DE2641135A1

DE2641135A1 - Verfahren zur herstellung von pulverlackteilchen aus fluessigen anstrichmitteln

Info

Publication number: DE2641135A1
Application number: DE19762641135
Authority: DE
Inventors: Amos Golovoy
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1975-09-25
Filing date: 1976-09-13
Publication date: 1977-04-07
Also published as: JPS5240533A; JPS5313654B2; CA1054461A; GB1498555A; BE846546A; FR2325703B1; US4028326A; FR2325703A1; ES448892A1; AU1421676A; DE2641135C2

Description

FFENNlNG - MAAS

MEINlQ - LEMKE - SPOTT

SCHLE:SE.5-!EIV.ERSTR. 299

ÖGOO MÜNCHEN 40

Case US-795 tM/th

Ford-Werke Aktiengesellschaft, Köln-Deutz

Verfahren zur Herstellung von Pulverlackteilchen aus flüssigen Anstrichmitteln.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pulverlackteilchen aus einer flüssigen Dispersion von organischen Anstrichmittelbestandteilen in einem organischen Lösungsmittel.

Ganz allgemein betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Metallplättchen, -flocken bzw. -schuppen enthältenden Anstrichen bzw. überzügen, Anstrichmittel bzw. Lacke zur Herstellung solcher überzüge und ein Verfahren zur Herstellung von für

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solche Anstrichmittel geeigneten, beschichten bzw. überzogenen Plättchen. Die Metallplättchen bzw. -schuppen enthaltenden überzüge oder Anstriche und die zur Herstellung dieser überzüge bzw. Anstriche verwendeten Anstrichmittel bzw. Lacke werden im folgenden als "Metalleffektanstriche" bzw. "Metalleffektlacke" bezeichnet.

Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Anstrichmitteln in Firmenveröffentlichungen und in der Patentliteratur beschrieben worden. Diese Methoden umfassen das Vermischen von Schmelzen, das Sprühtrocknen und die Koagulation. Die mikroskopische Untersuchung der mit Hilfe dieser Techniken gebildeten Pulver zeigt, daß die gebildeten Teilchen eine solche Form aufweisen, daß keine Dimension der Teilchen überwiegt. Durch das Sprühtrocknen und durch das Koagulationsverfahren erhält man in beiden Fällen als überwiegende Fraktion glatte, im wesentlichen runde Pulverteilchen. Im Gegensatz dazu erhält man bei dem Vermischen von Schmelzen als überwiegende Fraktion scharfkantige Teilchen. Obwohl all diese Methoden für die Herstellung von mit pulverförmigen Anstrichmitteln gebildeten überzügen bzw. Anstrichen geeignet sind, die keine Metallschuppen bzw. -plättchen als eines der teilchenförmigen Pigmente enthalten, haben sie sich im allgemeinen für die Herstellung von aus pulverförmigen Anstrichmitteln bereiteten Anstrichen , die Metallplättchen bzw. -schuppen enthalten, als ungeeignet erwiesen. Diese mangelnde Eignung manifestiert sich in einer ungeeigneten Orientierung der Metallplättchen bzw. -schuppen, wenn diese Anstrichmittel mit Hilfe elektrostatischer Spritzverfahren auf das Substrat aufgebracht werden, das heißt mit der üblichen Methode zum Auftragen von Automobillackierungen.

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Bei flüssigen Metalleffektlacken sind die Metallplättchen bzw. -schuppen überwiegend parallel zu der Oberfläche des Überzugsfilms oder dazu geneigt angeordnet, so daß sie mit dieser Oberfläche einen kleinen Winkel bilden. Obwohl die teilchenförmigen Plättchen bzw. Schuppen mit der Oberfläche des Anstrichfilms einen Winkel bilden können, ist es ein wesentliches Charakteristikum eines guten Metalleffektanstrichs, daß sämtliche Flocken im wesentlichen parallel zu dieser Oberfläche angeordnet sind.

Wenn die oben erwähnten Methoden zur Herstellung der mit dem Harz beschichteten Metallplättchen bzw. -schuppen, die in pulverförmigen Anstrichmitteln eingesetzt werden, angewandt werden, erhält man Harzteilchen, in denen die Metallplättchen bzw. -schuppen statistisch in den Teilchen angeordnet sind. Wenn ein solches Pulver auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines Anstrichs eingebrannt wird, wird die Orientierung der Metallplättchen bzw. -schuppen in dem Film durch die Fließrichtung des Pulvers während des Einbrennens beeinflußt. Wenn eine mit einem Pulver beschichtete Oberfläche beispielsweise ,vertikal eingebrannt wird, ergibt sich ein deutliches Fließen des Anstrichs nach unten und parallel zu der Oberfläche. Demzufolge wird ein großer Anteil der Metallplättchen bzw. -schuppen in einem nach unten gerichteten Winkel in Bezug auf die Horizontale orientiert, so daß man einen Anstrich erhält, dessen Helligkeit stark mit dem Betrachtungswinkel variiert. Insbesondere ist der Anstrich wesentlich heller, wenn er in der Strömungsrichtung beobachtet wird, als wenn er in entgegengesetzter Richtung zu der Strömungsrichtung betrachtet wird, was ein unerwünschtes Phänomen darstellt, das in

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Fachkreisen als "Umkippen" (reverse flop) bezeichnet wird. Wenn andererseits eine mit einem Pulver beschichtete Oberfläche in horizontaler Ausrichtung eingebrannt wird, ergibt sich kein Fließen parallel zu der Oberfläche, so daß ein Teil der Metallplättchen bzw. -schuppen in dem Anstrich senkrecht zu der Oberfläche des Anstrichfilms ausgerichtet bleibt. Da diese Fraktion das Licht nicht reflektiert, ist die Helligkeit des Anstrichs wesentlich geringer als diejenige eines Anstrichs, der mit einem entsprechenden flüssigen Metalleffektlack oder mit einem pulverförmigen Metalleffektlack, der in vertikaler Ausrichtung eingebrannt worden ist, gebildet worden ist.

