
die Farbe oder Lack und Pigmentpasten miteinander mischen. Diese
Rüttler
lassen sich ohne weiteres auch zum erfindungsgemäßen Abtönen von Grundmasse mittels Pigmenten
in fester Form einsetzen.
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Pigmente
in fester Form erweisen sich erfindungsgemäß gegenüber Abtönfarben und Pigmentpasten als
vorteilhaft in der praktischen Anwendung. Zum einen ist die Reproduzierbarkeit
der Mischergebnisse beim Einsatz von Pigmenten in fester Form weitaus
größer als
beim Einsatz von z. B. Abtönfarben.
Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn kleine Mengen abgetönter Farben
oder Lacke benötigt
werden oder wenn zusätzliche
Mengen an gleich abgetönter
Farbe oder Lack gebraucht werden. Vor allem im Heimwerkerbereich
ist das erneute Mischen abgetönter
Farbe oder Lacks regelmäßig gefragt.
Die fehlende Präzision
beim Abtönen
mit Abtönfarbe oder
Pigmentpaste ist unter anderem auch darauf zurückzuführen, dass das Dosieren von
Pigmenten in flüssiger
bzw. pastöser
Form sehr viel ungenauer ist als die Zugabe von portionierten Pigmenten
in fester Form.
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Weiter
bietet der Einsatz von Pigmenten in fester Form die bisher nicht
gegebene Möglichkeit, Mischfarben
herzustellen, insbesondere auch beim manuellen Mischen z. b. im
Heimwerkerbereich. Das Einmischen verschiedener Abtönfarben
oder Pigmentpasten in die Grundmasse führt beim Herstellen von Mischfarben
nicht zu befriedigenden Ergebnissen. Die Mischfarbtöne sind
nicht zuverlässig
reproduzierbar. Die Abweichungen sind hier noch um ein Vielfaches
größer als
beim „einfachen" Abtönen. Zudem
sind Abtönfarben
nicht in einem ausreichend breiten Farbton-Spektrum verfügbar.
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Besonders
vorteilhaft erweist sich dagegen das Einbringen von Mischungen verschiedener
Pigmente in die Grundmasse. Dabei werden unter Mischungen von Pigmenten
sowohl solche Mischungen verstanden, die bereits in einer Portion
von Pigmenten in Mischung vorliegen. Aber auch das Mischen von Pigment-Portionen
verschiedener Farbtöne
führt -anders
als bisher möglich-
zu reproduzierbaren Mischergebnissen beim Abtönen einer Grundmasse. Auf einfache
Weise kann eine breite Palette an Farben und Farbtönen angeboten
werden. Es bietet sich an, Farbtafeln zusammenzustellen, die darauf
basieren, dass jeweils mehrere Portionen desselben Pigments oder
mehrere Portionen verschiedener Pigmente in die flüssige Grundmasse
eingemischt werden. Da die zugesetzte Menge an Pigment gegenüber der
zu färbenden
Grundmasse sehr gering ist, kann unter Verwendung der portionierten
Pigmente auf einfache, praktikable Weise ein breites Farbton-Spektrum
bereitgestellt werden.
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Daneben
erweisen sich Pigmente in fester Form aber auch ökonomisch und ökologisch
als sinnvoller: Abtönfarben
und Pigmentpasten werden in standardisierten Mengen angeboten, von
denen zum Abtönen
regelmäßig nur
Teilmengen verbraucht werden. Die Reste trocknen ein und müssen entsorgt werden.
Da Pigmente im Vergleich zur Grundmasse teuer sind, wird nur ein
verhältnismäßig geringer
Teil der Pigmente tatsächlich
bestimmungsgemäß eingesetzt,
ein großer
Teil muss aufwändig
entsorgt werden. Selbst im Fall, dass der gesamte Inhalt einer Flasche
Abtönfarbe
vom Verbraucher verwendet wird, ist eine verschmutzte Verpackung
zu entsorgen, da sich der Inhalt der Flasche nie vollständig sauber
entleeren lässt.
