DE69707703T2

DE69707703T2 - Wässrige kontrollschicht-zusammensetzung und verfahren zum schmirgeln unter verwendung derselben

Info

Publication number: DE69707703T2
Application number: DE69707703T
Authority: DE
Inventors: R. Wollner
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: WO1998028371A1; US5910529A; EP0946656A1; DE69707703D1; JP2001507064A; EP0946656B1; AU5519198A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontrastschicht-Zusammensetzung auf Wasserbasis, die zum Auffinden von Oberflächendefekten verwendet werden kann, und deren Verwendung bei Verfahren zur Oberflächenbearbeitung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Viele VerFahren zur Oberflächenbearbeitung, insbesondere Reparaturverfahren der Kraftfahrzeugreparatur-Industrie und der Schiffsindustrie, umfassen das Auftragen von Füllern auf Oberflächenfehler, gefolgt von einem fortschreitenden Abschleifen mit gröberem bis feinerem abrasiven Material, bis die erwünschte glatte Oberfläche erreicht ist. Eine Reihe Schutzbeschichtungen wird aufgetragen, z. B. eine Grundierung, Lackschichten, Lacke und so weiter, und jede Schicht wird vor dem Auftrag der nächsten Beschichtung normalerweise angeschliffen, um eine glatte, ebene Oberfläche zu gewährleisten.
Der Arbeiter trägt eine Kontrastschicht auf die behandelte Oberfläche auf, um die abzuschleifenden Flächen zu identifizieren und Defekte während des Reparaturvorgangs zu markieren. Eine Kontrastschicht wird, auf Reparaturflächen einer Vielzahl von Gegenständen wie Fahrzeugen (Booten, Kraftfahrzeugen, LKW, Zügen, Flugzeugen etc.), Duschwannen, Whirlpools etc. aufgetragen. Beispiele für Materialien, die als Kontrastschichten auf Oberflächen wie Gelbeschichtungen, Spachtelkit und Lacken eingesetzt worden sind, sind Spritzlack, Pulver, Fettstifte und blauschwarzes Bläuungsverbindungen wie die Bläuungsverbindung von Dykem, erhältlich von der Dykem Company, St. Louis, Missouri, USA. Diese Kontrastschichten helfen bei der Visualisierung von Erhebungen und Vertiefungen während des Schleifens. Ein Bereich, in dem die Kontrastschicht nach dem Schleifen verblieben ist, ist eine Vertiefung, wogegen ein Bereich, in dem die Kontrastschicht während des Schleifens entfernt worden ist, eine Erhebung ist. Somit sind Oberflächenunebenheiten für den Arbeiter deutlich sichtbar, wodurch dieser in die Lage versetzt wird, die jeweiligen Bereiche nach Bedarf abzuschleifen oder zu füllen.
Kontrastschichten werden beim Schleifen auch, beim Übergang zwischen beschichteten Schleifmitteln mit verschiedener Körnung eingesetzt. Auf diese Weise wird eine vollständige Entfernung von Schleifkornkratzern vom Schleifpapier mit der vorherigen Körnung vor der Fortsetzung mit Schleifpapier der nächst feineren Körnung gewährleistet. Wenn die Kontrastschicht im Bereich der mit Schleifmittel verkratzten Fläche verschwunden ist, bedeutet dies, dass alle vorherigen Schleifmittelkratzer entfernt worden sind.
Bei der Außenhaut eines zu schleifenden Gegenstandes, wie eines Bootes, kann es sich um eine Gelbeschichtung handeln, die gewöhnlich ein pigmentiertes Polyesterharz und weniger üblich ein Epoxy oder ein Vinylester ist. Beispiele für andere Außenhäute, bei denen Kontrastschichten eingesetzt werden können, umfassen Lacke wie Acryl, Polyurethane, Melamine, Epoxide etc. Bekannte Kontrastschichten weisen mehrere Nachteile auf. Zum Beispiel können Fettstifte möglicherweise schmieren, eine unzureichende Abdeckung ergeben, die Schneideigenschaften des Schleifgegenstands stören und leicht verloren gehen oder verlegt werden.
Spritzlacke können ebenfalls als Kontrastschichten nachteilig sein. Zum Beispiel verwendet der Automobil-Zubehörhandel Lackspritzfarbe als Kontrastschicht. Dabei handelt es sich um ein Aerosol, das auf die Oberfläche gespritzt und trocknen gelassen wird. Der Trend besteht darin, Aerosole aus ökologischen Gründen nicht mehr zu verwenden. Die Trocknungsdauer variiert, wobei der Techniker die Fläche jedoch erst nach einiger Zeit schleifen kann. Wenn dann das Schleifen beginnt, neigt das Schleifpapier dazu, schnell mit der Lackfarbe beladen zu werden, wodurch der Techniker dazu gezwungen wird, Schleifpapierbögen häufiger zu wechseln. Darüber hinaus weist die Lackfarbe die Neigung auf, sich in der Karosseriewerkstatt (oder dem Ort, an dem das Schleifen erfolgt) zu verteilen und andere Oberflächen zu verunreinigen. In Abhängigkeit davon, wo die Farbe auftrifft, kann ihre Entfernung ziemlich schwierig werden.
Blauschwarze Bläuungsverbindungen können als Kontrastschichten ebenfalls nachteilig sein. Die Schiffsindustrie neigt zur Verwendung einer blauschwarzen Bläuungsverbindung (Dykem) als Kontrastschicht, womit ebenfalls viele Probleme verbunden sind. Bevor das Produkt verwendet werden kann, muss es (gewöhnlich mit Aceton) verdünnt werden. Aceton ist entflammbar, Vorschriften unterworfen und gewöhnlich einem Schiffs-Erstausrüster in der Arbeitsumgebung nicht willkommen. Das verdünnte Produkt wird typischerweise auf einen Lappen aufgetragen und durch Wischen auf eine vertikale Fläche des zu schleifenden Boots aufgetragen, wobei viel Produkt die Fläche herunter läuft. Diese Bläuungsverbindung trocknet sofort, und das Schleifen beginnt. Wenn es sich bei der zu schleifenden Fläche um eine poröse Gelschicht handelt, kann eine solche Kontrastschicht nicht entfernt werden, ohne bis zur Unterseite der Poren abzuschleifen, wodurch ein umfangreiches Schleifen mit einem gröberen Material, als zuerst erforderlich war, notwendig ist. Dann muss der Bereich mit immer feineren Materialkörnungen geschliffen werden, bevor mit dem Compoundieren begonnen werden kann.
Die Kokai-Patentanmeldung Nr. SHO 16-12378, veröffentlicht am 19. Januar 1988, offenbart ein Lackausbesserungsverfahren für Kraftfahrzeuge unter Verwendung einer Kontrastschicht, bei der es sich im allgemeinen um schwarzen Lack handelt.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es besteht ein Bedarf an einer Kontrastschicht-Zusammensetzung mit den folgenden wünschenswerten Merkmalen: Freiheit von flüchtigen organischen Verbindungen, auf der Grundlage von Wasser beruhend, schnell trocknend, filmbildend bei Raumtemperatur (22ºC) oder unterhalb ohne eine Notwendigkeit für organische Lösungsmittel; leicht einsetzbar ohne die Notwendigkeit eines Vormischens unmittelbar vor der Verwendung; leicht auftragbar, ohne zu tropfen; gut sichtbar; Brauchbarkeit auf einer Vielzahl Oberflächen; gleichmäßige Ausbreitung; gute Wasserfestigkeitseigenschaften für das Nassschleifen; keine leichte Beladung mit oder Verstopfung durch Schleifmittel; geringere Schwierigkeiten, übersprühte Zusammensetzung zu entfernen; leichte Abschleifbarkeit und geringere Wahrscheinlichkeit zur Färbung von neu geschliffenen Oberflächen.
