DE2312207A1

DE2312207A1 - Verfahren zum ueberziehen von substratoberflaechen

Info

Publication number: DE2312207A1
Application number: DE2312207A
Authority: DE
Inventors: Stanley Edward Young
Original assignee: MACPHERSON GROUP Ltd DONALD
Current assignee: MACPHERSON GROUP Ltd DONALD
Priority date: 1972-03-13
Filing date: 1973-03-12
Publication date: 1973-09-27
Also published as: DE2312207C2; JPS5754185B2; NL7303420A; FI64182C; FR2176395A5; JPS492832A; GB1375247A; FI64182B; SE390118B; IT980425B

Description

Die Erfindung betrifft ein überzugsverfahren und insbesondere ein solches Verfahren, bei dem der überzug durch elektromagnetische Strahlung getrocknet wird.

Es ist bekannt, daß Lack-, Färb-, Firnis- und Kaftmittelüberzüge auf porösen oder nicht-porösen Substraten durch Hochfrequenz-Srhitzen getrocknet werden können. Wenn die Erhitzungs-. intensität erhöht wird, steigt die Neigung des Überzugs zur Blasenbildung beträchtlich an, inabesondere wenn das Überzugsgemisch auf ein poröses Substrat, wie Holz, Hartfaserplatten, Holzfaserplatten, Asbestpappe oder ein Kunststoffmaterial, v/ie geschäuutes Polystyrol, aufgebracht worden ist. In diesen Fällen

kann die Blasenbildung durch unter der Hitzeeinwirkung aus dem Substrat freigesetzte Luft und bzw. oder Wasserdampf verursacht werden. In Fällen, von Materialien mit einem niedrigen "Verlustfaktor" kann eine Deformation oder Zersetzung des Substrats eintreten und BO den Überzug schädigen oder deformieren. Diese Schwierigkeit kann in einigen Fällen durch Vorerhitzen des Substrats unmittelbar vor dein Aufbringen des Färb- oder Lacküberzugs ausgeschaltet v/erden. Verfahren, die von einer Vorerhitzungsstufe Gebrauch machen, sind jedoch unerwünscht, da sie einen zusätzlichen Verfahrenssehritt beinhalten. Ferner ist bei der Anwendung einer Vorerhitzungsstufe die Methode zum Aufbringen des Überzugsgemisches im allgemeinen, auf das Vorhang-Übersugsverfahren beschränkt, da andere_fin großem Umfang angewendete Methoden gewöhnlich wegen den durch das direkte Aufbringen des Überzugsgemisches auf ein erhitztes Substrat bedingten Beschränkungen^ z.B. der Fließeigenschaften und der Stabilität,nicht verwendet werden können.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß bestimmte Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Uberzugsgemisehe unter Verwendung" elektromagnetischer Strahlung getrocknet werden können, wobei es nicht notwendig ist, die Substratoberfläche vorzuerhitzen. Nach diesem Verfahren werden Überzüge erhalten, die praktisch frei von Oberflächenfehlern sind.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum überziehen von Substratoberflächen durch Aufbringen eines Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Überzugsgemisches und Trocknen des Überzugs, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Überzugsgemisch ein Gemisch

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aus mindestens eine}? Polymerisat- oder Copolyinerisat-Disrersion siit einer wie nachstehend definierten ϊα ndestfilmbilclungßtemperE.-tur von mindestens 5°G über der Raumtemperatur und mindestens einer Polymerisat- oder Copolr/merisat-Dispersion mit einer v;ie

vonJRoumteinporatur

nachstehend definierten KindestfilmbildungstemperaturVoder darunter eingesetzt wird- und die Mengenverhältnisse der Polymerisat- oder Copolyinerisat-Dispersionen so gewählt v/erden, daß das Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Übersugsgemisch eine wie nachstehend definierte Nindestfilrnbildungstemperatur über der Kaumtemperatur aufweist und daß der überzug durch Erhitzen mit elektromagnetischer Strahlung mit einer längeren Wellenlänge als 780 nm getrocknet wird.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Dispersions-, Emulsions- oder Latex-überzugsgemische sind disperse Systeme, in denen polymere Teilchen in Wasser dispergiert sind. Im allgemeinen haben die Teilchen Durchmesser im Bereich von. O₁Ol um bis 6 pn, und vor allem werden bei der Herstellung von Überzugsgemischen Teilchen im Bereich von 0,1 p.m. bis 1,0 pn verwendet.

