EP1040875B1 - Softfeeling-Mehrschichtlackierung - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/50—Multilayers
- B05D7/52—Two layers
- B05D7/53—Base coat plus clear coat type
Definitions
- the present invention relates to a multi-layer coating with softfeel effect and their use.
- soft-feel varnishes are understood as those varnishes that are characterized by a special feel (grip).
- the softfeel effect is based essentially on a combination of braking and sliding action.
- Soft-feeling paints are used in particular for the coating of plastics and for automotive interior painting.
- the EP-0 669 352 B1 describes Softfeelinglacke polyester / polyurethane-based. All examples disclose a soft-feel varnish that also contains the pigment. An application of this Softfeelinglacks on a pigmented coating is not mentioned.
- Softfeelinglacke A particular problem of the previously known Softfeelinglacke is their adhesion to various substrates. Due to the rubber-elastic properties of a Softfeelinglacks show such coatings on critical substrates (eg on plastic surfaces) a worse adhesion, than comparable paints without soft feeling effect. In the field of plastic painting, it is therefore very often necessary to use adhesion promoters in order to achieve acceptable adhesion in this way.
- the object of the present invention is to provide a pigmented finish with a soft feel effect and the use thereof, wherein in particular the adhesion and the soft feel effect are improved compared with the known soft feel lacquers of the prior art.
- this object is achieved by a multicoat system consisting of a first layer of color on the substrate and another layer of unpigmented second layer above the first layer, the second layer being wholly or partially obtainable from an unpigmented soft-feel finish.
- the first coloring layer may be any layer obtainable by a crosslinking or curing process of a pigmented coating composition based on organic solvents, water or powder.
- coloring layer Particularly preferred for the preparation of the first, coloring layer are those paints which are used as so-called “basecoats” for the multi-layer coating of Automobilrohkarosserien.
- This multi-layer coating of automobiles generally consists of four different layers (electrocoating layer, surfacer layer, basecoat layer and clearcoat layer). It is the task of the basecoat layer to give the body the desired color and to provide a well-defined adhesion to the filler layer. The latter property is particularly important for the stone chip resistance of a car paint.
- a preferred embodiment of the invention is the use of a water-based pigmented lacquer to form the first coloring layer.
- a water-based pigmented lacquer to form the first coloring layer.
- the dry layer thickness has no decisive influence on the properties of the multicoat system according to the invention; it is usually in a range between 12 and 40 .mu.m.
- any lacquer which contains at least one binder which, due to its special chemical and physical properties, imparts the rubber-elastic properties necessary for the soft-feeling effect to this layer.
- binders are known per se and are already used for the production of pigmented soft-feel coatings.
- the amount of this binder is usually in a range between 25 and 65 wt .-%, based on the solids content.
- unpigmented is understood to mean those coatings or coatings which contain no coloring pigments.
- coloring pigments does not mean matting agents which usually contain phyllosilicates or waxes.
- Particularly suitable binders imparting soft feel properties to the second layer are those polyester / polyurethane based binders. These binders are detailed in the European Patent 0 669 352 described and sold by Bayer AG under the tradename Bayhydrol ®.
- the soft-feel multi-layer coating according to the invention shows a significantly improved feel compared to the pigmented soft-feel coatings of the prior art.
- the dry layer thickness of the second layer is usually in a range between 15 to 60 microns. In general, the thicker the dry film thickness, the more pronounced the soft feel effect becomes.
- Another embodiment of the invention is the use of a matting agent in the second, unpigmented layer. This causes an increase in the braking effect of the finished paint layer. In this way it is possible to adjust the exact braking and sliding action of the multicoat system according to the invention.
- the multicoat system according to the invention is suitable for the coating of plastic surfaces, in particular of parts of the automobile interior trim.
- parts of the interior linings can be coated with the same paint and the same devices as plastic attachments (such as bumpers).
- the basecoat described above is 85 by means of a spray gun onto a plastic plate made of Bayblend ® T 150 * applied (polycarbonate / ABS) with the dimensions 210 * 3 mm, so that a dry film thickness of 15 microns is obtained. Then, this layer is flashed for 2 minutes at room temperature and then dried at 80 ° C for 4 minutes. Thereafter, the soft-feel clearcoat described above is applied by means of a spray gun, so that a dry film thickness of 55 microns is obtained. After a flash off time of 5 minutes at room temperature, the coated plate is dried at 80 ° C for 30 minutes.
- This mixture is then adjusted with 1.2 g of n-methylpyrrolidone and 2.4 g of deionized water to the required Mahlgutviscosity and ground to a granularity of 10 .mu.m by means of a bead mill.