Die vorliegende Erfindung macht eine solche Kontrastschicht-Zusammensetzung verfügbar. Es ist eine Kontrastschicht-Zusammensetzung auf der Grundlage von Wasser (frei von flüchtigen organischen Verbindungen) gefunden worden, die gebrauchsfertig ist, unmittelbar vor der Verwendung nicht vorgemischt werden muss, gut sichtbar ist, leicht auf eine Oberfläche (beispielsweise durch Sprühen) aufgetragen und gleichmäßig verteilt werden kann, beim Auftrag auf eine vertikale Fläche nicht läuft oder tropft, nicht in die zu schleifende Oberfläche (z. B. eine mit einer Gelschicht bedeckten Bootsoberfläche) eingebettet wird, schnell oder sofort nach dem Auftrag trocknet, bei Raumtemperatur filmbildend ist, leicht geschliffen wird, wasserbeständig beim Nassschleifen ist, auf einer Vielzahl Flächen brauchbar ist, neu geschliffene Flächen weniger wahrscheinlich färbt und die so formuliert werden kann, dass die die Schneidrate eines beim Schleifvorgang verwendeten beschichteten Schleifgegenstands erhöht und die Beladung des beschichteten Schleifgegenstands vermindert. Der Begriff "Schneidrate" bezieht sich auf Materialmenge (wie Lack oder Gelbeschichtung), die in einem gegebenen Zeitraum durch den Schleifgegenstand entfernt wird.
Die vorliegende Erfindung macht eine Gelzusammensetzung verfügbar, umfassend:
(a) eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon, wobei die Komponente eine Mindest-Filmbildungstemperatur von 22ºC oder weniger aufweist;
(b) einem Verdickungsmittel von einem Typ und in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften zu verleihen, wenn eine Scherspannung an die Zusammensetzung angelegt wird;
(c) gegebenenfalls zusätzliches Wasser zusätzlich zu demjenigen, das aufgrund der wässrigen Beschaffenheit der Komponente von Element (a) vorhanden ist;
(d) (ein) in Wasser dispergierbare(s), anorganische(s) Pigment(e) und
(e) gegebenenfalls ein pH-Stellmittel,
wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von 6 bis 9 fällt.
In einer Ausführungsform umfasst die Gelzusammensetzung der Erfindung:
(a) eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon, wobei die Komponente eine Mindest-Filmbildungstemperaturvon 22ºC oder weniger aufweist und wobei eine ausreichende Menge der Komponente vorhanden ist, so dass die Zusammensetzung wenigstens etwa 0,03 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, umfasst;
(b) etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% eines Verdickungsmittels von einem Typ und in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften zu verleihen, wenn eine Scherspannung an die Zusammensetzung angelegt wird;
(c) gegebenenfalls zusätzliches Wasser zusätzlich zu demjenigen, das aufgrund der wässrigen Beschaffenheit der Komponente von Element (a) vorhanden ist;
(d) wenigstens etwa 0,1 Gew.-% eines in Wasser dispergierbaren, anorganischen Pigments (in Wasser dispergierbarer, anorganischer Pigmente) und
(e) gegebenenfalls ein pH-Stellmittel,
wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von etwa 6 bis etwa 9 fällt;
wobei die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Wassers aus jeder beliebigen Quelle von etwa 40 bis etwa 99,82 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, reicht.
In einer Ausführungsform ist mit Hinsicht auf die Gelzusammensetzung eine ausreichende Menge der aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon ausgewählten Komponente so vorhanden, dass die Zusammensetzung wenigstens etwa 0,03 bis etwa 10 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthält.
In einer Ausführungsform ist mit Hinsicht auf die Gelzusammensetzung eine ausreichende Menge der aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon ausgewählten Komponente so vorhanden, dass die Zusammensetzung wenigstens etwa 0,03 bis etwa 5 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthält.
In einer Ausführungsform fällt mit Hinsicht auf die Gelzusammensetzung der pH- Wert der Zusammensetzung in den Bereich von etwa 6,8 bis etwa 8,5.
In einer Ausführungsform fällt mit Hinsicht auf die Gelzusammensetzung der pH- Wert der Zusammensetzung in den Bereich von etwa 7 bis etwa 8.
In einer Ausführungsform reicht mit Hinsicht auf die Gelzusammensetzung die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Wassers, aus welcher Quelle auch immer, von etwa 80 bis etwa 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
In einer Ausführungsform ist mit Hinsicht auf die Gelzusammensetzung das Verdickungsmittel aus der aus aktivierter, mit Polyalkenylpolyether vernetzter Polyacrylsäure und aktiviertem synthetischen Bentonitton bestehenden Gruppe ausgewählt.
In einer Ausführungsform umfasst die Gelzusammensetzung:
(a) eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon, wobei die Komponente eine Mindest-Filmbildungstemperatur von 22ºC oder weniger aufweist und wobei eine ausreichende Menge der Komponente vorhanden ist, so dass die Zusammensetzung wenigstens etwa 0,03 bis etwa 10 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, umfasst;
(b) etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% eines Verdickungsmittels von einem Typ und in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften zu verleihen, wenn eine Scherspannung an die Zusammensetzung angelegt wird;
(c) gegebenenfalls zusätzliches Wasser zusätzlich zu demjenigen, das aufgrund der wässrigen Beschaffenheit der Komponente von Element (a) vorhanden ist;
(d) etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% eines in Wasser dispergierbaren, anorganischen Pigments (in Wasser dispergierbarer, anorganischer Pigmente) und
(e) gegebenenfalls ein pH-Stellmittel,
wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von etwa 6,8 bis etwa 8,5 fällt;
wobei die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Wassers aus jeder beliebigen Quelle von etwa 80 bis etwa 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, reicht.
In einer Ausführungsform fällt mit Hinsicht auf die Gelzusammensetzung der pH- Wert der Zusammensetzung in den Bereich von etwa 7 bis etwa 8.
In einer Ausführungsform umfasst die Gelzusammensetzung:
(a) eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon, wobei die Komponente eine Mindest-Filmbildungstemperatur von 22ºC oder weniger aufweist und wobei eine ausreichende Menge der Komponente vorhanden ist, so dass die Zusammensetzung wenigstens etwa 0,03 bis etwa 5 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, umfasst;
(b) etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% eines Verdickungsmittels von einem Typ und in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften zu verleihen, wenn eine Scherspannung an die Zusammensetzung angelegt wird;
(c) gegebenenfalls zusätzliches Wasser zusätzlich zu demjenigen, das aufgrund der wässrigen Beschaffenheit der Komponente von Element (a) vorhanden ist;
(d) etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-% eines in Wasser dispergierbaren, anorganischen Pigments (in Wasser dispergierbarer, anorganischer Pigmente) und
(e) gegebenenfalls ein pH-Stellmittel,
wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von etwa 7 bis 8 fällt;
wobei die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Wassers aus jeder beliebigen Quelle von etwa 80 bis etwa 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, reicht.
Die vorliegende Erfindung macht in einer Ausführungsform auch eine Gelzusammensetzung verfügbar, die nach dem Auftragen auf ein Substrat und dem Trocknen wasserfest ist.
Die vorliegende Erfindung macht auch ein Verfahren zum Schleifen eines Substrats verfügbar, umfassend die Schritte des:
(1) Bereitstellens einer Gelzusammensetzung, umfassend:
(a) eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon, wobei die Komponente eine Mindest-Filmbildungstemperatur von 22ºC oder weniger aufweist;
(b) ein Verdickungsmittel von einem Typ und in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften zu verleihen, wenn eine Scherspannung an die Zusammensetzung angelegt wird;
(c) gegebenenfalls zusätzliches Wasser zusätzlich zu demjenigen, das aufgrund der wässrigen Beschaffenheit der Komponente von Element (a) vorhanden ist;
(d) (ein) in Wasser dispergierbare(s), anorganische(s) Pigment(e) und
(e) gegebenenfalls ein pH-Stellmittel,
wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von 6 bis 9 fällt;
(II) Einwirkenlassens einer Belastung auf die Gelzusammensetzung, um ihre Viskosität auf einen Wert zu verringern, bei dem sie auf ein Substrat gesprüht werden kann;
(III) Sprühens der Zusammensetzung mit verringerter Viskosität auf ein zu schleifendes Substrat;
(IV) Verteilens der Zusammensetzung auf dem zu schleifenden Substrat, wobei die Zusammensetzung beim Schritt des Verteilens wenigstens teilweise trocknet und wobei ein sichtbarer Farbunterschied zwischen der Zusammensetzung und dem zu schleifenden Substrat besteht;
(V) gegebenenfalls Weiter-Trocknen-Lassens der Zusammensetzung;
(VI) Schleifens des Sustrats über der Zusammensetzung und (VII) gegebenenfalls des Wiederholens der Schritte (II) bis (VI) ein- oder mehrmals.
In einer Ausführungsform umfasst mit Bezug auf das Verfahren Schritt (III) die Verwendung einer Nicht-Aerosolsprühvorrichtung.
In einer Ausführungsform umfasst mit Bezug auf das Verfahren Schritt (VI) das Nassschleifen des Substrats über der Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung von Schritt (VI) wasserfest ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Wässrige, Bindemittel umfassende Emulsion(en)/Dispersion(en) Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst eine aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon ausgewählte Komponente.
Die Komponente hat eine Mindest-Filmbildungstemperatur von 22ºC oder darunter. In anderem Worten bildet die Komponente bei 22ºC oder darunter einen Film.
Das in der Komponente vorhandene Bindemittel dient zum Binden des Pigments an das Substrat, auf das die Kontrastschicht aufgetragen wird. Wäre kein Bindemittel vorhanden, würde die getrocknete Kontrastschicht mit Wasser abgewaschen, was nachteilig ist, weil das Nassschleifen eine übliche Form des Schleifens ist. Somit ist die getrocknete Beschichtung der Erfindung wasserfest. Zum Beispiel wird die getrocknete Kontrastschicht nicht dadurch abgewaschen, dass Wasser bloß mittels eines Tuchs aufgetragen wird.
Brauchbare Bindemittel haben normalerweise eine Glasübergangstemperatur von weniger als etwa 100ºC, ein Zahlenmittel der Molmasse von weniger als etwa 200 000, eine Säurezahl (NV) von weniger als 150 und sind wasserfest. Vorzugsweise sind die Bindemittel frei von Acrylamid und anderen möglicherweise toxischen Monomeren.
Beispiele für geeignete Bindemittel umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, diejenigen, die aus der aus Acryl-, Urethan- und Epoxypolymeren bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Acrylpolymere sind als Bindemittel bevorzugt. Beispiele für bevorzugte Acrylpolymere umfassen diejenigen, die aus der aus der Joncryl- Polymerserie bestehenden Gruppe, erhältlich von Johnson Wax, ausgewählt sind. Die Zusammensetzung der Erfindung sollte eine Bindemittelmenge enthalten, die ausreichend ist, damit wenigstens ein Teil des Pigments, vorzugsweise das gesamte Pigment, am vorgesehenen Substrat haftet. Typischerweise umfasst die Zusammensetzung der Erfindung eine ausreichende Menge einer Komponente, die aus der aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion- (en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon bestehenden Gruppe so ausgewählt ist, dass die Zusammensetzung wenigstens etwa 0,03 Gew.-% Bindemittel, vorzugsweise etwa 0,03 bis etwa 10 Gew.-% Bindemittel und am meisten bevorzugt etwa 0,03 bis etwa 5 Gew.- Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, umfasst. Bei der den Bindemittel der Erfindung umfassenden Komponente handelt es sich vorzugsweise um eine Emulsion mit kleiner Teilchengröße.