Der Begriff "Hindestfilmbildungstemperatur" bedeutet in der vorliegenden Beschreibung die Temperatur, bei der eine Emulsion oder ein Latex beim Trocknen einen zusammenhängenden Polymerisatüberzug bildet. Diese Temperatur muß gleich oder hoher sein als die Temperatur, bei der die Polymerisat-Teilchen weich genug werden, um miteinander zu verschmelzen. Diese Temperatur wird daher manchmal als "Verschmelztemperatur" bezeichnet.

Der .Ausdruck "Raumtemperatur" bedeutet in der vorliegenden Beschreibung die Umgebungstemperatur in der unmittelbaren Kachbar-

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schaft der Subs tr at oberfl "ache, auf die das Uberzugsgemiscb. aufgebracht wird. Die Raumtemperatur im Vereinigten Königreich wird bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im allgemeinen im Bereich von 15 bis 3O⁰G liegen.

Wenn ein Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Uberzug auf eine Substratoberfläche aufgebracht wird, geht Wasser durch Verdampfung und, falls das Aufbringen auf absorbierende Substrate

auch -

erfolgt,/5urch Eindringen in das Substrat verloren. Die Polymerisat-Teilchen im überzugsgemisch werden dadurch unbeweglich, und die Energiebarrieren zwisehen den Teilchen, die einer Verschmelzung im verdünnten Zustand entgegenwirken, werden geschwächt. Die Teilchen treten dadurch in Berührung miteinander. Wenn die Polymerisat-Teilchen v/eich und deformierbar sind, schmelzen die Teilchen auf dieser Stufe, und es wird ein zusammenhängender PiIm erhalten. V/enn jedoch die entstehenden Teilchen bei der betreffenden Temperatur keine Fließeigenschaften aufweisen, tritt keine Filmbildung ein, bis die Temperatur bis auf einen Wert erhöht wird., bei dem Erweichung und Deformation der Teilchen eintreten.-

Die Mengenverhältnisse der Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen, die in den Dispersions-, Emulsions- oder Latex-überzugsgemischen enthalten sind, variieren entsprechend ihrer I-lindestfilmbildungstemperatur. Die nachstehende Gleichung (Fox-Gleichung, LESCHAEK und FOX, Bull. Div. Phys. Soc. 1965, J, 125) ist häufig nützlich zur Abschätzung der Mengenverhältnisse der Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen, die erforderlich sind, um ein Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Uberzugsgemisch mit einer Mindestfilmbildungstemperatur über der Baumtemperatur

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d.h. im allgemeinen über etwa 15°C, zu erhalten:

1_ _ J^a_ S_

rn ⁼ m + m

¹P ¹Fa ¹Fb

In dieser Gleichung bedeutet T₅₁ die Mindestfilmbildungstemperatur des Emulsions- oder Latex-Uberzugsgemisches in ⁰K, T₅₁ und T™. die Mindestfilmbildungstemperaturen der Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen a und b, gemessen in K, und W und W, die Gewichtsbruchteile von a und b. Es ist klar, daß diese Gleichung nur zur Abschätzung der einzusetzenden Mengenverhältnisse der Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen dienen kann und daß die wirklich erforderlichen Mengenverhältnisse experimentell bestimmt werden sollten.

Der Unterschied zwischen den Mindestfilmbildungstemperaturen der Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen beträgt vorzugsweise mindestens 10 bis 15°C. Wenn daher die Raumtemperatur 15°C beträgt, kann zur Herstellung eines Uberzugsgemisches mit einer Mindestfilmbildungstemperatur über I5 C eine Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersion mit einer Mindestfilmbildungstemperatur von 25°C in einem geeigneten Verhältnis mit einer Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersion mit einer Mindestfilmbildungstemperatur von 10°C vermischt v/erden. Vorzugsweise hat im erfindungsgemäßen Verfahren eine Komponente des Gemisches eine Mindestfilmbildungstemperatur unter 15⁰C und die andere eine Mindestfilmbildungstemperatur über 3O⁰C.

Typen von Monomeren, die zur Herstellung von Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen mit einer hohen Mindestfilmbildungstemperatur verwendet werden können, sind z.B. Styrol, Methylmethacrylat und Vinylacetat.