Die Metallplättchen bzw. -schuppen werden fast immer in Kombination mit nichtmetallischen Pigmenten eingesetzt und verleihen einer damit behandelten Automobilkarosserie oder einem anderen damit behandelten Gegenstand ein buntes, metallisches Aussehen. Da die Orientierung der Metallplättchen bzw. -schuppen auch die Farbentwicklung oder den Farbton des Anstrichs beeinfluß, ergibt sich ein diesbezüglicher erheblicher Unterschied bei den mit herkömmlichen Pulveranstrichmitteln behandelten Oberflächen, die in horizontaler Ausrichtung und die in vertikaler Ausrichtung eingebrannt worden sind. Zusätzlich neigen die Metallplättchen bzw. -schuppen, die senkrecht zu der Oberfläche des Anstrichmittelfilms ausgerichtet sind, dazu, durch die Oberfläche des Anstrichs hindurchzustoßen, wodurch der Glanz vermindert wird. Demzufolge ist der Glanz von mit herkömmlichen Materialien horizontal eingebrannten Oberflächen geringer als derjenige von in vertikaler Anordnung eingebrannten Oberflächen.

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In der US-PS 3 737 401 ist ein Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Anstrichmitteln beschrieben, das darin besteht, daß man eine flüssige Anstrichmittelformulierung in Wasser einbringt. In dieser Patentschrift sind drei Methoden beschrieben. Gemäß der ersten Methode wird das flüssige Anstrichmittel in einem Behälter gerührt, in den schnell eine große Menge einer koagulierenden Flüssigkeit eingegossen wird. Dies wird so lange fortgesetzt, bis die Koagulation bzw. Ausfällung des Nichtlösungsmittelanteils (das heißt des fumbildenden Anteils) des Anstrichmittels vollständig erfolgt ist. Der Anmelder gibt an, daß diese Methode für eine absatzweise Verfahrensführung geeignet ist und daß es schwierig ist, die Teilchengröße der gemäß dieser Methode gebildeten Pulverteilchen zu steuern. Die zweite beschriebene Methode besteht darin, die koagulierende Flüssigkeit in einem Behälter zu rühren und das bereitete Anstrichmittel langsam in die gerührte zweite Flüssigkeit einzugießen. Der Anmelder gibt an, daß diese Methode ebenfalls für eine absatzweise Verfahrensführung geeignet ist und einen etwas engeren Bereich der Teilchengröße des Pulverteilchen als die erste Methode ergibt, und daß es auch bei Anwendung dieser Methode schwierig ist, die Teilchengröße zu steuern. Die dritte Methode, die die bevorzugte Methode des Anmelders darstellt, ist für die kontinuierliche Herstellung geeignet und ermöglicht eine bessere Steuerung der Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung. Nach dieser Methode wird das flüssige Anstrichmittel unterhalb der Oberfläche der koagulierenden Flüssigkeit in der Nähe des Rührerflügeis, wo die Bewegung des koagulierenden Mediums ein Maximum beträgt, in die koagulierende Flüssigkeit eingeführt. Somit werden

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gemäß sämtlichen Methoden die Anstrichmittellösung und die koagulierende Flüssigkeit unter Rührbedingungen vermischt, wobei die bevorzugteste und wirksamste Methode darin besteht, daß man das flüssige Anstrichmittel an der Stelle zuführt, wo die höchste Rührwirkung ausgeübt wird. Die in dieser Weise gebildeten pulverförmigen Anstrichmxttelteilchen besitzen überwiegend eine sphärische Form, da sie aus den durch die Einwirkung der hohen Turbulenz gebildeten feinsten Flüssigkeitströpfchen gebildet sind. Wenn diese Teilchen Metallplättchen bzw. -schuppen enthalten, ist die Orientierung dieser Plättchen bzw. Schuppen statistisch.

Es wurde nunmehr gefunden, daß die unterschiede in Bezug auf die Helligkeit, den Glanz und die Farbentwicklung zwischen vertikal eingebrannten und horizontal eingebrannten Pulvermetalleffektanstrichen im wesentlichen auf ein Minimum gebracht und in gewissen Fällen beseitigt werden können, wenn man in dem pulverförmigen Anstrichmittel Teilchen verwendet, die im wesentlichen aus mit Harz beschichteten oder überzogenen Metallplättchen bzw. -schuppen spezifischer Form bestehen, wobei in jedem dieser Teilchen die Metallplättchen bzw. -schuppen in einer Richtung orientiert sind. Die die Metallplättchen bzw. -schuppen enthaltenden Pulverteilchen nach der Erfindung sind derart geformt, daß eine Abmessung der Teilchen wesentlich kleiner ist als die anderen beiden, das heißt die Pulverteilchen sind scheibenförmig oder plättchenförmig gestaltet, wobei die in die Pulverplättchen bzw. -flocken bzw. -schuppen eingebetteten Metallplättchen bzw. -schuppen im wesentlichen parallel zu der Hauptoberfläche der Pulverplättchen bzw.