Verdickungsmittel

Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verdickungsmittel in einer Menge und von einem Typ, die der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften verleihen, wenn die Zusammensetzung einer Scherung ausgesetzt wird. Die Begriffe "Bingham-Kunststoff" und "Bingham-Flüssigkeit" werden hier auswechselbar verwendet. Dieses Verdickungsmittel verleiht der Zusammensetzung eine Viskosität, die hoch genug ist, damit die Kontrastschicht- Zusammensetzung, wenn sie auf eine vertikale Oberfläche gesprüht wird, nicht tropft oder läuft. Normalerweise wird dies bestimmt, indem die aufgesprühte Zusammensetzung für einen Zeitraum von 10 min auf einer vertikalen Fläche beobachtet wird. Die dieses Verdickungsmittel enthaltende Zusammensetzung der Erfindung sollte, wenn sie der durch eine typische Sprühpistole ausgeübten Scherung ausgesetzt wird, dünn scheren.
Beispiele für solche Verdickungsmittel umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, diejenigen, die aus der aus aktivierten CarbopolTM-Harzen bestehenden Gruppe ausgewählt sind. CarbopolTM-Harze sind wasserlösliche Vinylpolymere, die von B. F. Goodrich erhältlich sind. Sie werden in der folgenden Produktmitteilung diskutiert: CARBOPOL® THICKENERS FOR INDUSTRIAL APPLICATIONS, THICKE- NING & SUSPENDING WITH CARBOPOL® THICKENERS, NUMBER ONE IN A SERIES, BF G. OODRICH, April 1995. Andere brauchbare Verdickungsmittel umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, aktivierte Laponite-Harze. Laponite- Harze sind synthetische Bentonitton-Materialien, die von Southern Clay Products, Gonzales, Texas, USA, 78629, erhältlich sind.
Nach dem Hersteller, B. F. Goodrich, handelt es sich bei CarbopolTM-Harzen um Polyacrylsäure mit hoher Molmasse, die mit Polyalkenylpolyether vernetzt ist. CarbopolTM-Harze haben eine mittlere Äquivalenzmasse von 76. Nach dem Hersteller handelt es sich dabei um amorphe Polymere mit einer Teilchengröße von 3-10 um, einer Glasübergangstemperatur (Tg) von 100-105ºC, einer Säurezahl von 675-725, einer Äquivalenzmasse von 76 (±4) und einem pKa- Wert von 6,0 (±0,5). Carbopol®-Harze haben die Fähigkeit zur Absorption und Aufnahme von Wasser, wodurch wie auf das bis zu 2000-fache ihres ursprünglichen Volumens aufquellen. Aufgequollene CarbopolTM-Harze bleiben diskrete, polymere Kolloidaggregate oder -mikrogele. Eine wässrige Dispersion solcher Mikrogele weist eine plastische Rheologie, d. h. Strukturviskosität mit einer definierten Fließgrenze, auf. Dabei handelt es sich um ein nicht-Newtonsches Verhalten. Nach dem Hersteller werden CarbopolTM-Harze am besten durch ein nicht-Newtonsches, plastisches Bingham-Fließverhalten, z. B. das Ellis-Modell, gekennzeichnet. Im Fall des Bingham- und Ellis-Fließverhaltens ist zur Initiierung des Flusses eine Mindest-Scherbelastung erforderlich. Diese Mindestbelastung ist als Fließgrenze bekannt. Der Belastungswert kann leicht aus neutralisierten Gelen von CarbopolTM-Harzen ersehen werden, die in der Ruhe steife, starke Gele sind, jedoch leicht fließen, wenn genug Kraft angewandt wird. Andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften werden als brauchbar erachtet.
Laponite RDS ist ein rheologisches Additiv, bei dem es sich um ein synthetisches Schichtsilikat handelt, das ein anorganisches Polyphosphat-Peptisierungsmittel einschließt. Es hydratisiert und quillt in Wasser, wodurch klare und farblose kolloidale Dispersionen mit niedriger Viskosität (Sole) mit Konzentrationen von bis zu 10% erhalten werden. Bei Zugabe kleiner Elektrolytmengen (d. h. bei Aktivierung) bildet es klare thixotrope Gele. Eine typische chemische Analyse dieses Produkts ist SiO&sub2; 54,5 Gew.-%, MgO 26,0 Gew.-%, Li&sub2;O 0,8 Gew.-%, Na&sub2;O 5,6 Gew.-%, P&sub2;O&sub5; 4,1 Gew.-% und Verlust bei der Verbrennung 8,0 Gew.- %.
Laponite-Materialien sind Magnesiumsilikate mit einer Schichtstruktur, die als körnige, rieselfähige, weiße Pulver vermarktet werden. Dem Hersteller gemäß bilden die Pulver, wenn sie in Wasser dispergiert werden, thixotrope Gele oder, wenn die solbildenden Grade verwendet werden, klare, stabile Sole. Diese Sole können bei Bedarf zu thixotropen Gelen geändert werden. Die Schichtstruktur dieser Produkte ist mit derjenigen von natürlichem Hectorit identisch. Wenn ein Laponite-Produkt mit destilliertem oder deionisiertem Wasser vermischt wird, dissoziieren die austauschbaren Kationen, größtenteils Natrium, und die resultierenden negativ geladenen Plättchen stoßen einander ab, wodurch eine kolloidale Dispersion erhalten wird, die wie Wasser aussieht und fließt. Dies wird als Sol bezeichnet. Wenn Elektrolyt zu einer Dispersion in destilliertem oder deionisiertem Wasser gegeben wird, wird die negativ geladene Schicht auf der Oberfläche des Tons vermindert, bis die Abstoßung zwischen den negativ geladenen Plättchenflächen nicht mehr ausreicht, um die Bildung von Bindungen zwischen diesen Flächen und den schwach positiv geladenen Plättchenkanten zu verhindern. Die Tonteilchen innerhalb der Flüssigkeit verbinden sich zwischen Kanten und Flächen. Dies führt zur Bildung eines Gels. Die gebildeten Gelsysteme bilden in Wasser Dispersionen dieser Produkte in Wasser, die sich nicht als Newtonsche Flüssigkeiten, sondern statt dessen als Bingham-Flüssigkeiten verhalten. Bei einer Newtonschen Flüssigkeit ist der Fluss direkt proportional zur angewandten Scherbelastung. Bei einer Binghamschen Flüssigkeit muss eine messbare Scherbelastung angewandt werden, bevor ein Fluss beginnt, wobei die Flüssigkeit sich jedoch auf dieselbe Weise wie eine Newtonsche Flüssigkeit verhält, sobald der Fluss begonnen hat. LaponiteTM-Materialien werden in den folgenden Mitteilungen diskutiert: General LaponiteTM Brochüre; LaponiteTM Inorganic Colloids; LaponiteTM Synthetic Clays - General Information; LaponiteTM Product Bulletin; LaponiteTM RDS, Rheological Additive, alle erhältlich von Southern Clay Products, Gonzales, Texas, USA 78629. Es ist zu erwarten, dass andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften brauchbar sind.

In Wasser dispergierbares Piment

Brauchbare in Wasser dispergierbare Pigmente umfassen sowohl organische als auch anorganische Pigmente und Kombinationen davon. Vorzugsweise sind die in Wasser dispergierbaren Pigmente frei von flüchtigen organischen Verbindungen, weisen eine hohe Deckkraft und geringe Hegman-Mahlwerte auf. Das Pigment sollte in einer solchen Menge ausgewählt und verwendet werden, dass ein Kontrast mit dem Substrat erhalten wird, auf dem die Kontrastschicht der Erfindung verwendet wird.
Beispiele für bevorzugte in Wasser dispergierbare Pigmente umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, diejenigen, die aus der aus Covan Phthalo Blue-, Covan Calcium Red- und Covan Aquasperse Blue-Pigment bestehenden Gruppe (alle von Hüls America Incorporated erhältlich) ausgewählt sind. Die Zusammensetzung der Erfindung kann eine Vielzahl Farben aufweisen, die, ohne darauf beschränkt zu sein, diejenigen einschließen, die aus der aus Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo, Violett und Schwarz bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Normalerweise umfasst die Zusammensetzung der Erfindung wenigstens etwa 0,1 Gew.-% des in Wasser dispergierbaren Pigments, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorzugsweise etwa 0,3 bis etwa 5 Gew.-% in Wasser dispergierbares Pigment und am meisten bevorzugt etwa 0,4 bis etwa 2 Gew.-% in Wasser dispergierbares Pigment.

Wasser

Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst gegebenenfalls Wasser, das zusätzlich zu demjenigen zugegeben werden kann, das aufgrund der Komponente, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon und jeder anderen Komponente, die gegebenenfalls in wässriger Form zur Zusammensetzung gegeben werden kann (zum Beispiel ein Pigment), vorhanden ist. Dieses zusätzliche Wasser ist normalerweise deionisiert (DI), um eine stabilere Zusammensetzung zu erzeugen und mikrobiologisches Wachstum zu hemmen. In der Zusammensetzung der Erfindung dient Wasser als Träger.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung sollte vorzugsweise eine geeignete Menge Wasser unabhängig von der Quelle so umfassen, dass die Zusammensetzung auf ein Substrat gesprüht werden kann. Normalerweise umfasst die Zusammensetzung der Erfindung unabhängig von der Quelle etwa 40 bis etwa 99,82% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorzugsweise etwa 80 bis etwa 98 Gew.-%.

