DE2949710A1 - Crosslinking process for paints - uses protective layer of water pref. containing surface-active ingredient - Google Patents
Crosslinking process for paints - uses protective layer of water pref. containing surface-active ingredientInfo
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Abstract
Description
DR. JOACHIM STEFFENS on/m-inDR. JOACHIM STEFFENS on / m-in
/yy / Iu/ yy / Iu
TELEFONi {089) 87 25 51 TELEX: 529 830 steff dTELEPHONE {089) 87 25 51 TELEX: 529 830 steff d
mein zeichen: Physik-i4 10. Dezember 1979 Smy reference: Physik-i4 December 10, 1979 p
Polymer-Physik GmbH & Co. KG 2844 LerafördePolymer-Physik GmbH & Co. KG 2844 Leraförde
Verfahren zur Vernetzung von auf Trägermaterialien aufgebrachten Lacken auf KunststoffbasisProcess for crosslinking plastic-based paints applied to carrier materials
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vernetzung von auf Trägermaterialien aufgebrachten Lacken auf Kunststoffbasis mittels ionisierender Strahlen, insbesondere Elektronenstrahlen.The present invention relates to a method for crosslinking paints applied to carrier materials Plastic base by means of ionizing rays, especially electron beams.
Verfahren zur Aushärtung bzw. Vernetzung von Beschichtungamaterialien auf Kunststoffbasis mit Hilfe ionisierender Strahlen, z.B. Elektronenstrahlen gewinnen immer mehr an Bedeutung, da als Lacke lösungsmittelfreie Systeme verwendet werden und für die Trocknung, die bei Raumtemperatur abläuft, relativ wenig Energie aufgewendet werden muß. Die vernetzten Schichten weisen sehr gute physikalische Eigenschaften auf, wie hohe Abriebfestigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit usw. Vorrichtungen, die heute von Rolle zuProcess for curing or crosslinking coating materials plastic-based with the help of ionizing rays, e.g. electron beams are gaining more and more Significance, since solvent-free systems are used as paints and for drying that take place at room temperature expires, relatively little energy has to be expended. The cross-linked layers have very good physical properties on, such as high abrasion resistance, solvent resistance etc. devices that matter today too
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Rolle arbeiten, zeichnen sich durch hohe Produktionsleistung bei geringem Platzbedarf aus.Roll work are characterized by high production output with little space requirement.
Bei der Elektronenscrahlhärtung werden im Vakuum aus einer Glühkathode durch Anlegen der Beschleunigungshochspannung Elektronen ausgelöst, beschleunigt und in einem Ablenksystem aufgefächert. Nach Durchtritt der Elektronen durch eine dünne Metallfolie können sie auf das Objekt einwirken. Da beim Abbremsen der Elektronen Röntgenstrahlung entsteht, sind der Elektronenbeschleuniger sowie Ein- und Auslauf in die Anlage mit Bleiblech abgeschirmt.In electron beam hardening, a Hot cathode triggered, accelerated and in a deflection system by applying the accelerating high voltage fanned out. After the electrons have passed through a thin metal foil, they can act on the object. Since X-rays are generated when the electrons are slowed down, the electron accelerator as well as the inlet and outlet are in the system is shielded with lead sheet.
Als störend wird empfunden, daß am Ort der Aushärtung die Lackschicht mit einem sauerstoffreien Gas abgedeckt werden muß um Sauerstoffmoleküle auszuschließen. Dies ist notwendig, weil die im Lack durch die ionisierende Strahlung erzeugten Radikale schneller mit dem Luftsauerstoff reagieren, als mit ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen. Die Reaktion Luftsauerstoff mit Radikalen ergibt eine stabile Verbindung, d.h. an dieser Stelle tritt keine Kettenverlängerung ein, es entsteht nur eine geringe Vernetzung mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht des Polymeren an der Oberfläche. Die Oberfläche ist dann nicht kratzfest. Es kann ein sehr dünner Film mit Lösungsmittel abgewischt werden.It is perceived as disturbing that the lacquer layer is covered with an oxygen-free gas at the point of hardening must to exclude oxygen molecules. This is necessary because the radicals generated in the paint by the ionizing radiation react faster with the oxygen in the air than with unsaturated carbon-carbon bonds. The reaction Atmospheric oxygen with radicals results in a stable connection, i.e. at this point there is no chain extension, there is only a low level of crosslinking with a relatively low level Molecular weight of the polymer on the surface. The surface is then not scratch-resistant. It can be a very thin one Film to be wiped off with solvent.