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Monomere, die zur Herstellung von Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen mit niedrig;en Kindestfilmbildungstemperaturen verwendet' werden können, sind z.B. die höheren Ester von Acrylsäure und Methacrylsäure, wie n-Butylmethacrylat und Isobutylacrylat, Butadien, Äthylen, Fumarsäureester, Maleinsäureester oder Vinylester. Ferner können zur Herstellung von Polymerisaten oder Copolymerisate^ die zur inneren Vernetzung oder zur Vernetzung mit anderen Gopolymerisaten befähigt sind, reaktive oder polyfunktionelle Monomere, wie Acrylamid, Aminomethacrylat, Hydroxyacrylate, Hydroxymethacrylate, N-Methylolacrylamide, Acryl säuren und Methacrylsäuren verwendet werden. Es kann somit möglich sein, die Polymerisat-? oder Copolymerisat-Konrponenten des Uberzugsgemisches z.B. durch Zugabe einer Säure oder durch bloßes Erhitzen zu vernetzen. Dies führt zur inneren Vernetzung, wodurch die Thermoplastizität vermieden und die Wiederstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel und V/asser und die Härte und die Lebensdauer des erhaltenen Films erhöht werden.

Polymerisate mit hohem Molekulargewicht haben im allgemeinen keine eindeutig definierten Schmelzpunkte wie es bei kristallinen Verbindungen der Fall ist; es existiert jedoch eine gummiartige Zwischenzone zwisehen dem harten, spröden Zustand und dem flüssigen Zustand. Die Temperatur, bei der der Übergang vom harten, brüchigen Zustand in den guminiartigen Zwischerizustand eintritt, wird als Glasumwandlungstemperatur bezeichnet, die üblicherweise durch das Symbol Tg dargestellt wird und als die Temperatur definiert ist, bei der eine Änderung in der Steigung des Volumen-Temperatur-Diagramms auftritt.

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Pie Glasum^andlungstemperatur variiert in großem Kaßo mit dem Polymerisat-Typ, wird aber auch, durch die Anwesenheit von Weichmachern und anderen Zusätzen beeinflußt. Typische Glasumwandlungstemperaturen für verschiedene Polymerisate sind: Methylmethacrylat 105⁰C

Polystyrol	ιοο°σ
Polyvinylacetat	28⁰G
Butylmethacrylat	20⁰G
Methylacrylat	6°G
sec.-Butylaerylat	-20°C
n-Butylacrylat	-55⁰C
n-Hexylacrylat	-57⁰G

Es ist somit ersichtlich, daß man durch Polymerisation reiner Monomerer und durch Copolymerisation von Honomerengemischen eine Vielzahl von Polymerisaten mit Glasumwandlungstemperaturen zwischen 105 und mindestens -60⁰C herstellen kann.

Obwohl eine enge Beziehung zwischen der Mindestfilmbildungstemperatur und der Glasumwandlungstemperatur existiert, ist es nicht möglich, diese Größen direkt in Beziehung zu setzen, da die Glasumwandlungstemperatur am reinen, trockenen Polymerisat bestimmt wird, während die Kindestfilmbildungstemperatur als Ergebnis von Versuchen in wäßriger Dispersion erhalten wird.

Es wurde jedoch gefunden, daß ein Gemisch aus einer Dispersion eines Polymerisats oder Copolymerisate mit einer Glasumwandlungstemperatur' über 40 C und einer Dispersion eines Polymerisats oder Copolymerisate mit einer Glasurav/andlungstemperatur unter 20⁰C, sodaß die effektive Glasumwandlungstemperatur des Gemisches 20

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bis 4-0⁰G beträgt, im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann.

Demgemäß betrifft ein besonderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum überziehen von Substratoberflächen durch Aufbringen eines Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Überzugsgemisches und Trocknen des Überzugs,, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Gemisch aus mindestens einer Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersion aus einem Polymerisat oder Copolymerisat mit einer Glasumv/andlungstemperatur über 40°C und mindestens einer Polymerisat- oder Gopolymerisat-Dispersion mit einer Glasumwandlungstemperatur unter 20 G verwendet wird, und die Mengenverhältnisse dieser Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen in dem Gemisch so gewählt v/erden, daß das Dispersions-, Emulsionsoder Latex-Uberzugsgemisch eine effektive Glasumv/andlungstemperatur von 20' bis 4-0⁰G aufweist und daß der Überzug durch Erhitzen mit elektromagnetischer Strahlung mit einer längeren Wellenlänge als 780 nm getrocknet wird.