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-schuppen ausgerichtet sind. Wenn ein solcher pulverförmiger Metalleffektlack elektrostatisch auf ein Substrat aufgespritzt und eingebrannt wird, sind die Metallplättchen bzw. -schuppen in dem gebildeten Film im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Films ausgerichtet, gleichgültig, in welcher Position das Substrat während des Brennens ausgerichtet war.

Die erfindungsgemäßen beschichteten oder überzogenen Metallplättchen bzw. -schuppen werden mit Hilfe eines Verfahrens hergestellt, das als Simultan-Ausbreit- und Extraktions-Verfahren bezeichnet werden kann, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

1. auf die Oberfläche eines sich kontinuierlich durch eine Ausbreitungs- und Extraktionszone bewegenden Wasserstromes eine flüssige Dispersion von organischen Anstrichmittelbestandteilen in einem organischen Lösungsmittel, das mit Wasser mischbar ist, eine Oberflächenspannung im Bereich von etwa 20 bis etwa 40 dyn/cm besitzt und zwischen 10 und 40 Gew.-% gemeinsam auf Wasser schwimmende und zu weniger als 5% in Wasser lösliche Anstrichmittelbestandteile enthält, aufbringt;

2. die gebildete schwimmende Abscheidung der Anstrichmitteldispersion während einer Zeitdauer in der Ausbreitungs- und Extraktionszone hält, die dazu ausreicht, daß

A) sich die Dispersion im Kontakt mit.dem Wasserstrom auf der Oberfläche des Stromes ausbreitet,

B) mindestens 90 Gew.-% des organischen Lösungsmittels aus der auf der Oberfläche des Wasserstromes schwimmenden Dispersion der organischen Anstrichmittelbestandteile in den Wasserstrom extrahiert werden und

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C) sich die organischen Anstrichmittelbestandteile auf der Oberfläche zu tafelförmigen bzw. plättchenförmigen Feststoffen verfestigen;

3. die tafelförmigen Feststoffe nach ihrem Austreten aus der Ausbreitungs- und Extraktionszone in eine Sammelzone zu kleineren Teilchen zerkleinert; und

4. die kleineren Teilchen aus der Sammelzone gewinnt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Pulverlackteilchen und insbesondere Metallplättchen bzw. -schuppen enthaltenden pulverförmigen Anstrichmittelteilchen wird die freiliegende Oberfläche eines Wasserstromes, der sich kontinuierlich durch eine Ausbreitungs- und Extraktionszone in eine Sammelzone bewegt, mit einer flüssigen Dispersion eines in Wasser im wesentlichen unlöslichen organischen Anstrichmittelbindemittels und Metallplättchen bzw. -schuppen in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel in Kontakt gebracht, die während einer Zeitdauer auf dieser Oberfläche schwimmt, die dazu ausreicht, daß sie sich auf der Oberfläche ausbreitet, wobei das organische Lösungsmittel aus der schwimmenden Anstrichmitteldispersion in das Wasser extrahiert wird, worauf sich das Anstrichmittelbindemittel auf der Oberfläche zu tafelförmigen oder plattenartigen Feststoffen, die die Metallplättchen bzw. -schuppen enthalten, .verfestigt, worauf der Wasserstrom und die darauf schwimmenden tafelförmigen Feststoffe in die Sammelzone überführt werden, in der die tafelförmigen Feststoffe zu kleineren Teilchen aufgebrochen bzw. zerkleinert und dann gewonnen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die tafelförmigen Feststoffe mit dem Wasserstrom in eine Sammelzone überführt, in der das Zerkleinern der tafelförmigen bzw. plattenartigen Feststoffe mindestens zum Teil durch Be-

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wegen des Wassers bewirkt wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform trägt man die flüssige Dispersion in Form von diskreten Tröpfchen auf die Oberfläche des Wassers auf. Die mit dem Anstrichmittelbindemittel beschichteten Metallplättchen bzw. -schuppen und Teichen, die keine Metallplättchen bzw. -schuppen enthalten, sind jeweils für pulverförmige Anstrichmittel geeignet.

Erfindungsgemäß wird ein Anstrichmittelharzsystem in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel mit niedriger Oberflächenspannung (die etwa 20 bis etwa 40, vorzugsweise 20 bis 35 dyn/cm beträgt), gelöst. Diese Lösung enthält sämtliche Bestandteile des angestrebten pulverförmigen Anstrichmittels, das heißt das Harz, ein Fließregulierungsmittel, ein Vernetzungsmittel, ein nichtmetallisches Pigment und Metallplättchen bzw. -schuppen bzw. -flocken. Geeignete Lösungsmittel sind Aceton, mit Wasser mischbare Alkohole und p-Dioxan. Die Oberflächenspannung der Lösung ist im wesentlichen die gleiche wie die des organischen Lösungsmittels, wobei sich gewisse Änderungen durch den Feststoffgehalt der Lösung ergeben können.

Erfindungsgemäß bringt man diese Anstrichmitteldispersion mit der Oberfläche des bewegten Wasserstroms in Kontakt, die so eben, plan und so frei von Turbulenzen ist,wie nur möglich. Dieser Kontakt bzw. das Aufbringen erfolgt in einer Ausbreitungs- und Extraktionszone, wobei man die Anstrichmittellösung vorzugsweise in Form von diskreten Tröpfchen aufträgt. Diese Tröpfchen der Anstrichmitteldispersion schwimmen während einer Zeitdauer auf dem Wasser, die dazu ausreicht, daß sie sich ausbreiten können, daß das

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Lösungsmittel in das Wasser extrahiert werden kann und daß das schwimmende Anstrichmittel sich zu tafelförmigen oder plattenartigen Feststoffen verfestigen kann. Der sich bewegende Strom wird dann in eine Sammelzone überführt, in der die tafelförmigen oder plattenartigen Feststoffe zu kleineren Teilchen zerkleinert werden,
die dann gesammelt, gewaschen, getrocknet und in pulverförmigen Anstrichmitteln verwendet werden.