Üblicherweise wird bei den heute bestehenden Anlagen zur Elektronenstrahlhärtung von Oberflächen das Objekt mit einem sog. Schutzgas abgedeckt. Hierzu wird hauptsächlich nachgereinigter Stickstoff oder ein stöchiometrisches Verbrennungsgas, welches frei von Sauerstoff ist, verwendet.With the systems for electron beam hardening of surfaces that exist today, the object is usually equipped with a so-called protective gas covered. For this purpose, mainly purified nitrogen or a stoichiometric combustion gas, which is free of oxygen is used.
Derartige Verfahren sind vom technischen Aufwand her und kostenmäßig bei flachen Teilen, wie Platten, Türen und Material von Rolle zu Rolle noch vertretbar, zumal - insbesondere bei bahnförmigem Material - durch geeignete Konstruktionen des Inertisierungsraumes beträchtliche Mengen an Inertisierungsgas eingespart werden können.Such methods are technically complex and costly in the case of flat parts such as panels, doors and material still acceptable from roll to roll, especially - especially in the case of web-shaped material - through suitable constructions of the inertization space considerable amounts of Inerting gas can be saved.
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Dies gelingt aber nicht, wenn verformte Einzelteile lackiert und durch Elektronenbestrahlung gehärtet werden sollen. Hier ist ein enormer Aufwand an Inertisierungsvorrichtungen und Inertgasmengen notwendig, um den Bestrahlungsraum vollständig sauerstofffrei zu bekommen.However, this does not work if deformed individual parts are painted and to be hardened by electron irradiation. Here is an enormous amount of inerting devices and Inert gas quantities necessary to get the irradiation room completely free of oxygen.
Um dieses Problem zu lösen, wird bei einem bekannten UV-Härtungsverfahren dem Lackmaterial ein Wachs beigemischt, welches nach dem Aufbringen des Lackes auf das zu beschichtende Material an die Oberfläche ausschwemmt und so eine inhibierende Schutzschicht erzeugt. Das Wachs muß anschließend abpoliert werden. Dieses Verfahren befriedigt nicht, da es schnellen Durchsatzgeschwindigkeiten entgegenwirkt.In order to solve this problem, a known UV curing method is used a wax is added to the paint material, which after the paint has been applied to the Material washes out to the surface, creating an inhibiting protective layer. The wax must then be polished off. This method is unsatisfactory because it counteracts fast throughput rates.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweist.The object of the invention is therefore to provide a method which has the disadvantages outlined above does not have.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß man als Schutzschicht Wasser einsetzt, dem man vorzugsweise ein oberflächenaktives Mittel zugesetzt hat.This object is achieved in that the protective layer used is water, which is preferably a surface-active one Has added funds.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Vernetzung VQn auf Trägermaterialien aufgebrachten Lacken auf Kunststoffbasis mittels ionisierender Strahlen, insbesondere Elektronenstrahlen, in Gegenwart einer auf der Lackoberfläche befindlichen Schutzschicht, die einen Abbruch der Vernetzungsreaktion durch Umsetzung des Lackes mit Sauerstoff verhindert, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man vor und/oder während der Vernetzung auf die Lackoberfläche Wasser als Schutzschicht aufbringt oder erzeugt.The invention thus relates to a method for crosslinking VQn on paints applied to carrier materials Plastic base by means of ionizing rays, especially electron beams, in the presence of one on the paint surface located protective layer, which terminates the crosslinking reaction by reacting the paint with oxygen prevented, which is characterized in that before and / or during crosslinking on the paint surface Applies or generates water as a protective layer.
Vorzugsweise verwendet man gemäß der Erfindung destilliertes oder auf andere Weise entionisiertes Wasser, insbesondere solches, das ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel enthält· Zu den bevorzugt eingesetzten oberflächenaktiven Mitteln gehören Tenside, wie sie beispielsweise im Handel unter den warenzeichenmäßig geschützten Zeichen Spüli, Motiv undAccording to the invention, preference is given to using distilled or otherwise deionized water, in particular those that contain one or more surface-active agents The surface-active agents used with preference include surfactants, such as those commercially available from the trademarks, which are protected by trademarks, Spüli, Motiv and
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Agepon erhältlich sind.Agepon are available.
Die oberflächenaktiven Mittel werden dem Wasser insbesondere im Falle der Vernetzung mit Elektronenstrahlen beigemischt, da das Wasser sonst die Oberfläche nicht in Form eines feinen Films gleichmäßig benetzen würde und die Wasserschicht aufgrund ihrer Oberflächenspannung an verschieden gewölbten Flächen zu dick werden würde, so daß der Elektronenstrahl, welcher in seiner Reichweite begrenzt ist, diese Schicht nicht durchdringen könnte und somit die darunterliegende Lackschicht nicht vernetzen würde.The surface-active agents are added to the water, especially in the case of crosslinking with electron beams, otherwise the water would not evenly wet the surface in the form of a fine film and the water layer would be too thick due to their surface tension on differently curved surfaces, so that the Electron beam, which is limited in its range, could not penetrate this layer and thus the the underlying lacquer layer would not crosslink.