Es ist ersichtlich, daß das vorgenannte Verfahren unter das erfindungsgemäße Verfahren fällt, obgleich zur Beschreibung der kennzeichnenden Merkmale der Polymerisate oder Copolymerisate eine andere Methode verwendet wurde.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Emulsions- oder Latex-Überzugsgemische v/erden durch Erhitzen mit Strahlungsenergie mit einer längeren Wellenlänge als die des sichtbaren Lichtes, d.h. länger als 78Q nm (1 nm = 10""" m), getrocknet. Die bevorzugte Erhitzungsart ist das Hochfrequenz-Erhitzen.

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Nach internationaler Übereinkunft stehen im Hochfrequenzbereich nur bestimmte Frequenzen, nämlich 13,56, 27,12, 38 und 40,65 MHz, für industrielle Zwecke zur Verfugung. Im Mikrowellenbereich können industriell die Frequenzen 300, 9151 2 450, 5 800 und 22 125 MHz verwendet werden. Im infraroten Bereich stehen die gesamten Wellenlängen von 780 nm bis 1 mm zur industriellen Ausnutzung zur Verfugung.

Die Hochfrequenz-Einrichtung hat gegenüber der Mikrowellen-Einrichtung den Vorteil, daß sie billiger ist und einfacher angewendet werden kann. Die Hochfrequenz-Einrichtung ist ferner sehr viel besser an veränderte Produktionserfordernisse anpaßbar. Sowohl die Hochfrequenz- als auch die Mikrowellen-Einrichtung haben gegenüber der Infrarot-Einrichtung den Vorteil, daß sie bei Inbetriebnahme sofort einsatzfähig sind und im Betrieb keine aufwendigen Reserveeinrichtungen erfordern. Ferner kann durch automatische oder manuelle Abstimmung der vom Sender gelieferten Energie eine äußerst genaue Kontrolle erreicht werden.

Es ist möglich, das relative Erhitzen des Überzugsfilms und des Substrats durch Variieren dieser Materialien zu regeln. So kann beim Aufbrinr-en eines stark polaren, mit V/asser verdünnten Emul-' sions-überzugsgemisches auf ein Substrat mit geringem Wassergehalt und einem geringen Verlustfaktor annähernd die gesamte Hit ze wirkung auf den Überzugsfilm beschränkt v/erden. Dieser Aspekt ist von besonderem Interesse bezüglich des Aushärtens von überzügen auf hitzeempfindlichen Substraten. Umgekehrt kann durch Aufbringen eines Überzugsgemisches mit geringer Polarität auf ein Substrat mit hohem Wassergehalt und einem hohen Verlust-

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faktor die erzeugte Hitze zum großen Teil auf das Substrat beschränkt werden. Ferner kann die Hitzewirkung durch geringe Änderungen des Luftspalts zwischen der Strahlungsplatte und dem Werkstück reguliert werden.

Bei Anwendung des Infrarot-Erhitzens sind zwar die Einrichtungskosten beträchtlich niedriger, aber für die Ofenerwärmung ist eine endliche Zeit erforderlich. Der thermische V/irkungsgrad ist viel niedriger, und die Kontrolle ist schwieriger durchführbar. Die Polarität des Überzugs und des Substrats spielt bei diesem Verfahren keine wesentliche Holle mehr, wodurch das relative Erhitzen des Substrats und des Überzugsfilms sehr viel schwieriger regulierbar ist.

Es sind zahlreiche Methoden zur.übertragung von Hochfrequenz-Strahlung auf das Werkstück in allgemeinem Gebrauch. Die erste Methode, bei der Elektroden auf beiden Seiten des Werkstückes angeordnet v/erden und die Hochfrequenz-Energie zwischen diesen Elektroden übertragen wird, wodurch im Zwischenraum befindliche polare Materialien erhitzt werden, ist allgemein als "Hochfrequenz-Durcherhitzen" bekannt. Die zweite Methode, bei der die Platte aus einer Anzahl von Stäben besteht, die entsprechend der verwendeten Frequenz in einer in geeigneter Weise berechneten Entfernung angeordnet und abwechselnd mit je einer Seite des Generators verbunden sind, ist im allgemeinen als "Streufeld-Erhitzen" bekannt. Im allgemeinen ist zwischen der Platte und dem zu trocknenden Werkstück,.wenn es unter die Platte gelangt, ein Luftspalt von 1 bis 20 mm vorhanden. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise die zweite Methode verwendet.