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Erfindungsgemäß werden
die in die flüssige Grundmasse
mischbaren, portionierten Pigmente gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
in fester Form (als Pulver oder als Granulat) zu Portionen, in der
Regel Pellets oder Tabletten, verpresst. Die Pigmente werden dispergierbar,
wenn sie chemisch behandelt, insbesondere mit einem Überzug versehen sind,
der gewährleistet,
dass die fein gemahlenen Pigmente beim Einmischen in die flüssige Grundmasse
nicht verklumpen. Typische Beispiele solcher Pigmente nennen die
WO 2004/000 903 oder die WO 03/066743, deren Inhalt wir ausdrücklich in
die Offenbarung dieser Patentanmeldung einbeziehen. Dem Gedanken
des Portionierens stand entgegen, dass Pigmente in ihrer ursprünglichen
Form als Agglomerate nicht mischbar sind, und dass bisher agglomerierte
Pigmente keine Färbekraft
mehr entfaltet haben. Das Pelletieren oder Tablettieren der Pigmente steht
ihrer Mischbarkeit bzw. Dispergierbarkeit aber überraschenderweise nicht entgegen.
Das Pellettieren oder Tablettieren der portionierten Pigmente bietet
den Vorteil, dass keine verschmutzten Verpackungen zurückbleiben,
und dass die jeweilige Portion des Pigments zuverlässig gehandhabt
und eingesetzt werden kann.
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Nach
einer weiter entwickelten Ausführungsform
können
den Pellets oder Tabletten gegebenenfalls Hilfsmittel beigegeben
sein, die das Zerfallen der Pellets oder Tabletten in der Grundmasse
oder in einer Flüssigkeit
fördern.
Insbesondere Substanzen, die in Verbindung mit Wasser Kohlendioxid
freisetzen, sind hier geeignet.
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Eine
weiter bevorzugte Ausführungsform
der portionierten Pigmente ist derart gestaltet, dass die Pigment-Portion
von einer wasserlöslichen
Umhüllung
umgeben ist. Beim Zudosieren der Pigment-Portion in die flüssige Grundmasse
löst sich
die wasserlösliche
Umhüllung
auf und die Pigmente färben
die flüssige
Grundmasse. Bei dieser Ausführungsform
ist als vorteilhaft anzusehen, dass ein präzises Portionieren möglich ist.
Insbesondere das Verarbeiten bzw. die Verwendung der Pigment-Portion
ist besonders sauber, vollständig
und rückstandsfrei.
Die mit einer flüssigkeits-
bzw. insbesondere wasserlöslichen
Umhüllung
versehenen Pigment-Portionen sind sowohl für das manuelle Einmischen von
Pigmenten in eine flüssige
Grundmasse wie auch für
eine maschinelle Verarbeitung geeignet.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
werden die Pigment-Portionen in mindestens zwei unterschiedlichen
Portionsmengen angeboten. Eine größere Pigment-Portion kann zum
Einstellen einer intensiven Grundfarbe verwendet werden, die dann
durch Zusatz von einer oder mehrerer farbgleicher oder farbverschiedener
kleiner Pigment-Portionen weiter nuanciert abgetönt werden. Dadurch wird eine
weitaus größere Vielfalt
an Farbtönen
bereitgestellt, die präzise
reproduzierbar gemischt werden können,
insbesondere manuell gemischt werden können.
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Um
die Variabilität
des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems
weiter zu erhöhen,
werden nach einer vorteilhaften Ausführungsform die Pigment-Portionen,
insbesondere in Form von Pellets oder Tabletten, mit Teilungsmarkierungen
versehen, so dass z. B.
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die
Hälfte
oder ein Viertel einer Pigment-Portion gezielt abgeteilt und in
der Grundmasse dispergiert werden kann. Damit kann die Differenzierung zwischen
unterschiedlichen Portionsgrößen u.U.
in einem Pellet oder einer Tablette erreicht werden.
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Besonders
wirksam lassen sich die Pigment-Portionen zum Abtönen von
Grundmasse einsetzen, wenn in Flüssigkeit,
insbesondere in Wasser vordispergierte Pigmente eingesetzt werden.
Das Dispergieren der Pigment-Portionen in -bezogen auf die zu färbende Grundmasse-
kleinen Mengen Flüssigkeit
und das anschließende
Einmischen der dispergierten Pigmente in die Grundmasse beschleunigt den
Mischvorgang erheblich. Bereits nach kurzem Mischen wird eine homogene
Einfärbung
der Grundmasse erreicht. Das Dispergieren des Pigments z. B. in
einer Menge von ca. 2% Wasser bezogen auf die Menge der zu färbenden
Grundmasse ermöglicht
zudem, vor dem Einmischen der Pigmente zu kontrollieren, ob sich
die in fester Form vorliegenden Pigmente gleichmäßig verteilen. Diese gleichmäßige Verteilung ist
wesentliche Voraussetzung für
ein schnelles und gleichmäßiges Einfärben der
Grundmasse. Insbesondere beim manuellen Mischen wird die Verringerung
an mechanischem Mischaufwand als besonders vorteilhaft empfunden.