- 104 g of a commercial polyester / polyurethane dispersion (Bayhydrol ® PR 340) are added with stirring and the resulting mixture after addition of 21.4 g of Pergopak ® M4 and 6.8 g of a commercially available matting agent (OK 500 from the Fa. Degussa) for 20 minutes.
- 14.0 g of butylglycol and 14.0 g of demineralized water are added to this mixture with stirring.
- This paint composition is then adjusted with 5.2 g of deionized water to a viscosity of 45 seconds at 20 ° C measured with a DIN B4 cup.
- the pigmented soft feeling paint described above is 85 by means of a spray gun onto a plastic plate made of Bayblend ® T 150 * applied (polycarbonate / ABS) with the dimensions 210 * 3 mm, so that a dry film thickness obtained of 60 microns. After a flash off time of 5 minutes at room temperature, the coating is dried at 80 ° C for 30 minutes.
- the finished coatings are tested according to the tests specified in Table 1 for adhesion, climatic resistance, abrasion resistance and care agent resistance.
- the abrasion resistance is examined with a Crockmeter with a linen cloth without load both dry and with ethanol.
- the care product resistance is examined according to the Mercedes Benz specification DBL 7384, according to which various test solutions (plastic cleaner, tar remover, window cleaner, stain remover) are applied to a square felt (from the company Empa, St. Gallen, Switzerland) with an area of 2.25 cm 2 , The so well soaked felt is reciprocated under a mass of 332 g on the test surface by means of a device (test track: 30 to 50 mm). It should be completed in 2 minutes 170 double strokes.
- Table 1 clearly shows that the multi-layer coating according to the invention with softfeel effect has markedly improved properties in comparison to the softfeel lacquers of the prior art.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrschichtlackierung mit Softfeel-Effekt sowie deren Verwendung.
- Unter der Bezeichnung Softfeelinglacke werden solche Lacke verstanden, die sich durch eine besondere Haptik (Griffigkeit) auszeichnen. Der Softfeel-Effekt beruht dabei wesentlich auf einer Kombination von Brems- und Gleitwirkung. Hierdurch erhält man beim Anfassen eines mit einem Softfeellack beschichteten Gegenstands den Eindruck, einen leder- oder auch samtähnlichen Gegenstand zu berühren, unabhängig von dem eigentlichen Griffgefühl des Substrats.
- Softfeelinglacke werden insbesondere für die Lackierung von Kunststoffen und für die Automobilinnenlackierung verwendet.
- Die
EP-0 669 352 B1 beschreibt Softfeelinglacke auf Polyester/Polyurethan-Basis. Sämtliche Beispiele offenbaren einen Softfeelinglack, der gleichzeitig das Pigment enthält. Eine Anwendung dieses Softfeelinglacks auf einer pigmentierten Beschichtung ist nicht genannt. - Ein besonderes Problem der bisher bekannten Softfeelinglacke ist ihr Haftvermögen auf verschiedenen Substraten. Bedingt durch die gummielastischen Eigenschaften eines Softfeelinglacks zeigen solche Beschichtungen auf kritischen Substraten (z.B. auf Kunststoffoberflächen) eine schlechtere Haftung, als vergleichbare Lacke ohne Softfeelingeffekt.
Im Bereich der Kunststofflackierung müssen deshalb sehr häufig Haftvermittler eingesetzt werden, um auf diese Weise eine akzeptable Haftung zu erreichen. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer pigmentierten Lackierung mit Softfeel-Effekt sowie deren Verwendung, wobei insbesondere die Haftung und der Softfeel-Effekt gegenüber den bekannten Softfeelinglacken des Standes der Technik verbessert sind.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Mehrschichtlackierung gelöst, bestehend aus einer auf dem Substrat befindlichen, farbgebenden ersten Schicht und einer weiteren, über der ersten Schicht befindlichen, unpigmentierten zweiten Schicht, wobei die zweite Schicht ganz oder teilweise aus einem unpigmentierten Softfeelinglack erhältlich ist.
- Bei der ersten, farbgebenden Schicht kann es sich prinzipiell um jede Schicht handeln, die durch einen Vernetzungs- oder Aushärtungsvorgang einer pigmentierten Beschichtungszusammensetzung auf Basis von organischen Lösemitteln, Wasser oder Pulver erhältlich ist.
- Besonders bevorzugt für die Herstellung der ersten, farbgebenden Schicht werden solche Lacke, die als sogenannte "Basislacke" für die Mehrschichtlackierung von Automobilrohkarosserien verwendet werden.