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Die direkte Kessung der auf eine Oberfläche übertragenen Hochfrequenz-Energie ist nur schwierig durchzuführen. Es wird deswegen häufiger ein Amperemeter in den Anodenkreis eingeschaltet, wobei man den fließenden Anodenstrom direkt ablesen kann. So wird für einen Intertherm-DH83-Generator (wassergekühlter 6 KV/-, 38 KHz-Generator )_fder in diesem Beispiel mit einer 0,6 m χ 0,6 m Streufeldplatte verbunden ist, ein Dauerstrom von 0,6 Ampere im Anodenkreis gemessen. V/enn man Prüf platt en durch die Vorrichtung führt und das System auf maximale Betriebsleistung, entsprechend einer Abgabe von 6 Kl/ des Generators abstimmt, wird im Anodenkreis ein Strom von 1,65 Ampere gemessen. Dieses in den nachstehenden Beispielen verwendete Verfahren dient zur Bestimmung der Plattenflächen und des gesamten Anodenstroms. Die Strahlungs platten sind meist so ausgeführt, daß sie ein Verhältnis von Länge zu Breite von 1 : 1 bis 2 : 1 aufweisen und ihre maximale Leistung 12 bis 16 KW/m beträgt.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es manchmal vorteilhaft sein, ein zweistufiges Trocknungsverfahren anzuwenden. So kann beispielsweise vor dem Erhitzen durch elektromagnetische Strahlung eine Vortrocknungsstufe, z,B» Trocknung mittels Warmluft oder durch Konvektions-Erhitzen," zur Anwendung kommen. Es ist möglich, die aus einem Hochfrequenz-Generator stammende Abwärme in der Vortrocknungsstufe zu verwenden.

Den erfindungsgemäß eingesetzten Emulsions- oder Latex-Uberzugsgemischen können verschiedene Modifiziermittel zugesetzt werden. Solche Zusätze sind bekannt und umfassen Pigmente und Farbstoffe zur Verleihung von Farbe und Deckkraft, Streckmittel zur Verbes-·

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serung der Fülleigenschaften und zur Verminderung der Pfosten und des Glanzes und Netz- und Dispergiermittel. Ferner können Kolloide, wie Methylcellulose und Ithylhydroxyathylcellulose, zugesetzt werden. Die Viskosität und die Fließ- und Aufbringungseigenschaften können durch Zugabe,von Polymerisaten, z.B. Styrol-Maleinsäure-Copolymerisate oder löslich gemachte Alkydharze, modifiziert werden. Die Lagereigenschaften der Überzugsgeinische können durch Zugabe" von Fungiziden, Bakteriziden und Antikorrosionsmitteln verbessert werden.

Zur Herabsetzung der Mindestfilmbildungstemperatur des Emulsionsoder Latex-Oberzugsgemisches kann das Gemisch mit geringen Mengen verschiedener Lösungsmittel versetzt x^erden. Hierzu können z.B. hochsiedende Alkohole, Glykoläthery Ester und aromatische Kohlenwasserstoffe verwendet werden, vorausgesetzt, daß das so modifizierte Emulsions- oder Latex-Überzugsgemisch eine Mindestfilmbildungstemperatur über- der Raumtemperatur hat.

Bestimmung der Mindestfilmbildungstemperatur:

Eine verchromte Kupferstange ist so angeordnet, daß sie am einen Ende von kaltem V/asser umspült und am anderen Ende mittels elektrischer Heizeinrichtungen mit geringer Leistung beheizt wird. An der' Unterseite der Stange befinden sich im Abstand von 25 mm ■ kleine Bohrungen, die jeweils einen Heißleiterfühler enthalten. Jeder dieser Fühler ist über eine Schalteinrichtung an ein elektrisches Thermometer angeschlossen. Der Stab wird in einen isolierten Behälter mit einem durchsichtigen Fenster eingebracht. Durch den Behälter wird ein trockener Luftstrom mit einer Geschwindigkeit von 25 Liter/Hinute geleitet.