Optionale Komponenten

Die Zusammensetzung der Erfindung kann gegebenenfalls weiterhin eine oder mehrere Additive umfassen, die aus der aus pH-Stellmitteln, Antifüllstoffen, Biozden, Fungiziden, Aktivierungsmitteln etc. bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
Ein Aktivierungsmittel wie eine Base wie Triethanolamin wird gegebenenfalls in die Zusammensetzung der Erfindung eingeschlossen, um das als Verdickungsmittel dienende Material bei Bedarf zu aktivieren. Im Fall eines CarbopolTM- Harzes kann ein Aktivierungsmittel wie ein Base oder ein Tensid zum Aktivieren (Entknäueln) des Verdickungsmittels verwendet werden, indem die Säure in das Salz umgewandelt wird, wodurch eine elektrostatische Abstoßung verursacht wird. Dies tritt in Abhängigkeit vom jeweiligen Harz normalerweise bei einem pH- Wert von 5 bis 8 auf. Bei einem pH-Wert über 8 nimmt die Viskosität ab. Wenn das CarbopolTM-Harz nicht aktiviert ist, bleibt es fest aufgewickelt, und die Zusammensetzung ist zu dünn. Eine ausreichende Menge eines Aktivierungsmittels sollte zur Aktivierung des Materials eingeschlossen werden, wenn das Material von demjenigen Typ ist, der eine Aktivierung benötigt.
Eine ausreichende Menge eines pH-Stellmittels wie einer Base kann ebenfalls in die Zusammensetzung der Erfindung eingeschlossen werden, um der Zusammensetzung einen pH-Wert zwischen etwa 6 und etwa 9, vorzugsweise zwischen etwa 6,5 und etwa 8,5 und am meisten bevorzugt zwischen etwa 7 bis etwa 8 sogar dann zu verleihen, wenn die Aktivierung eines Verdickungsmittels nicht tatsächlich erforderlich ist. Eine Zusammensetzung, deren pH-Wert fast neutral ist, ist vorteilhaft, weil es weniger wahrscheinlich ist, dass sie eine lackierte Oberfläche, auf der sie verwendet wird, verfärbt oder anätzt.
Beispiele für geeignete Antifüllstoffe umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, diejenigen, die aus der aus Zinkstearat, Calciumstearat, Magnesiumstearat und Mischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Diese Antifüllstoffe können verhindern helfen, dass Schleifstaub an der Oberfläche des zum Schleifen auf der Kontrastschicht der Erfindung verwendeten beschichteten Schleifgegenstandes (wie einer Feinschleifscheibe) haftet. Durch das Minimieren der am beschichteten Schleifgegenstand haftenden Schleifstaubmenge werden die scharfen Kanten der Schleifteilchen gegenüber dem Substrat freigelegt und können für einen längeren Zeitraum schneiden.
Die Zusammensetzung der Erfindung umfasst normalerweise etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% eines Antifüllstoffs (normalerweise etwa 0,1 bis etwa 50 Gew.-%, sofern es eingeschlossen ist), vorzugsweise etwa 1 bis etwa 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Die Zusammensetzung der Erfindung kann gegebenenfalls ein organisches Hilfslösungsmittel umfassen. Aus ökologischen Gründen ist die Vermeidung organischer Hilfslösungsmittel jedoch bevorzugt.

Merkmale der Zusammensetzung der Erfindung

Die Zusammensetzung der Erfindung weist ein nicht-Newtonsches, Binghamsches, plastisches Fließverhalten auf. Dabei handelt es sich um Materialien, bei denen es sich um steife, starke Gele handelt, die jedoch leicht fließen, wenn genug Kraft einwirkt, um die untere Fließgrenze zu überwinden. Dadurch kann die Zusammensetzung leicht gerührt, gepumpt, gespritzt und verteilt werden. Thixotrope Materialien weisen eine Scherverdünnung auf, wobei die Gel- oder erhöhte Viskosität sich jedoch im Verlauf der Zeit und nicht sofort entwickelt. Die Zusammensetzung der Erfindung gewinnt die Viskosität sofort zurück. Die Zusammensetzung der Erfindung ist vorzugsweise mittels herkömmlicher Sprühvorrichtungen wie einer Sprühflasche sprühbar. Die Zusammensetzung der Erfindung hat vorzugsweise die folgenden rheologischen Eigenschaften. Die Zusammensetzung hat vorzugsweise eine hohe untere Fließgrenze. Die untere Fließgrenze ist als Anfangswiderstand gegenüber dem Fluss unter angewandter Belastung definiert.
Die Komponenten, aus denen die Zusammensetzung der Erfindung besteht, und die Zusammensetzung selbst sind vorzugsweise vollständig frei von flüchtigen organischen Verbindungen. Vorzugsweise sind die Komponenten, aus denen die Zusammensetzung der Erfindung besteht, und die Zusammensetzung selbst frei von Acrylnitril und allen anderen möglicherweise toxischen Acrylmonomeren. Die Zusammensetzung der Erfindung hat vorzugsweise eines Mindest-Filmbildungstemperatur von 22ºC oder darunter. In anderen Worten bildet sie einen Film vorzugsweise bei 22ºC oder darunter.
Die Zusammensetzung der Erfindung weist gute Wasserbeständigkeitseigenschaften auf. Damit ist gemeint, dass sie von Wasser nicht vom zu schleifenden Substrat abgewaschen wird, nachdem sie verteilt und getrocknet wurde.
Die Zusammensetzung der Erfindung ist vorzugsweise schnelltrocknend. Damit ist gemeint, dass sie innerhalb von 20 s nach Beginn des Verteilens (beispielsweise durch Wischen), noch typischer innerhalb von etwa 10 bis etwa 20 s trocknet. Dies kann sogar dann erfolgen, wenn der Verteilungsschritt nicht während des gesamten Zeitraums erfolgt. Sie trocknet zum Beispiel typischerweise innerhalb von etwa 20 s nach dem Beginn des Verteilens sogar dann, wenn der Verteilungsschritt nur etwa 5 s dauert. Sie trocknet typischerweise auch innerhalb von etwa 20 s, nachdem mit dem Verteilen begonnen wurde, auch dann, wenn das Verteilen während des gesamten 20-sekündigen Zeitraums erfolgte. Sie trocknet jedoch nicht in diesem Zeitraum, wenn sie nur auf eine Oberfläche gesprüht, aber nicht verteilt wurde.
Die Zusammensetzung der Erfindung kann im Fall eines Übersprühens mit 3M SHARPSHOOTER Extra Strength No Rinse Cleaner (über 90% Wasser, -7% 2- Butoxyethanol, -5% ethoxylierte sekundäre Alkohole, -5% ethoxylierter Alkohol, -5% Ethanolamin und weniger als 1% Kaliumhydroxid) entfernt werden.