Diese Mehrschichtlackierung von Automobilen besteht im allgemeinen aus insgesamt vier voneinander unterschiedlichen Schichten (Electrocoatschicht, Füllerschicht, Basislackschicht und Klarlackschicht).
Dabei ist es die Aufgabe der Basislackschicht, der Karosserie die gewünschte Farbe zu verleihen und eine genau definierte Haftung auf der Füllerschicht bereitzustellen. Letztere Eigenschaft ist besonders wichtig für die Steinschlagfestigkeit eines Autolacks. - Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist die Verwendung eines pigmentierten Lacks auf Wasserbasis zur Ausbildung der ersten, farbgebenden Schicht. Insbesondere vor dem Hintergrund, daß zur Lackierung von Kunststoffen in der Automobilindustrie größtenteils nur Basislacke auf Lösemittelbasis eingesetzt werden, ist mit dieser Ausführungsform eine deutliche Verringerung der Lösemittelemissionen, insbesondere bei Lackierungen auf Kunststoffsubstraten, möglich.
Vorteilhaft ist bei der Verwendung eines farbgebenden Lacks auf Wasserbais eine kurze Zwischentrocknung (z.B. 5 Minuten lang bei 60 °C) vor Auftragung des unpigmentierten Softfeeling-Lacks. - Die Trockenschichtdicke hat auf die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung keinen entscheidenden Einfluß, sie liegt üblicherweise in einem Bereich zwischen 12 bis 40 µm.
- Zur Herstellung der zweiten, unpigmentierten Schicht kann jeder Lack verwendet werden, der mindestens ein Bindemittel enthält, das aufgrund seiner speziellen chemischen und physikalischen Eigenschaften dieser Schicht die für den Softfeeling-Effekt notwendigen gummielastischen Eigenschaften verleiht. Solche Bindemittel sind an sich bekannt und werden bereits zur Herstellung pigmentierter Softfeelinglacke verwendet. Die Menge dieses Bindemittels liegt üblicherweise in einem Bereich zwischen 25 und 65 Gew.-%, bezogen auf den Festkörperanteil.
Unter dem Begriff "unpigmentiert" werden solche Lacke oder Beschichtungen verstanden, die keine farbgebenden Pigmente enthalten. Unter den Begriff "farbgebenden Pigmente" werden aber nicht Mattierungsmittel verstanden, die üblicherweise Schichtsilikate oder Wachse enthalten. - Besonders geeignete Bindemittel, die der zweiten Schicht die Softfeeling-Eigenschaften verleihen, sind solche Bindemittel auf Polyester/Polyurethan-Basis. Diese Bindemittel sind detailliert in dem
europäischen Patent 0 669 352 beschrieben und werden von der Firma Bayer AG unter der Handelbezeichnung Bayhydrol® vertrieben. - Die erfindungsgemäße Softfeel-Mehrschichtlackierung zeigt eine deutlich verbesserte Haptik gegenüber den pigmentierten Softfeelinglacken des Standes der Technik.
- Entscheidend für die verbesserten Softfeeling-Eigenschaften der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ist die Trennung von Bindemitteln, die für den eigentlichen Softfeeling-Effekt verantwortlich sind, und dem oder den farbgebenden Pigmenten.
- Die Trockenschichtdicke der zweiten Schicht liegt üblicherweise in einem Bereich zwischen 15 bis 60 µm.
Im allgemeinen gilt, daß der Softfeeling-Effekt umso deutlicher wird, je dicker die Trockenschichtdicke ist. - Eine weitere, erfindungsgemäße Ausführungsform ist die Verwendung eines Mattierungsmittels in der zweiten, unpigmentierten Schicht. Dies bewirkt eine Steigerung in der Bremswirkung der fertigen Lackschicht. Auf diese Weise ist es möglich, die genaue Brems- und Gleitwirkung der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung einzustellen.
- Besonders bevorzugt eignet sich die erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung für die Lackierung von Kunststoffoberflächen, insbesondere von Teilen der Automobilinnenverkleidung. Insbesondere für letzteren Bereich ist von besonderem Vorteil, daß Teile der Innenraumverkleidungen mit dem gleichen Lack und den gleichen Vorrichtungen beschichtet werden können, wie Kunststoffanbauteile (beispielsweise Stoßfänger). Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung:
- In einen Kunststoffbecher mit Rührvorrichtung werden 80,0 g einer handelsüblichen Polyurethandispersion (Bayhydrol® 2952 E) vorgelegt und anschließend 20,0 g vollentsalztes Wasser, 20,0 g Butylglykol, 12,0 g Disperbyk® 190, 5,2 g Titandioxid Kronos 2310, 4,4 g Irgazin® DPP rot BO und 2,5 g Sicotangelb L 1910 unter Rühren zugegeben. Dann werden 20 g vollentsalztes Wasser zur Einstellung der Mahlgutviskosität hinzugegeben. Der pH-Wert wird durch Zugabe von Amietol® M21 auf einen pH-Wert von 8 eingestellt. Die so erhaltene Mischung wird in einer Perlmühle bis zu einer Körnigkeit von 5 µm gemahlen.