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In einem Vorversueh wird ein großes Temperatur-gefälle entlang des Stabes aufrechterhalten, indem man die x^velativen Kühl- und Heizwirkungen an beiden Enden abgleicht. Es wird eine Polymerisatoder Ccpolymerisat-Dispersion mit einer Naßfilmdicke von 0,75 mm aufgebracht. Der Behälter wird verschlossen und der Luftstrom durchgeleitet. Nach 1 Stunde ist der Film getrocknet. Bei einem bestimmten Punkt entlang des Stabes geht der zusammenhängende Film in einen unterbrochenen Film über. Die Temperatur, die diesem Punkt entspricht, kann bestimmt werden.

Der Stab wird gereinigt, und der Versuch wird mit einem Temperaturgradienten entlang des Stabes von annähernd 0,5 G/cm wiederholt, wobei sich die vorher bestimmte Temperatur in der Mitte des Stabes befindet. Der am Übergangspunkt von einem zusammenhängenden zu einem unterbrochenen Film erhaltene Wert ist die Mindestfilmbildungstemperatur für die Emulsion.

Einer der mit dem Begriff der Mindestfilmbildungstemperatur einer Polymerisat— oder Copolymerisat-Dispersion verbundenen Nachteile ist, daß bei Temperaturen von 0 C und darunter in der Wasserphase Eisbildung eintritt und die Polymerisat- oder Copolymerisat-Teilchen sich zusammenballen, wodurch die Filmbildung unmöglich wird. Es ist daher in solchen Fällen nur die Angabe möglich, daß die Mindestfilmbildungstemperatur unter O⁰C liegt.

Die vorstehend beschriebene Methode entspricht im wesentlichen der Standardmethode gemäß AiJTM D235^/l—68, die - soweit notwendig für Temperaturen über 25°C modifiziert ist.

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Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Methylmethacrylat-Latex rait einem Polymerisatgehalt von 50 Gewichtsprozent und einer Mindestfilmbildungstemperatur über 90⁰G wird durch Aufsprühen auf eine furnierte Spanholzplatte aufgebracht. Nach 30 Sekunden wird die Platte unter einer mit einein INTERTIiEKM-DH83--Generator verbundenen Hochfrequenz—Platte durchgeführt. Der Abstand zwischen der Strahlungsplatte und der Spanholzplatte beträgt 4 mm, die Fördergeschwindigkeit 2 m/Minute und der Anodenstrom 1,5 Ampere für eine .Fläche der Spanholzplatte von 0,2 m . Die Spanholzplatte erreicht eine Oberflächentemperatur von ungefähr 70⁰C. Nach dem Abkühlen ist der Film getrocknet, jedoch sehr schwach und brüchig und nur unzureichend verschmolzen. Der Film ist jedoch vollkommen frei von Blasen und ähnlichen Fehlern.

Vergleichsbeispiel 2

Das Verfahren gemäß Vergleichsbeispiel 1 wird unter Verwendung eines Latex mit einer Mindestfilmbildungstemperatur von 10 C wiederholt, wobei die Herabsetzung der Mindestfilüibildungstemperatur durch Ersetzen eines Teils des Metliylmethacrylats in dem im Vergleichsbeispiel 1 eingesetzten Latex durch Sthyimethacry-. lat bewirkt wird. Der erhaltene Film ist zusammenhängend, jedoch weich und zeigt sehr starke Blasenbildung.

Vergleichsbeispiel 3

, Das Verfahren gemäß Vergleichsbeispiel 1 wird unter Verwendung

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eines Latex mit einer Mindestfilmbiläungstemperatur von unter O⁰C wiederholt, wobei die Herabsetzung der Kindestfilmbildungstemperatur durch Ersetzen eines Teils des Hethylmethacrylats in dem im Vergleichsbeispiel 1 verwendeten Latex durch n-Butylinethacrylat bewirkt wird. Der erhaltene Film ist zusammenhängend, jedoch weich und zeigt sehr starke Blasenbildung.

Beispiel 1

Das Verfahren gemäß .Vergleichsbeispiel 1 wird unter Verwendung von Gemischen aus 75 bis 20 Gewichtsprozent des im Vergleichsbeispiel 1 eingesetzten Latex im Gemisch mit 25 bis 80 Gewichtsprozent des im Vergleichsbeispiel 2 eingesetzten Latex wiederholt. Die so hergestellten Latexgemische haben Windestfilmbildungstemperaturen über der Raumtemperatur, die 15 C beträgt. Die erhaltenen Filme sind sehr fest und frei von Blasen und anderen Oberflächenfehlern.