Die pulverförmigen Anstrichmittel können etwa 0,5 bis 50 Gew.-% Metallteilchen, bezogen auf das Gewicht des gesamten Filmbildners, enthalten,. Die die Metallplättchen bzw. -schuppen enthaltenden Pulverteilchen machen im allgemeinen wesentlich weniger als die Hälfte der
für einen Anstrich verwendeten Pulverteilchen aus
und können auch überhaupt nicht vorhanden sein, da
viele pulverförmige Anstrichmittel nicht mit Metallplättchen bzw. -schuppen pigmentiert werden. Man kann mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch auch
flache oder tafelförmige bzw. plättchenartige Pulverlackteilchen herstellen, die keine Metallplättchen
bzw. -schuppen enthalten.

Die Abmessungen der Metallplättchen bzw. -schuppen enthaltenden erfindungsgemäßen Pulverteilchen können von etwa 5 bis etwa 140 μπι längs der X- und Y-Achse der
beiden gegenüberliegenden Hauptoberflächen variieren, während die Dicke der Pulverteilchen oder -plättchen
nicht mehr als 15 μπι und vorzugsweise ein Fünftel der Abmessung der kleineren Dimension in der X-Richtung
bzw. in der Y-Richtung der Hauptoberfläche beträgt, wobei die Dicke vorteilhafterweise im Bereich von 1 bis etwa 10 μΐη liegt.

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Die Teilchengröße der bevorzugtesten Metallplättchen bzw. -schuppen ist derart, daß 99% des Materials durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,053 mm (270 mesh) dringen. Die Metallplättchen bzw. -schuppen können aus Aluminium, Nickel, Kupfer, Bronze und rostfreiem Stahl bestehen, wobei am häufigsten Aluminiumschuppen bzw. -plättchen verwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Wasser durch einen offenen Kanal in eine Ausbreitungszone und von dort in einen Sammeltank gepumpt, der mit einer Bewegungseinrichtung, beispielsweise einem Rührer, ausgerüstet ist, der in dem Wasser eine hohe Turbulenz verursacht und zur Folge hat, daß die dünnen, tafelförmigen oder plattenartigen Feststoffe zerkleinert werden. Die Strömungsgeschwindigkeit durch den offenen Kanal ist derart ausgelegt, daß die Wasseroberfläche relativ glatt und ungestört ist. Die Reynolds-Zahl des fließenden Stromes sollte unter 2000 liegen (eine Erläuterung der "Reynolds-Zahl" findet sich in Standardveröffentlxchungen, beispielsweise in "Transport Phenomena" von Bird, Stewart und Lightfoot, John Wiley & Sons, New York, London, Sydney (1960) Seite 41 und "Mechanics of Fluid Flow" von Longwell, McGraw-Hill Book Company (1966) Seiten 58 bis 59). Die Oberflächenspannung des Wassers ist wesentlich größer als die der Anstrichmxtteldxspersxon und liegt in Abhängigkeit von der Konzentration der normalen Verunreinigungen des Leitungswassers in einem engen Bereich von etwa 70 bis etwa 73 dyn/cm. Dieses bei dem erfindungsgemäßen Verfahren für die Flotation und die Extraktion der Anstrichmitteldispersion verwendete Wasser enthält weniger als 1 Gew.-% Verunreinigungen.

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Auf die Oberfläche des sich bewegenden Wassers werden diskrete Tröpfchen mit beispielsweise einem Durchmesser von 0,5 bis 0,3 mm oder ein kontinuierlicher Strom der Anstrichmitteldispersion aufgetropft. Als Ergebnis des großen Unterschieds der Oberflächenspannung des Wassers und der Anstrichmitteldispersion breitet sich jeder Tropfen augenblicklich auf der Oberfläche aus und bildet einen dünnen, tafelförmigen oder plattenartigen Film. Während des Ausbreitens wird das organische Lösungsmittel in das Wasser extrahiert und ergibt dadurch einen festen Film» Die rasche Ausbreitung des Tropfens hat zur Folge, daß die Metallplättchen bzw. -schuppen sich parallel zu dem gebildeten festen Film ausrichten. Die Dicke des tafelförmigen oder plättchenartigen Films liegt im Bereich von etwa 1 bis etwa 10 μπι, wobei der Film vorteilhafterweise eine größte Breitenabmessung im Bereich von etwa 1 bis etwa 4 cm aufweist, wenn die Anstrichmittellösung in Form von diskreten Tröpfchen auf die Wasseroberfläche aufgetragen wird. Die festen, tafelförmigen oder plättchenartigen Filme bewegen sich mit dem Wasser zu einem Sammeltank, wo eine Bewegung erfolgt, die die leicht zerbrechlichen Filme zerkleinert, wobei zusätzliches Lösungsmittel extrahiert wird. Die festen Anstrichmittelfilme werden dann abfiltriert, mit frischem Wasser oder mit einer wässrigen Salzlösung und dann mit Wasser gewaschen, um Salz und Lösungsmittelspuren zu entfernen, und werden dann getrocknet. Das getrocknete feste Anstrichmittel wird dann pulverisiert, so daß es durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,105 mm (140 mesh) dringt. Die in dieser Weise gebildeten, Metallplättchen bzw. -schuppen enthaltenden Pulverteilchen können dann ohne weiteres mit einem pulverförmigen Anstrichmittel vermischt werden. Zu große Teilchen können erneut pulverisiert werden, wäh-

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rend man zu feinteilige Materialien erneut lösen und erneut behandeln kann. Diese Metall enthaltenden, flachen, festen Anstrichmittelfilme können auch dadurch gebildet werden, daß man die Anstrichmittellösung auf einen herabfallenden Wasserfilm oder ein sich bewegendes Band oder eine sich drehende Walze, die mit einer dünnen Wasserschicht benetzt sind, spritzt.