Dann werden zu der Mischung 100 g eines handelsüblichen Verdickers (Viscalex® HV 30 Paste 3 %) und 60,0 g vollentsalztes Wasser hinzugegeben. Anschließend werden 40 g einer handelsüblichen Polyurethandispersion (Bayhydrol® 2952 E) unter Rühren hinzugegeben.
Der so hergestellte Basislack wird mit Amietol® M21 auf einen pH-Wert von 8 und die Viskosität durch Zugabe von vollentsalztem Wasser auf 35 Sekunden bei 20 °C, gemessen mit einem DIN-B4-Becher, eingestellt. - In einen Kunststoffbecher mit Rührvorrichtung werden 44,8 g einer handelsüblichen Polyurethandispersion (Bayhydrol® PT 241) vorgelegt und 1,2 g Surfinol® 104 E unter Rühren zugegeben. Dann werden dieser Mischung 2,4 g Butyldiglykolacetat, 13,2 g n-Methylpyrrolidon und 20,8 g vollentsalztes Wasser sowie 144 g einer handelsüblichen Polyurethanharzdispersion (Bayhydrol® PR 340) und 40,0 g eines handelsüblichen Verdickers (Viscalex® HV 30 Paste 3 %) hinzugegeben. Diese Mischung wird nach Zugabe von 21,4 g Pergopak® M4 und 6,8 g eines handelsüblichen Mattierungsmittels (OK 500 von der Firma Degussa) 20 Minuten lang dispergiert. Danach werden dieser Mischung 14,0 g Butylglykol und 14,0 g vollentsalztes Wasser hinzugegeben. Nach weiterer Zugabe von 62,8 g einer handelsüblichen Polyester/Polyurethan-Dispersion (Bayhydrol® PR 240) unter Rühren wird die Viskosität mit vollentsalztem Wasser auf 45 Sekunden bei 20 °C, gemessen mit einem DIN-B4-Becher, eingestellt.
Als Härter wird eine 75 %ige Lösung eines handelsüblichen Polyisocyanats (Bayhydur® 3100) in Solventnaphtha leicht verwendet. - Der zuvor beschriebene Basislack wird mittels einer Spritzpistole auf eine Kunststoffplatte aus Bayblend® T 85 (Polycarbonat/ABS) mit den Abmessungen 210 * 150 * 3 mm appliziert, so daß eine Trockenschichtstärke von 15 µm erhalten wird. Dann wird diese Schicht 2 Minuten lang bei Raumtemperatur abgelüftet und anschließend 4 Minuten lang bei 80 °C getrocknet. Danach wird der zuvor beschriebene Softfeeling-Klarlack mittels einer Spritzpistole aufgetragen, so daß eine Trockenschichtstärke von 55 µm erhalten wird. Nach einer Ablüftzeit von 5 Minuten bei Raumtemperatur wird die beschichtete Platte 30 Minuten lang bei 80 °C getrocknet.
- In einen Kunststoffbecher mit Rührvorrichtung werden 45,2 g eines handelsüblichen Polyurethanharzes (Bayhydrol® PT 241) vorgelegt und 4,0 g Disperbyk® 180 und 1,2 g Surfinol® 104 E unter Rühren zugegeben. Diesem Gemisch werden anschließend 2,4 g Butyldiglykolacetat, 6,4 g vollentsalztes Wasser, 2,0 g Aerosil R 972, 5,6 g Titandioxid Kronos 2310, 10,0 g Sicotangelb L 1910, 4,4 g Irgazin® DPP rot BO, 6,0 g Talkum IT Extra und 13,6 g Silitine® Z 86 unter Rühren zugegeben. Diese Mischung wird anschließend mit 1,2 g n-Methylpyrrolidon und 2,4 g vollentsalztem Wasser auf die erforderliche Mahlgutviskosität eingestellt und auf eine Körnigkeit von 10 µm mittels einer Perlmühle gemahlen. Dann werden 104 g einer handelsüblichen Polyester/Polyurethan-Dispersion (Bayhydrol® PR 340) unter Rühren hinzugegeben und das so erhaltene Gemisch nach Zusatz von 21,4 g Pergopak® M4 und 6,8 g eines handelsüblichen Mattierungsmittels (OK 500 von der Fa. Degussa) 20 Minuten lang dispergiert. Dieser Mischung werden anschließend 14,0 g Butylglykol und 14,0 g vollentsalztes Wasser unter Rühren hinzugegeben. Diese Lackzusammensetzung wird anschließend mit 5,2 g vollentsalztem Wasser auf eine Viskosität von 45 Sekunden bei 20 °C gemessen mit einem DIN-B4-Becher, eingestellt.