Beispiel 2

Das Verfahren gemäß Vergleichsbeispiel 1 wird unter Verwendung von Gemischen aus 78 bis 40 Gewichtsprozent des im Vergleichsbeispiel 1 eingesetzten Latex im Gemisch mit 22 bis 60 Gewichtsprozent des im Vergleichsbeispiel 3 eingesetzten Latex wiederholt. Die so hergestellten Latexgemische haben Mindestfilmbildungstemperaturen über der Raumtemperatur, die 15⁰C beträgt. Die erhaltenen Filme sind sehr fest und frei von Blasen und -anderen Oberflächenfehlern.

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Beispiel

Eine v/eiße, halbmatte Emulsionsfarbe wird nach dem Hochgeschwindigkeits-Dispersionsverfahren in einem Kavitationsverteiler hergestellt ,--wobei man zur Herstellung einer wäßrigen Lösung eines Acryl-Verdickungs-und Stabilisierungsmittels eine alkalilösliche Acryl-Copolymerisat-Emulsion zusammen mit Ammoniak verwendet. Der Behälter wird mit den nachstehend aufgeführten Bestandteilen beschickt:

alkalilösliche Acryl-Copolymerisat-Emulsion VlNACRYL 4005 (Feststoffgehalt 40 Prozent)

Wasser
Ammoniak 0,880

wäßrige Lösung des Natriumsalzes eines Carboxyl-Polyelektrolyten (OROTAN 731-25 Prozent)

Antischaummittel (NOPCO DNHI) Titandioxid (Rutil) feinst vermahlene Baryte feinst vermahlener Talk

Nach vollständigem Dispergieren werden zugegeben:

Styrol-Acryl-Copolymerisat-Emulsion Vinacryl 7170 (Feststof!gehalt 30 Prozent, Mindestfilrabildungstemperatur 28°C)

Styrol-Acryl-Copolymerisat-Emulsion Vinacryl 7172(Poststoffgehalt 50 Prozent, Mindestfilmbildungstemperatur 10⁰C)

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kg

7,6

6,4} vor

V Zugabe 1,9J vermischt

0,9 0,2 30,0 10,8 4,3

32,5

100,0

Diese Farbe kann direkt durch. 'Aufwalzen aufgebracht oder nach Verdünnen mit 15 Prozent V/asser aufgesprüht werden.

Auf Hartfaser-und Sperrholzplatten werden bei Raumtemperatur von 16°ü aus der vorstehend hergestellten Parbe bestehende über-

■ - ρ

züge mit einem Naßfilmgewicht von 50 g/m" durch zweimaliges Haßauf-Kaß~/mfwalzen aufgebracht. Die Platten werden dann wie in den vorstehenden Beispielen beschrieben unter der 3tr-chlungoplatte durchgeführt. Nach der Behandlung haben die Platten eine glatte weiße Oberfläche, die hart, elastisch und frei von Blasen und anderen Oberflächenfehlern ist.

Beispiel 4-

Y/ährend in den vorhergehenden Beispielen thermoplastische Polymerisate verwendet wurden, wird in diesem Beispiel ein Gemisch selbstvernetzender Polymerisate eingesetzt» Obwohl diese Polymerisate allein schon unter Hitzeeinwirkung vernetzen, kann die Zugabe von Katalysatoren vorteilhaft sein, da ein höherer Unlöslichkeitsgrad bei einer niedrigeren Temperatur erreicht werden kann.

Durch Vermischen der nachstehend aufgeführten Bestandteile v/ird ein klarer Emulsionslack hergestellt:

Reaktiv-Acryl-Copolymerisat-Eniulsion
Vinacryl 4-310 (Feststoffgehalt 4-5 Prozent, Mindectfilmbildungstemperatur 29°C) 79,5

Reakbiv-Vinyl-Acr7/l-Oopolymerisat-ICmulsion NATIONAL X-Link 2853 (Feststoffgehalb 45 Prozent, Kinciestfilmbildungstemperatur 70°G) 20,0

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231^207

Antischaummittel NOPGO JMY 0,2

Netz- und !Fließregelungsmittel

TROY LATEX ANTICRATSR 0,5

100,0

Unmittelbar vor der Verwendung wird das so erhaltene Gemisch mit 20 kg einer lOprozentigen wäßrigen Oxalsäurelösung versetzt. Nach der Zugabe der Oxalsäurelösung hat das Gemisch eine brauchbare Lebensdauer von einigen Stunden.