Es.hat sich gezeigt, daß bei dem obigen Verfahren bestimmte wichtige Bedingungen eingehalten werden müssen. Zunächst sollte die Konzentration der flüssigen Anstrichmittellösung so sein, daß diese zwischen 10 und 40 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 15 und 35 Gew.-%, Anstrichmittelfeststoffe enthält. Wenn die Menge der Anstrichmittelfeststoffe in der Lösung 40 Gew.-% übersteigt, breiten sich die Tröpfchen nicht gut aus, orientieren sich die Metallplättchen bzw.- schuppen nicht in der geeigneten Weise und es erfolgt nur eine langsame Lösungsmittelextraktion. Wenn man eine Feststoff konzentration von weniger als 10 Gew.-% anwendet, erfolgt eine zu schnelle Ausbreitung, so daß sich die Filme zerteilen, was dazu führt, daß harzfreie Metallplättchen bzw. -schuppen in dem Wasser suspendiert werden. Zweitens sollte die Anstrichmittelformulierung in Wasser unlöslich oder im wesentlichen unlöslich sein, das heißt sie sollte sich zu weniger als 5% und vorzugsweise zu weniger als 3% darin lösen. Das erfindungsgemäße .Verfahren kann auf Harze mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 1500 bis etwa 15 000, vorzugsweise zwischen etwa 1500 und etwa 8500 angewandt werden. Drittens sollte, damit das Ausbreiten in geeigneter Weise erfolgt, die Wasseroberfläche möglichst störungsfrei sein. Wenn der anfängliche Kontakt mit dem Wasser unter zu starker Bewegung erfolgt, können sich die Tröpfchen des flüssigen Anstrichmittels

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nicht in geeigneter Weise ausbreiten, so daß runde Teilchen gebildet werden, in denen die Metallplättchen bzw. -schuppen statistisch angeordnet sind. Die Tropfen sollten während einer Zeitdauer in der Extraktionszone verbleiben, die dazu ausreicht, daß mindestens 90 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 97 Gew.-% des organischen Lösungsmittels aus den Tropfen extrahiert werden.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

A) Herstellung einer Pulverlacklösung

Man bereitet wie folgt ein funktioneile Epoxygruppen aufweisendes Acryl-Copolymeres aus Vinylmonomren: Man bereitet eine Monomerenmischung aus 8 Gew.-% Glycidylmethacrylat, 52 Gew.-% Methylmethacrylat und 40 Gew.-% Butylmethacrylat. Dann löst man 3 Gew.-% eines Polymerisationsinitiators (2,2'-Azobis(2-methylpropionitril, (AIBN)) in der Monomerenmischung. Die Mischung gibt man langsam zu am Rückfluß siedendem p-Dioxan, das unter einer Stickstoffatmosphäre heftig gerührt wird. Oberhalb des Toluolbehälters ist ein Rückflußkühler vorgesehen, der die Toluoldämpfe kondensiert und in den Behälter zurückführt. Die Monomerenmischung wird über ein..Regulierventil zugesetzt, wobei die Zugabegeschwindigkeit derart eingestellt wird, daß die Rückflußtemperatur (109 bis 112°C) aufrechterhalten wird, wobei nur ein geringer Anteil der Wärme von außen zugeführt wird. Nachdem die Zugabe der Monomerenmischung vollständig erfolgt ist, erhitzt man während weiterer 3 Stunden mit Hilfe von außen zugeführter Wärme zum Sieden am Rückfluß. Das Copolymere wird aus der Reaktionslösung abgetrennt, getrocknet

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und mit einer Mischeinrichtung pulverisiert, so daß es durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von .0,149 mm (100 mesh) dringt .

Man bereitet wie folgt ein endständige Carboxygruppen aufweisendes Polymeres:

Man beschickt ein Becherglas aus rostfreiem Stahl, das mit einem Heizmantel ausgerüstet ist, mit 195 g eines im Handel erhältlichen Epoxidharzes, das heißt eines Diepoxids mit einem Epoxidäquivalent von 650. Das Epoxidharz wird bis zum Schmelzen erhitzt. Unter Rühren des flüssigen Epoxidharzes gibt man 60 g Azelainsäure und 0,5 g Tetrabutylammoniumjodid zu. Man bewirkt die Zugabe im Verlaufe von 30 Minuten und rührt so lange, bis man eine homogene Mischung erhält. Diese Mischung wird dann während 1 Stunde auf 150°C erhitzt. Man gießt die Harzmischung in eine Aluminiumschale und kühlt sie ab. Der feste, endständige Carboxygruppen aufweisende Epoxidester wird in einer Mischeinrichtung pulverisiert, so daß er durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,149 mm (100 mesh) dringt. Ein Teil dieses endständige Carboxygruppen aufweisenden Polymeren wird zur Herstellung eines Pulverüberzugs ausgewogen.