Herstellung der Zusammensetzung der Erfindung

Die Zusammensetzung der Erfindung kann hergestellt werden, indem die Komponenten in jeder beliebigen Reihenfolge vereinigt werden. Normalerweise wird die Zusammensetzung der Erfindung durch das Einfüllen von Wasser in einen geeigneten Behälter, gefolgt vom Verdickungsmittel, gefolgt vom pH- Stellmittel, sofern dieses eingeschlossen wird, gefolgt von den übrigen Materialien, hergestellt. Normalerweise wird während des Herstellungsverfahrens gerührt.
Verfahren zur Verwendung der Zusammensetzung der Erfindung
Die Kontrastschicht-Zusammensetzung der Erfindung wird normalerweise durch deren Aufsprühen auf das gewünschte Substrat und das Wischen mit einem Handtuch oder Schwamm oder Tuch oder einer anderen Verteilvorrichtung zum Verteilen (vorzugsweise gleichmäßigen Verteilen) der Kontrastschicht-Zusammensetzung auf den zu schleifenden Bereich aufgetragen. Man lässt die Kontrastschicht einen kurzen Zeitraum (normalerweise etwa 10 bis etwa 20 s nach dem Verteilen) trocknen. Der Bereich, auf den die Kontrastschicht aufgetragen wurde, kann dann geschliffen werden. Die getrocknete Kontrastschicht kann trocken und/oder nass geschliffen werden. Sie geht mit sauberem Wasser oder Seifenwasser nicht ab. Sie kann jedoch mit einem Produkt wie 3M SHARPSHOO- TER Extra Strength No Rinse Cleaner effektiv entfernt werden. Nassschleifen wird von einigen zum Glätten (Herstellung einer Ebenheit) einer Fläche verwendet. Wenn die Kontrastschicht mit Wasser entfernt werden könnte, würde bei diesem Schleifschritt die gesamte Kontrastschicht entfernt, wodurch deren vorgesehener Zweck zunichte gemacht würde. Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass sie beim Trocknen nicht mit bloßem Wasser oder Seifenwasser allein abgeht, wodurch ein Nassschleifen über der getrockneten Beschichtung ermöglicht wird.
Die Beschaffenheit der Kontrastschicht-Zusammensetzung variiert während des oben beschriebenen Verfahrens. Die Kontrastschicht-Zusammensetzung stellt anfänglich ein Gel dar. Beim Betätigen des Pistolengriffs der Sprühflasche wird sie verflüssigt. Dies ist auf die auf die von der Sprühvorrichtung auf die Zusammensetzung ausgeübte Belastung zurückzuführen, die eine Verminderung ihrer Viskosität bis zu derjenigen von Wasser bewirkt, wodurch deren Sprühen ermöglicht wird. Wenn die auf die Zusammensetzung einwirkende Belastung aufhört (unmittelbar nach dem Austreten aus der Düse), wird ihre Viskosität wieder zu derjenigen eines Gels. Somit wird sie auf dem vorgesehenen Substrat in Form eines Gels abgeschieden. Während des Verteilungsschritts (Wischen etc.) wird sie normalerweise verflüssigt. Dies erfolgt, weil durch Wischen etc. genügend Belastung auf die Zusammensetzung ausgeübt werden kann, um eine Verminderung ihrer Viskosität bis zu derjenigen von Wasser zu bewirken. Beim Trocknen ist die Zusammensetzung weder ein Gel noch eine Flüssigkeit, sondern eine feste, trockene Beschichtung.

BEISPIELE

Die vorliegenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, schränken sie jedoch nicht ein. Alle Teile, Prozentwerte, Verhältnisse etc. in den Beispielen sind auf das Gewicht bezogen, sofern nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Eine Gel-Kontrastschicht-Zusammensetzung der Erfindung wurde aus den folgenden Komponenten hergestellt: deionisiertes (DI) Wasser (96,44 Gew.-%), Acrylpolymer-Verdickungsmittel CarbopolTM EZ-1 (0,19 Gew.-%), Triethanolamin- (TEA-)Base (0,77 Gew.-%), eine wässrige, eine Acrylpolymer- Bindemittel-Zusammensetzung enthaltendeJoncryl 95-Emulsion (0,19 Gew.-%), in Wasser dispergierbares Covan Phthalo Blue-Pigment (1,93 Gew.-%) und in Wasser dispergierbares Covan Calcium Red-Pigment (0,48 Gew.-%). Covan- Pigmente sind von Hüls America Inc., Piscataway, New Jersey, USA, erhältlich. Die Gew.-% sind auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen.
Die Komponenten wurden wie folgt vereinigt:
Das deionisierte Wasser wurde in ein Gefäß von etwa 16 ounce (0,473 l) gegossen. Das Verdickungsmittel wurde zum Wasser gegeben und mit einem mit Druckluft angetriebenen Mischer mit einem Rührblatt vom Propellertyp (mit niedriger Scherung) etwa 15 min lang vermischt, bis das Verdickungsmittel gelöst war. Triethanolamin wurde langsam in das Gefäß gegeben, und der Gefäßinhalt wurde zusätzliche 10 min lang gemischt. Als nächstes wurde die wässrige, eine Acrylpolymer-Bindemittelkomponente enthaltende Joncryl 95- Emulsion in das Gefäß gegeben, und der Gefäßinhalt wurde 5 min lang vermischt. Dann wurden die Pigmente in das Gefäß gegeben, und der Inhalt wurde weitere 15 min lang gemischt.

Beispiel 2:

Verfahren zur Verwendung der Zusammensetzung der Erfindung

Die Gel-Kontrastschicht-Zusammensetzung von Beispiel 1 wurde eine Sprühflasche mit einer Größe von 32 ounce (0,946 I) gegeben. Die Kontrastschicht- Zusammensetzung wurde etwa 8-12 inch (20-30 cm) von einer vertikalen positionierten, zu schleifenden Fläche gehalten. Bei der zu schleifenden Fläche handelte es sich um eine Faserglasplatte mit einer Polyester-Gelschicht-Oberfläche mit weißer Farbe. Die Kontrastschicht-Zusammensetzung lief nicht an der Oberfläche, auf die sie gesprüht wurde, herunter. Nachdem mehrere Spritzer der Kontrastschicht-Zusammensetzung auf die Gelschicht aufgetragen worden waren, wurde die Kontrastschicht-Zusammensetzung mittels eines Papiertuchs auf der Gelschicht verteilt. Nach einem etwa 10-sekündigen Trocknen wurde eine erste Hälfte der beschichteten Oberfläche mit 255L-P600-Schleifpapier geschliffen, wonach nochmals wie oben beschrieben Kontrastschicht-Zusammensetzung auf den geschliffenen Bereich aufgetragen wurde. Danach erfolgte ein Trockenschleifen derselben ersten Hälfte mit einem feineren Schleifpapier. Die zweite Hälfte der Gelschicht, auf die wie zuvor beschrieben Kontrastschicht- Zusammensetzung aufgetragen worden war, wurde mit 401Q-1200-Schleifpapier nass geschliffen. Nach dem Nassschleifen wurde wie oben beschrieben Kontrastschicht-Zusammensetzung nochmals aufgetragen und auf der zweiten Hälfte verteilt, gefolgt von einem zusätzlichen Nassschleifen mit 1500-WOD (Nass-oder-Trocken-)Schleifpapier (ein feineres Schleifpapier), bis alle Schleifkratzer entfernt waren. (Alle eingesetzten Schleifpapiere sind von der Minnesota Mining and Manufacturing Company erhältlich).