Beim Elektronenstrahlharten wird auf kleinstem Raum innerhalb Bruchteilen einer Sekunde die Lackschicht vernetzt, d.h. das Wasser kann sofort nach dem Bestrahlungsvorgang mechanisch abgewischt oder durch Luft oder Warmluftströmung abgeblasen werden, ohne die Lackschicht zu beschädigen.When electron beam hardening is in the smallest of spaces within Within a fraction of a second, the lacquer layer is crosslinked, i.e. the water can mechanically immediately after the irradiation process wiped off or blown off by air or a stream of warm air without damaging the paint layer.
Eine andere Möglichkeit ist, man mischt dem Lack etwas entspanntes destilliertes Wasser zu, welches durch unterschiedliche Dichte von Wasser und Lack vor dem Vernetzen an die Oberfläche dringt und dadurch einen Luftsauerstoffkontakt des Lackes während des Bestrahlungsprozesses verhindert.Another possibility is to mix something relaxed with the paint distilled water, which is due to the different density of water and varnish before cross-linking to the Penetrates the surface and thus prevents the paint from coming into contact with oxygen during the irradiation process.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß man die Lackoberfläche so stark unterkühlt, daß sich ein Wasserfilm durch Kondensation von in der Luft enthaltenem Wasser bildet.Another possibility is that you can paint the surface so strongly hypothermic that a film of water is formed by condensation of water contained in the air.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Vorteile liegen auf der Hand. Es sind insbesondereThe advantages achieved with the method according to the invention are obvious. There are particular
(a) Einsparung von Inertgas(a) Saving of inert gas
(b) schnellerer Durchsatz des Objektes, da nicht die Spülzeit des Inertisierungsraumes mit Inertgas abgewartet werden muß, und(b) faster throughput of the object, since the purging time of the inerting space with inert gas is not waited for must be, and
(c) problemlosere Inertisierung von zu vernetzenden Lackoberflächen von verformten Teilen.(c) more problem-free inerting of lacquer surfaces to be crosslinked of deformed parts.
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-y-t.-y-t.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie darauf zu beschränken. # The following example explains the invention without restricting it thereto. #
Grundierte Probenbleche werden mit einem pigmentierten ESII-Lack, z.B. Viedopol der Fa. Hermann Wiederhold GmbH., KiI-den/Rhld.,
in einer Schichtstärke von 40 g/m in einer Spritzkabine
durch Aufspritzen beschichtet.
Anschließend wird auf den ungetrockneten Lackfilm mit einemPrimed sample panels are coated with a pigmented ESII lacquer, for example Viedopol from Hermann Wiederhold GmbH., KiI-den / Rhld., In a layer thickness of 40 g / m 2 in a spray booth by spraying on.
Then the undried paint film is applied with a
Sprühgerät eine deckende Schicht von ca. 10 g/m destilliertes Wasser, welches durch Zusatz von 0,1 - 1 % eines Tensides, wie z.B. Spüli, entspannt wurde, aufgebracht.Spray a covering layer of approx. 10 g / m 2 of distilled water, which was relaxed by adding 0.1 - 1% of a surfactant, such as, for example, rinsing agent.
Die Aushärtung des Lackfilms erfolgt mit einem Elektronenstrahler System ESK 150 der Polymer-Physik Tübingen mit einer Beschleunigungsspannung von 15O - 180 keV, bei einer Strahlendosis von 5 Mrad, welche bei einer Vorschubgeschwindigkeit des Objektes von 50 m/min appliziert wird. Das Wasser an der Oberfläche wird abgewischt. Die Oberflächenqualitäten der Beschichtung unterscheiden sich nicht von einer gleichen Beschichtung, welche unter Inertgas ausgehärtet wurde.The curing of the paint film takes place with an electron gun system ESK 150 from Polymer-Physik Tübingen with a Accelerating voltage of 150-180 keV, with a radiation dose of 5 Mrad, which occurs at a feed rate of Object is applied at a speed of 50 m / min. The water on the surface is wiped off. The surface qualities of the coating do not differ from the same coating, which was cured under inert gas.
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Claims (3)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17335080A JPS5697576A (en) | 1979-12-11 | 1980-12-10 | Netty bonding method for lacquer |
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- 1979-12-11 DE DE19792949710 patent/DE2949710A1/en not_active Withdrawn
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1980
- 1980-12-10 JP JP17335080A patent/JPS5697576A/en active Pending
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JPS5697576A (en) | 1981-08-06 |
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