Man vermischt 100 Gewichtsteile des pulverförmigen, funktioneile Epoxygruppen aufweisenden Copolymeren mit den folgenden Materialien:

Gewichtsteile

enständige Carboxygruppen aufweisendes 43 Polymeres

Tetrabui^larmoniuttibromid 0,2

Polylaurylacrylat (M =10 000) 0,5

Phthalocyaninblau 5,0

p-Dioxan 350

Methanol 50

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-W-

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Durch Vermählen der obigen Bestandteile während 2 Stunden in einer Kugelmühle erhält man eine homogene flüssige Anstrichmittelmischung. Unter Ausübung geringer Scherkräfte vereinigt man 2,5 Teile trockene Aluminiumplättchen bzw. -schuppen, die eine solche Teilchengröße aufweisen, daß sie durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm (325 mesh) dringen, mit der flüssigen Anstrichmittelmischung um das Aluminium gleichmäßig und ohne die Aluminiumplättchen bzw. -schuppen zu beschädigen, in dem hitzehärtbaren, flüssigen Anstrichmittel zu dispergieren.

B) Herstellung des flockigen pulverförmigen Anstrichmittels

Man pumpt Wasser durch einen offenen Kanal in einen mit einem Rührer ausgerüsteten Vorratstank. Die Strömungsgeschwindigkeit durch den Kanal wird derart eingestellt, daß die Wasseroberfläche relativ glatt ist. Dann trägt man das hitzehärtbare, flüssige Anstrichmittel tropfenweise auf die Wasseroberfläche auf. Die Tropfen, die einen Durchmesser von etwa 2 mm aufweisen, breiten sich schnell unter Bildung von dünnen, festen, tafelförmigen bzw.' plättchenartigen Filmen mit einem Durchmesser von etwa 2 cm aus. Das Aluminium ist gleichmäßig darin enthalten und parallel zu den festen Filmen ausgerichtet»

Die tafelförmigen oder plättchenartigen Filme werden auf der Wasseroberfläche in den Vorratstank überführt, wo ein schnelles Rühren erfolgt. Durch das schnelle Rühren werden die zerbrechlichen Filme zu kleinen Pulverlackflocken zerkleinert, ohne daß das Aluminium beschädigt wird, wobei hierdurch eine zusätzliche Extraktion der Löungsmittel aus den pulverförmigen Flocken

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erfolgt. Das Pulver wird filtriert, mit frischem Wasser gewaschen, um Lösungsmittelspuren zu entfernen, und dann getrocknet. Das getrocknete Pulver wird durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,105 mm (140 mesh) gesiebt. Die Pulverflocken mit zu großer Teilchengröße, die jedoch leicht zerbrechlich sind, werden vorsichtig und ohne das Aluminium zu beschädigen, zerkleinert, so daß sie durch das Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,105 mm (140 mesh) dringen. Die zu feinen pulverförmigen Flocken werden erneut gelöst und nach dem beschriebenen Verfahren behandelt.

Der pulverförmige Metalleffektlack wird elektrostatisch auf Stahlplatten aufgespritzt, die in horizontaler und vertikaler Ausrichtung eingebrannt werden. Die Helligkeit, die Farbentwicklung und der Glanz der horizontal und vertikal eingebrannten Platten sind in beiden Fällen für das menschliche Auge nicht zu unterscheiden. Weiterhin zeigen die vertikal eingebrannten Plcitten nicht das "Umkippen".

Beispiel 2

Man wiederholt die Verfahrensweise des Beispiels 1 mit dem Unterschied, daß man anstelle des endständige. Carboxygruppen aufweisenden Polymeren von Beispiel 1 eine äquivalente Menge Polyazelaxnsäureanhydrid einsetzt. Die flüssige Anstrichmitteldispersion wird in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise zu einem pulverförmigen Metalleffektlack verarbeitet. Der pulverförmige Metalleffektlack wird elektrostatisch auf Stahlplatten aufgespritzt und nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise eingebrannt. Die erhaltenen ausgehärteten Überzüge besitzen die gleiche Qualität wie die in Beispiel 1 erhaltenen.

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Beispiel 3

Nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 bereitet man eine flüssige Metalleffektlackdispersion, die 45 Gew.-% Feststoffe enthält. Das flüssige Anstrichmittel wird tropfenweise auf die Oberfläche des sich bewegenden Lextungswasserstromes aufgetragen. Die Tröpfchen breiten sich schlecht aus und ergeben kleine/ scheibenartige Filme_f die statistisch angeordnete Aluminiumplättchen bzw. -schuppen enthalten. Der aus den Flocken erhaltene pulverförmige Metalleffektlack wird elektrostatisch auf Stahlplatten aufgetragen und in horizontaler und vertikaler Ausrichtung eingebrannt. Der Unterschied in Bezug auf die Helligkeit und die Farbentwicklung der horizontal und vertikal eingebrannten Platten ist deutlich. Zusätzlich zeigen die vertikal eingebrannten Platten das "Umkippen". Man wiederholt die Verfahrensweise zur Durchführung von zwei Unterschieden. Man verwendet ein funktionelle Epoxygruppen aufweisendes Copolymeres mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 2000 und vermindert die Feststoffkonzentration der Anstrichmitteldispersion auf 39 bis 40 Gew.-%. Die Tröpfchen breiten sich mit angemessener Geschwindigkeit aus und ergeben tafelförmige bzw. plättchenartige Feststoffe mit geeigneter Dicke.