Beispiele 3a-31:

Auswirkung der Konzentration der Bindemittel-Komponente Joncryl 95 Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit den folgenden, unten aufgeführten Modifikationen der Komponenten und Mengen wiederholt: Die Menge der ein Acrylpolymer-Bindemittel-Komponente Joncryl 95 würde wie unten aufgeführt variiert. Die variierenden Mengen von Joncryl 95, die 10, 8, 6, 4, 2, 1, 0,5, 0,25 und 0,10 Gew.-Teile betrugen, entsprachen jeweils den Beispielen 3a-3i.

Ausgangsstoffe Gew.-Teile

CarbopolTm EZ-1 0,20
DI-Wasser 40,00
TEA (50%) 0,40
Joncryl 95 10, 8, 6, 4, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,10
In Wasser dispergierbares Pigment Covan Phthalo Blue R/S 1,00
Jede der Zusammensetzungen wurde getrennt aufgetragen und mittels der in Beispiel 2 angegebenen Schleifverfahren getestet. Vor dem Schleifen wurden Abschnitte der getrockneten Kontrastschicht mit Wasser und einem Papiertuch abgewischt, um zu bestimmen, ob eine der Kontrastschichten nur mit Wasser entfernbar war. Keine der Kontrastschichten wurde mit Wasser abgewaschen. Alle Zusammensetzungen wurden durch jedes Schleifverfahren wirksam abgeschliffen. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass eine Verringerung der Menge der Bindemittel-Komponente Joncryl 95 keine Auswirkung auf die Bindekraft des Acryl-Bindemittels hatte.
Der Zweck der Beispiele 4a und 4b bestand in der Bestimmung der Auswirkung der Pigmentkonzentration auf die Zusammensetzungen der Erfindung.

Beispiel 4a:

Auswirkung der Pigmentkonzentration

Das Verfahren von Beispiel wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass die folgenden Komponenten und Mengen verwendet wurden: deionisiertes Wasser (97,66 Gew.-%), Acrylpolymer-Verdickungsmittel CarbopolTM EZ-1 (0,195 Gew.- %), Triethanolamin- (TEA-)Base (0,78 Gew.-%), wässrige, eine Acrylpolymer- Bindemittel-Komponente enthaltende Emulsion Joncryl 95 (0,39 Gew.-%) und in Wasser dispergierbares Covan-Pigment (0,5 Gew.-%).

Beispiel 4b:

Auswirkung der Pigmentkonzentration

Das Verfahren von Beispiel wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass die folgenden Komponenten und Mengen verwendet wurden: deionisiertes Wasser (98,43 Gew.-%), Acrylpolymer-Verdickungsmittel CarbopolTM EZ-1 (0,197 Gew.- %), Triethanolamin- (TEA-)Base (0,787 Gew.-%), wässrige, die eine Acrylpolymer-Bindemittel-Komponente enthaltende Emulsion Joncryl 95 (0,394 Gew.-%) und in Wasser dispergierbares Covan-Pigment (0,1 Gew.-%).
Die Zusammensetzungen der beiden Beispiele 4a und 4b wurden jeweils getrennt auf ein in Beispiel 2 offenbartes Substrat aufgetragen, wobei das Verfahren von Beispiel 2 befolgt wurde. Die Zusammensetzung von Beispiel 4a enthielt eine geeignete Menge eines Pigments mit einer geeigneten Farbe, so dass die Zusammensetzung beim Auftrag einen ausreichenden Kontrast mit dem weißen Substrat so ergab, dass die Kontrastschicht-Zusammensetzung mit bloßem Auge sichtbar war. Die Zusammensetzung von Beispiel 4b enthielt keine ausreichende Menge eines Pigments mit einer Farbe, die beim Anblick mit bloßem Auge einen sichtbaren Kontrast mit dem weißen Substrat darstellte.
Die Beispiele 4a und 4b zeigen, dass die Farbe des vorgesehenen Substrats bei der Bestimmung der Art und Menge des in die Kontrastschicht-Zusammensetzung einzuarbeitenden Pigments berücksichtigt werden muss. Ein Pigment, das auf dem einen Substrat einen ausreichenden sichtbaren Kontrast ergibt, kann auf einem verschieden gefärbten Substrat gegebenenfalls einen unzureichenden Kontrast ergeben.

Beispiel 5

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde befolgt mit der Ausnahme, dass die folgenden Komponenten und Mengen verwendet wurden:
deionisiertes Wasser (98,62 Gew.-Teile);
Verdickungsmittel CarbopolTM EZ-1 (0,197 Gew.-Teile);
TEA (0,789 Gew.-Teile);
Bindemittelkomponente Joncryl 95 (0,197 Gew.-Teile) und
in Wasser dispergierbares Pigment Covan Aquasperse Blue (1,972).
Die Kontrastschicht-Zusammensetzung wurde aufgetragen, getrocknet und hinsichtlich ihrer Fähigkeit, gemäß der Beschreibung in den Beispielen 3a - 31 mit Wasser abgewaschen zu werden, ausgewertet. Die Kontrastschicht-Zusammensetzung wurde nicht abgewaschen.

Vergleichsbeispiele 6a-6b und Beispiele 6c-6d:

Auswirkung des Verdickungsmittels

Es wurden vier getrennte Zusammensetzungen hergestellt. Das für jede der Zusammensetzungen verwendete Verdickungsmittel war verschieden. Die verwendeten Verdickungsmittel sind in TABELLE 2 angegeben. Die verwendeten Komponenten und deren Mengen waren wie folgt: deionisiertes (DI) Wasser (50 Gew.-Teile), Verdickungsmittel CarbopolTM (0,1 Gew.-Teile), Triethanolamin- (TEA-)Base (0,4 Gew.-Teile), wässrige, eine Acrylpolymer-Bindemittel-Komponente enthaltende Emulsion Joncryl 95 (1,0 Gew.-Teile), in Wasser dispergierbares Covan-Pigment (1,5 Gew.-Teile). Covan-Pigmente sind von Hüls America Inc., Piscataway, New Jersey, USA, erhältlich.
Die Komponenten wurden wie folgt vereinigt: Das deionisierte Wasser wurde in einen Behälter von etwa 16 ounce (0,473 I) gefüllt. Das Verdickungsmittel wurde zum Wasser gegeben und mit einem mit Druckluft angetriebenen Mischer mit einem Rührblatt vom Propellertyp (mit niedriger Scherung) etwa 15 min lang vermischt, bis das Verdickungsmittel gelöst war. Triethanolamin wurde langsam in das Gefäß gegeben, und der Gefäßinhalt wurde zusätzliche 10 min lang gemischt. Als nächstes wurde die wässrige, eine Acrylpolymer-Bindemittelkomponente enthaltende Joncryl 95- Emulsion in das Gefäß gegeben, und der Gefäßinhalt wurde 5 min lang vermischt. Dann wurden die Pigmente in das Gefäß gegeben, und der Inhalt wurde weitere 15 min lang gemischt.
TABELLE 2 Beispiel Verdickungsmittel Ergebnis
¹zum Verdicken verwendetes ethoxyliertes Cellulosematerial, erhältlich von Union Carbide, Danbury, Connecticut, USA
²zum Verdicken verwendetes ethoxyliertes Cellulosematerial, erhältlich von Union Carbide, Danbury, Connecticut, USA
³Acrylpolymer-Verdickungsmittel, erhältlich von B. F. Goodrich
&sup4;Acrylpolymer-Verdickungsmittel, erhältlich von B. F. Goodrich
Jede Zusammensetzung wurde getrennt auf das in Beispiel 2 offenbarte Substrat gesprüht, wobei dasselbe Verfahren wie in Beispiel 2 befolgt wurde. Die Zusammensetzungen wurden nach dem Sprühen beobachtet. Es wurden keine Versuche zum Verteilen der Zusammensetzungen gemacht. Zusammensetzungen, die unmittelbar nach dem Sprühen auf das Substrat zu laufen begannen, sind durch den Satz "Verlief nach dem Sprühen" gekennzeichnet. Zusammensetzungen, die in einem 10-minütigen Beobachtungszeitraum nach dem Sprühen überhaupt nicht liefen, sind durch den Satz "Blieb auf der Fläche" gekennzeichnet.
Diese Beispiele zeigen, dass die Verwendung eines Verdickungsmittels, das dazu fähig ist, der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften zu verleihen, für die vorliegende Erfindung kritisch ist.