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Die
zum Abtönen
von handelsüblichen
Mengen von Binderfarbe oder Lack erforderliche Menge an Pigment
ist sehr gering. Tabletten oder Pellets sind daher u. U. sehr klein.
Um die Handhabbarkeit der Pigmente in fester Form zu verbessern,
kann es zweckmäßig sein,
Füllstoffe
zuzusetzen, die den Tabletten oder Pellets eine praktikable Größe verleihen, ohne
dass sich diese Füllstoffe
im Mischvorgang nachteilig auswirken. Übliche Füllstoffe können anorganische oder organische
Stoffe sein, z. B. Cellulose oder Cellulosederivate, Kreide oder
dergleichen. Bevorzugt handelt es sich um Stoffe, die mit der zu
färbenden
Grundmasse kompatibel sind, insbesondere auch in der Grundmasse
z. B. als Zuschlagstoff enthalten sind.
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Um
ein gleichmäßiges Färben der
Grundmasse zu gewährleisten,
wurde bisher stets darauf geachtet, dass Abtönfarbe und Grundmasse gleiche Konsistenz
aufwiesen, bzw. dass die Pigmentpaste eine höhere Feststoff-Konzentration
aufwies als die zu färbende
Grundmasse. Fachleute haben stets unterstellt, dass ein Verdünnen der
Grundmasse durch Einbringen von Pigmenten in flüssiger Form die Verarbeitungseigenschaften
der Grundmasse verändert. Zudem
ist es meist nicht möglich,
Pigmente für
längere
Zeit als stabile Dispersion z. B. in Wasser vorzuhalten.
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Im
Zusammenhang mit dieser Erfindung hat sich jedoch überraschenderweise
herausgestellt, dass ein sehr viel präziseres und reproduzierbareres Einfärben der
Grundmasse erreicht werden kann, wenn Pigment in fester Form in
einer kleine Menge Flüssigkeit,
insbesondere Wasser vordispergiert und anschließend in die Grundmasse eingearbeitet
wird. Die nach diesem Verfahren zusätzlich einzubringende Flüssigkeitsmenge
von weniger als 5%, bevorzugt von weniger als 2%, besonders bevorzugt
von weniger als 1% ist so gering, dass sie die üblichen Verarbeitungseigenschaften
der Grundmasse nicht beeinflusst. Sie ist in der Regel nicht größer als
die Menge an Flüssigkeit,
die erforderlich ist, um die Grundmasse verarbeitungsfähig zu machen.
Da die Pigmente nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht für längere Zeit
in wässriger
Lösung
gelagert werden sollen, kommt es auf die Stabilität der Dispersion nicht
an.
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Wesentliche
Details der Erfindung werden am nachstehenden Beispiel näher erläutert:
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Beispiel 1
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50
g eines zu einer Tablette verpressten Pigments, hier eines X-fast ®-Pigments
der Firma BASF, werden in 100 ml Wasser dispergiert. Das in Wasser dispergierte
Pigment wird in 10 l einer handelsüblichen, weißen Binderfarbe
eingerührt.
Das Rühren (Dauer:
(Minuten) erfolgt mittels eines Quirls, der elektrisch angetrieben
ist.
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Beispiel 2
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50
g eines zu einer Tablette verpressten Pigments „Rot", 2 Tabletten à 0,5 g eines Pigments „schwarz" und 3 Tabletten à 0,5 g
eines Pigments „gelb" werden in 50 ml
Wasser dispergiert und in 5 l eines handelsüblichen, farblosen Acryllacks
eingemischt. Das Rühren
erfolgt wie im Beispiel i beschrieben. Es werden wiederum X-fast ®-Pigmente
der Firma BASF für
die Farben rot und gelb und ein Granufin ® Samt
N 64 – Pigment
der Firma Brockhues für die
Farbe schwarz eingesetzt.