Beispiel 4

Man wiederholt die letzte in Beispie 3 beschriebene Verfahrensweise mit dem Unterschied, daß man eine Anstrichmittellösung einsetzt, die einen Feststoffgehalt von 10 Gew.-% aufweist. Nach dem Kontakt mit der Wasseroberfläche breiten sich die Tröpfchen schnell aus und zersetzen sich zu kleinen Fragmenten. In dem Wasser sind harzfreie Pigmente und Aluminiumplättchen bzw. -schuppen suspendiert. Das Produkt besitzt als pulver-

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förmiger Metalleffektlack eine schlechte Qualität. Man wiederholt die Verfahrensweise unter Durchführung von zwei Unterschieden. Einerseits setzt man ein funktioneile Epoxygruppen aufweisendes Copolymeres mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 7500 ein und erhöht andererseit die Konzentration der Feststoffe in der Anstrichmitteldispersion auf etwa 15 Gew.-%. Die Tröpfchen breiten sich mit einer guten Geschwindigkeit aus und ergeben tafelförmige bzw. plättchenartige Feststoffe mit der erwünschten Dicke.

Beispiel 5

Nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 bereitet man eine flüssige Metalleffektlackdispersion und spritzt sie auf die Oberfläche eines herabfallenden Wasserfilms auf, der in einem Vorratsgefäß aufgefangen wird. Beim Kontakt mit der Wasseroberfläche breiten sich die aufgespritzten Anstrichmitteltropfen aus und bilden scheibenartige Filme, die nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 aufgearbeitet werden und einen pulverförmigen Metalleffektlack ergeben. Das Pulver besitzt die gleichen Eigenschaften wie das Material des Beispiels 1.

Beispiel 6

Nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 bereitet man ein flüssiges Metalleffektlackanstrichmittel. Das Anstrichmittel enthält 50 Gew.-% Aluminiumplättchen bzw. -schuppen, bezogen auf das Gewicht des filmbildenden Harzes. Dieses Anstrichmittel wird nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 verarbeitet und ergibt Aluminiumplättchen bzw. -schuppen, die mit einer dünnen Schicht des Anstrichmittelbindemittels überzogen sind. . ■

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Beispiel 7

Nach der in Beispiel 2 beschriebenen Verfahrensweise bereitet man ein flüssiges Metalleffektanstrxchmittel. Auf einem bewegten Gummiforderband, das zu einem Vorratstank führt, breitet man Wasser aus. Die Dicke der Wasserschicht auf dem Förderband wird bei etwa 3,17 mm (1/8 inch) gehalten. Dann spritzt man das flüssige Anstrichmittel auf die Oberfläche des Wassers, wo sich das Material ausbreitet und wo das Lösungsmittel extrahiert wird. Die gebildeten festen Anstrichmittelfilme werden mit dem Förderband zu dem Vorratstank gefördert und dann nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 aufgearbeitet. Die Eigenschaften der überzogenen Äluminiumplättchen bzw. -schuppen sind ebenso gut wie diejenigen des Materials von Beispiel

Beispiel 8

Nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 bereitet man einen flüssigen Metalleffektlack. Man beschickt einen Vorratstank mit Leitungswasser. In das Wasser taucht man eine sich drehende Stahlwalze teilweise ein. Wegen des ständigen Drehens bedeckt sich die Oberfläche mit einer dünnen Wasserschicht. Das flüssige Anstrichmittel wird auf die Oberfläche der befeuchteten Walze aufgespritzt, um das Ausbreiten und die Extraktion des Lösungsmittels zu bewirken. Der gebildete feste Anstrichmittelfilm wird mit Hilfe einer stationären Rakel, die an die Oberfläche der Walze angrenzt, abgehoben und dann nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 aufgearbeitet.

Beispiel 9

Man wiederholt die Maßnahmen der Beispiele 1 und 2 mit dem Unterschied, daß man eine flüssige Anstrichmitteldispersion einsetzt, die 2 Gew.-% Äluminiumplättchen bzw. -schuppen, die durch ein Sieb mit einer

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lichten Maschenweite von 0,053 mm (270 mesh) dringen und 1 Gew.-% Nickelplättchen fosw. -schuppen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm (325 mesh) dringen, enthält.

Beispiel 10

Man wiederholt die Maßnahmen der Beispiele 1 und 2 mit dem Unterschied, daß man eine flüssige Anstrichmitteldispersion einsetzt, die 5 Gew.-% Plättchen bzw. Schuppen aus rostfreiem Stahl enthält, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,053 mm (270 mesh) dringen.

Beispiel 11

Man wiederholt die Maßnahmen der Beispiele 1 und 2 mit dem Unterschied, daß man eine flüssige Anstrichmitteldispersion einsetzt, die 4 Gew.-% Kupferplättchen bzw. -schuppen enthält, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,053 mm (270 mesh) dringen.

Beispiel 12

Man wiederholt die Maßnahmen der Beispiele 1 und 2 mit dem Unterschied, daß man eine flüssige Anstrichmitteldispersion einsetzt, die 3 Gew.-% Messingplättchen bzw. -schuppen enthält, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,053 mm (270 mesh) dringen.

Der hierin verwendete Ausdruck "Dispersion" umfaßt auch teilweise und vollständige Lösungen.