Die katalysatorhaltxge Emulsion wird auf furnierte Spanholzplatten mit den Abmessungen 50 x 40 mm gesprüht. Nach, mehrminütigem Ausfließenlassen des Polymerisats bei Raumtemperatur von 15°C wird der Lack unter der auch in den vorstehenden Beispielen verwendeten Hochfrequenz-Platte getrocknet. In diesem Fall wird die Abstimmung so einregtiliert, daß ein maximaler Anodenstrom von 1,2 Ampere fließt.

Die Oberfläche wird mit stearatisiertem Karborund-Papier (320 Grad) geglättet. Anschließend wird in gleicher Weise eine zweite Lackschicht aufgebracht und gehärtet. Die so erhaltene klare, durchsichtige Oberfläche ist hart, fest und elastisch und frei von Oberflächenfehlern.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum überziehen von Substratoberflächen durch Aufbringen eines Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Überzugsgesisches und Trocknen des Oberzugs, dadurch gekennzeichnet , daß als Dispersions-, Emulsionsoder Latex-Überzugsgeraiseh ein Gemisch aus mindestens einer Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersion mit einer Mindestfilmbildungstemperatur von mindestens 5°G über der Raumtemperatur und mindestens einer Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersion mit einer Miiidestfilmbildungstemperatur von Raumtemperatur oder darunter eingesetzt wird und die Mengenverhältnisse der Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen so gewählt v/erden, daß das Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Oberzugsgemisch eine Iiindestfilmbildungstemperatur über der Raumtemperatur aufweist und daß der Oberzug durch Erhitzen mit elektromagnetischer Strahlung mit einer längeren V/ellenlänge als 780 nm getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Polymerisat- oder Gopolymerisat-Dispersionen mit Teilchendurchmessern von 0,01 bis 6 um, vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 jam, eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen eingesetzt v/erden, deren Kindestfilmbildungstemperaturen sich um mindestens 10°C, vorzugsweise um raindestons 15°C, unterscheiden.

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4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Polymerisat- oder Copolymer!sat-Dispersion mit einer Mindestfilmbildungstemperatur unter 15 C und eine andere Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersion mit einer Mindectfilmbildungstemperatur über JO⁰C einsetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den überzug durch Erhitzen mit Hochfrequenz-Strahlung von 13,56, 27,12, 38 oder 40,65 MHz trocknet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den überzug mit Mikrowellen-Strahlung von 300, 915, 2 450, 5 800 oder 22 125 MHz trocknet.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den überzug durch Erhitzen mit Infrarot-Strahlung der Wellenlänge 780 nm bis 1 mm trocknet.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Trocknen des Überzugs durch Erhitzen mit elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge über 780 nm eine Vortrocknung durchführt.

9. Verfahren nach. Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Polymerisat- oder Copolymerisat-Disper™ siön einsetzt, die aus reaktiven oder polyfunktioiiellen Monomeren hergestellt worden und zur inneren Vernetzung befähigt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß •man Polymerisat- oder CopoVyniürisat-Dispßrsionen einsetzt,

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die aus reaktiven oder polyfunktionellcn Monomeren hergestellt worden sind und zur Vernetzung befähigt sind.

11. Verfahren zum überziehen von Substratoberflächen durch Aufbringen eines Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Überzugsgemisches und Trocknen des Überzugs, dadurch gekennzeichnet, daß als Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Überzugsgemisch ein Gemisch aus mindestens einer Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersion eines Polymerisats oder Copolymerisats mit einer Glasumwändlungstemperatur über 40°G und mindestens einer Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersion eines Polymerisats oder Copolymerisats mit einer Glasumwandlungstemperatur unter 20°C eingesetzt wird und die Mengenverhältnisse der Polymerisat- oder Copolymerisat-Dispersionen so gewählt werden, daß dem Dispersions-, Emulsions- oder Latex-Überzugsgemisch eine effektive GIasumwandlungstemperatur im Bereich von 20 bis 40⁰G zukommt und daß der überzug durch Erhitzen mit elektromagnetischer Strahlung mit einer längeren Wellenlänge als 780 nm getrocknet wird.

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