Beispiele 7a und 7b:

Verwendung verschiedener Bindemittelkomponenten

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde befolgt mit der Ausnahme, dass die folgenden, in TABELLE 1* unten aufgeführten Komponenten und Mengen verwendet wurden TABELLE 1*
* Die aufgeführten Bestandteile sind in Gew.-Teilen angegeben
¹eine formaldehydfreie Acryl-Dispersions-Bindemittelkomponente mit einer Filmbildungstemperatur von weniger als -5ºF (-20,55ºC)
²Bindemittelkomponente mit filmbildenden Eigenschaften bei 22ºC
Jede der Kontrastschicht-Zusammensetzungen wurde getrennt auf das in Beispiel 1 offenbarte Substrat aufgetragen, wobei das Verfahren von Beispiel 2 befolgt wurde, und trocknen gelassen. Jede getrocknete Schicht wurde mit Wasser und einem Papiertuch abgewischt, um zu bestimmen, ob sie mit Wasser allein entfernbar war. Beide Zusammensetzungen wiesen eine ausreichende Wasserbeständigkeit auf, so dass ein Nassschleifen mit jeder der Zusammensetzungen durchgeführt werden konnte. Die Komponente Joncryl 95 ergab jedoch überlegene Wasserbeständigkeitseigenschaften.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung sind für Fachleute offensichtlich, ohne vom Umfang dieser Erfindung abzuweichen, und es gilt als vereinbart, dass diese Erfindung nicht unzulässig auf hier angegebene veranschaulichende Ausführungsformen beschränkt werden darf.

Claims

1. Gelzusammensetzung, umfassend:

(a) eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon, wobei die Komponente eine Mindest-Filmbildungstemperatur von 22ºC oder weniger aufweist;

(b) einem Verdickungsmittel von einem Typ und in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften zu verleihen, wenn eine Scherspannung an die Zusammensetzung angelegt wird;

(c) gegebenenfalls zusätzliches Wasser zusätzlich zu demjenigen, das aufgrund der wässrigen Beschaffenheit der Komponente von Element (a) vorhanden ist;

(d) (ein) in Wasser dispergierbare(s), anorganische(s) Pigment(e) und

(e) gegebenenfalls ein pH-Stellmittel, wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von 6 bis 9 fällt.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Antibeschwerungsmittel.

3. Gelzusammensetzung, umfassend:

(a) eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon, wobei die Komponente eine Mindest-Filmbildungstemperatur von 22ºC oder weniger aufweist und wobei eine ausreichende Menge der Komponente vorhanden ist, so dass die Zusammensetzung wenigstens 0,03 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, umfasst;

(b) 0,5 bis 20 Gew.-% eines Verdickungsmittels von einem Typ und in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften zu verleihen, wenn eine Scherspannung an die Zusammensetzung angelegt wird;

(d) wenigstens 0,1 Gew.-% eines in Wasser dispergierbaren, anorganischen Pigments (in Wasser dispergierbarer, anorganischer Pigmente) und

(e) gegebenenfalls ein pH-Stellmittel,

wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von 6 bis 9 fällt und

wobei die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Wassers aus jeder beliebigen Quelle von 40 bis 99,82 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, reicht.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Verdickungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus aktivierter, mit Polyalkenylpolyether vernetzter Polyacrylsäure und aktiviertem, synthetischen, smektischen Ton.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das (die) Bindemittel eine Glasübergangstemperatur von weniger als 100ºC, ein Zahlenmittel der Molmasse von weniger als 200000 und eine Säurezahl von weniger als 150 aufweist (aufweisen).

6. Gelzusammensetzung, umfassend:

(a) eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (einer) wässrigen, (ein) Bindemittel umfassenden Dispersion(en), (einer) wässrige, (ein) Bindemittel umfassende Emulsion(en) und Kombinationen davon, wobei die Komponente eine Mindest-Filmbildungstemperatur von 22ºC oder weniger aufweist und wobei eine ausreichende Menge der Komponente vorhanden ist, so dass die Zusammensetzung wenigstens 0,03 bis 10 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, umfasst;

(d) 0,1 bis 5 Gew.-% eines in Wasser dispergierbaren, anorganischen Pigments (in Wasser dispergierbarer, anorganischer Pigmente) und

(e) gegebenenfalls ein pH-Stellmittel,

wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von 6,8 bis 8, 5 fällt;

wobei die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Wassers aus jeder beliebigen Quelle von 80 bis 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, reicht.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von 7 bis 8 fällt.

8. Verfahren zum Schleifen eines Substrats, umfassend die Schritte des:

(I) Bereitstellens einer Gelzusammensetzung, umfassend:

(b) ein Verdickungsmittel von einem Typ und in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung plastische Bingham-Eigenschaften zu verleihen, wenn eine Scherspannung an die Zusammensetzung angelegt wird;

(d) (ein) in Wasser dispergierbare(s), anorganische(s) Pigment(e) und

(e) gegebenenfalls ein pH -Stellmittel,

wobei der pH-Wert der Zusammensetzung in den Bereich von 6 bis 9 fällt;

(II) Einwirkenlassens einer Belastung auf die Gelzusammensetzung, um ihre Viskosität auf einen Wert zu verringern, bei dem sie auf ein Substrat gesprüht werden kann;

(III) Sprühens der Zusammensetzung mit verringerter Viskosität auf ein zu schleifendes Substrat;

(IV) Verteilens der Zusammensetzung auf dem zu schleifenden Substrat, wobei die Zusammensetzung beim Schritt des Verteilens wenigstens teilweise trocknet und wobei ein sichtbarer Farbunterschied zwischen der Zusammensetzung und dem zu schleifenden Substrat besteht;

(V) gegebenenfalls Weiter-Trocknen-Lassens der Zusammensetzung;

(VI) Schleifens des Sustrats über der Zusammensetzung und

(VII) gegebenenfalls des Wiederholens der Schritte (II) bis (VI) ein- oder mehrmals.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei Schritt (III) die Verwendung einer Nicht-Aerosolsprühvorrichtung einschließt.

10. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die nach dem Auftragen auf ein Substrat und dem Trocknen darauf wasserbeständig ist.