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Claims

Ford-Werke AG Patentansprüche Verfahren zur Herstellung von Pulverlackteilchen aus einer flüssigen Dispersion von organischen Anstrichmittelbestandteilen in einem organischen Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man

1. auf die Oberfläche eines sich kontinuierlich durch eine Ausbreitungs- und Extraktionszone bewegenden Wasserstroms eine flüssige Dispersion von organischen Anstrichmittelbestandteilen in einem organischen Lösungsmittel, das mit Wasser mischbar ist, eine Oberflächenspannung im Bereich von etwa 20 bis etwa 40 dyn/cm besitzt und zwischen 10 und 40 Gew.-? gemeinsam auf Wasser schwimmende und zu weniger als 5 Gew.-% in Wasser lösliche Anstrichmittelbestandteile enthält, aufbringt;

2. die gebildete schwimmende Abscheidung der .Anstrichmitteldispersion während einer Zeitdauer in der Ausbreitungs- und Extraktionszone hält, die dazu ausreicht, daß

A) sich die Dispersion im Kontakt mit dem Wasserstrom auf der Oberfläche des Stromes ausbreitet,

B) mindestens 90 Gew.-% des organischen Lösungsmittels aus der auf der Oberfläche des Wasserstroms schwimmenden Dispersion der.Anstrichmittelbestandteile in den Wasserstrom extrahiert werden, und

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4. die kleineren Teilchen aus der Sammelzone gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch g e kennz eichnet, daß die Dispersion der organischen Anstrichmittelbestandteile mindestens zwei teilchenförmige Pigmente enthält, von denen mindestens eines in Form von Metallplättchen bzw. -schuppen vorliegt, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,053 mm dringen, und mindestens eines der Pigmente ein nichtmetallisches Pigment ist.

3. Verfahren nach Anspruch !,dadurch g e kennz eichnet, daß die aus der Sammelzone gewonnenen Teilchen eine durchschnittliche Dicke von weniger als 15 μια aufweisen und anschließend zu Flocken bzw. Plättchen pulverisiert werden, die Längen und Breiten im Bereich von etwa 5 bis etwa 140 μπι und eine Dicke besitzen, die nicht größer ist als ein Fünftel der kleinsten anderen Abmessung (Länge bzw. Breite).

4. Verfahren zur Herstellung von Pulverlackteilchen aus einer flüssigen Dispersion von organischen Anstrichmittelbestandteilen, dadurch gekenn ζ eichnet, daß man

1. auf die Oberfläche eines sich kontinuierlich durch eine Ausbreitungs- und Extraktionszone bewegenden Wasserstromes diskrete Tröpfcheneiner flüssigen Dispersion von organischen Anstrichmittelbestandteilen in einem organischen

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Lösungsmittel, das mit Wasser mischbar ist, eine Oberflächenspannung im Bereich von etwa 20 bis etwa 40 dyn/cm aufweist und zwischen 15 und 35 Gew.-% gemeinsam auf Wasser schwimmende und zu weniger als 5 Gew.-% in Wasser lösliche Anstrichmittelbestandteile enthält, aufbringt;

2. die gebildeten schwimmenden Tröpfchen der flüssigen Dispersion während einer Zeitdauer in der Ausbreitungs- und Extraktionszone hält, die dazu ausreicht, daß

A) sich die schwimmenden Tröpfchen auf der Oberfläche des Stromes ausbreiten,

B) mindestens 90 Gew.-% des organischen Lösungsmittels aus den schwimmenden Tröpfchen in das Wasser extrahiert werden und

C) sich die Anstrichmittelbestandteile der Tröpfchen auf der Oberfläche zu tafelförmigen bzw. plättchenförmigen Feststoffen verfestigen;

3. die tafelförmigen Feststoffe nach ihrem Austreten aus der Ausbreitungs- und Extraktionszone in eine Sammelzone durch Bewegen des Wassers in der Sammelzone zu kleineren Teilchen zerkleinert; und

4. die kleineren Teilchen aus der Sammelzone gewinnt.

5. Verfahren zur Herstellung von Metallplättchen bzw. -schuppen enthaltenden Pulverlackteilchen aus einer die Metallplättchen bzw. -schuppen enthaltenden flüssigen Anstrichmitteldispersion, dadurch gekenn ζ eichnet, daß man 1. auf die Oberfläche eines sich kontinuierlich durch eine Ausbreitungs- und Extraktionszone bewegenden Wasserstromes diskrete Tröpfchen einer flüssigen Dispersion von organischen Anstrichmittelbestand-

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teilen und Metallplättchen bzw. -schuppen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,053 mm dringen, in einem organischen Lösungsmittel, das mit Wasser mischbar ist, eine Oberflächenspannung im Bereich von etwa 20 bis etwa 40 dyn/cm aufweist und zwischen 15 und 35 Gew.-% gemeinsam auf Wasser schwimmende und zu weniger als 5 Gew.-% in Wasser lösliche Anstrichmittelbestandteile enthält, aufbringt;

A) sich die schwimmenden Tröpfchen auf der Oberfläche des Stromes ausbreiten,

C) sich die Anstrichmittelbestandteile der Tröpfchen auf der Oberfläche zu tafelförmigen oder plättchenförmigen Feststoffen mit einer durchschnittlichen Dicke von weniger als 15 pm verfestigen;

4. die kleineren Teilchen aus der Sammelzone gewinnt und zu Plättchen oder Flocken pulverisiert, die die Metallplättchen bzw. -schuppen enthalten und die eine Länge und eine Breite im Bereich von etwa 5 bis etwa 140 μια und eine Dicke aufweisen, die nicht mehr als ein Fünftel der kürzeren Abmessung (Länge bzw. Breite) entspricht.

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