- Als Härter für diese Mischung wird eine 75 %ige Lösung eines handelsüblichen Polyisocyanats (Bayhydur® 3100) in Solventnahptha leicht verwendet.
- Der zuvor beschriebene pigmentierte Softfeelinglack wird mittels einer Spritzpistole auf eine Kunststoffplatte aus Bayblend® T 85 (Polycarbonat/ABS) mit den Abmessungen 210 * 150 * 3 mm appliziert, so daß eine Trockenschichtdicke von 60 µm erhalten wird. Nach einer Ablüftzeit von 5 Minuten bei Raumtemperatur wird die Beschichtung 30 Minuten lang bei 80 °C getrocknet.
- Die fertigen Beschichtungen werden entsprechend den in der Tabelle 1 angegebenen Versuchen auf Haftung, Klimabeständigkeit, Abriebsbeständigkeit und Pflegemittelbeständigkeit untersucht.
Die Abriebsbeständigkeit wird mit einem Crockmeter mit einem Leinentuch ohne Belastung sowohl trocken als auch mit Ethanol untersucht.
Die Pflegemittelbeständigkeit wird nach der Mercedes Benz-Spezifikation DBL 7384 untersucht, demnach verschiedene Prüflösungen (Plastikreiniger, Teerentferner Scheibenreiniger, Fleckenentferner) auf einen quadratischen Filz (von der Firma Empa, St. Gallen, Schweiz) mit einer Fläche von 2,25 cm2 aufgebracht. Der so gut durchtränkte Filz wird unter einer Masse von 332 g auf der Prüffläche mittels einer Vorrichtung hin- und herbewegt (Prüfstrecke: 30 bis 50 mm). Dabei sollen in 2 Minuten 170 Doppelhübe absolviert werden. Danach werden die Prüflösungen mit vollentsalztem Wasser abgespült. Die verbleibende Oberfläche wird beurteilt.Tabelle 1 Beispiel Vergleichsbeispiel Haptik/Softfeeleffekt* 1 3 Filmoptik i.O. i.O. Haftung auf Bayblend T 85 Gitterschnitt nach DIN 53151 mit Klebebandabriß GT 0 GT 1 Klimatest nach DIN 50017 (10 d, 40 °C, 95 % rel.F. Abmusterung nach 1 h Regenerationszeit) Optik: i.O Haftung GT 0 Optik: i.O. Haftung GT 1-2 Crockmeter (Leinentuch trocken/Ethanol ohne Belastung) 100/10 100/8 Pflegemittelbeständigkeit DBL 7384 (MB-Spezifikation) Kein Abrieb auf der Tafel sichtbar. Keine Verfärbung auf dem Filz. Kein Abrieb auf der Tafel sichtbar. Verfärbung bei Plastikreiniger und Teerentferner auf dem Filz. *: Wert 0 = sehr guter Softfeel-Effekt
Wert 2 = guter Softfeel-Effekt
Wert 5 = kein Softfeel-Effekt - Die Tabelle 1 zeigt deutlich, daß die erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung mit Softfeel-Effekt deutlich verbesserte Eigenschaften gegenüber den Softfeellacken des Standes der Technik aufweist.
Claims (6)
- Mehrschichtlackierung, bestehend aus einer auf einem Substrat befindlichen farbgebenden ersten Schicht und einer weiteren, über der ersten Schicht befindlichen, unpigmentierten zweiten Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht ganz oder teilweise aus einem unpigmentierten Softfeelinglack besteht, der ein Bindemittel auf Polyester/Polyurethan-Basis enthält.
- Mehrschichtlackierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht aus einem pigmentierten Lack auf Wasserbasis erhältlich ist.
- Mehrschichtlackierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht aus einem 2-Komponenten Lack erhältlich ist.
- Mehrschichtlackierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht zusätzlich ein Mattierungsmittel enthält.
- Mehrschichtlackierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine Kunststoffoberfläche ist.
- Verwendung einer Mehrschichtlackierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Innenraumausstattung von Automobilkarosserien.
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