EP3810334A1 - Verfahren zur bestimmung der mittleren filamentlänge während der rotationszerstäubung und darauf basierendes screening-verfahren bei der lackentwicklung - Google Patents

Verfahren zur bestimmung der mittleren filamentlänge während der rotationszerstäubung und darauf basierendes screening-verfahren bei der lackentwicklung

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Publication number
EP3810334A1
EP3810334A1 EP19733018.6A EP19733018A EP3810334A1 EP 3810334 A1 EP3810334 A1 EP 3810334A1 EP 19733018 A EP19733018 A EP 19733018A EP 3810334 A1 EP3810334 A1 EP 3810334A1
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EP
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coating composition
coating
filaments
pigment
images
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19733018.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Briesenick
Dirk EIERHOFF
Georg Wigger
Christian Bornemann
Siegfried RIEDIGER
Norbert Willenbacher
Walter Oswald
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BASF Coatings GmbH
Original Assignee
BASF Coatings GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3810334A1 publication Critical patent/EP3810334A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
    • G01N15/0227Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging using imaging, e.g. a projected image of suspension; using holography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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    • B05B12/08Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/082Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to a condition of the discharged jet or spray, e.g. to jet shape, spray pattern or droplet size
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    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
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    • B05B5/04Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0403Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B5/0407Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell
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    • B05B5/043Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using induction-charging
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • C09D175/12Polyurethanes from compounds containing nitrogen and active hydrogen, the nitrogen atom not being part of an isocyanate group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/10Metal compounds
    • C08K3/105Compounds containing metals of Groups 1 to 3 or Groups 11 to 13 of the Periodic system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0023Investigating dispersion of liquids
    • G01N2015/0026Investigating dispersion of liquids in gas, e.g. fog

Definitions

  • Varnish development relates to a method for determining the mean filament length of filaments formed when rotary atomization of a coating composition is carried out, which comprises at least steps (1) to (3), namely atomization of the coating composition by means of a rotary atomizer, which is used as an application body for rotation has a qualified bell plate (1), optical detection of the filaments formed on the bell plate edge by means of at least one camera (2) and digital evaluation of the optical data obtained in this way while maintaining the mean filament length of those filaments formed during the atomization, which are located on the bell plate edge of the bell plate are (3), and methods for creating an electronic database and for screening coating compositions in the development of paint formulations, which are based on the aforementioned nth procedure.
  • State of the art State of the art
  • Coating compositions such as, for example, basecoats are applied to the substrate to be coated by means of rotary atomization.
  • Such atomizers have a rapidly rotating application body, such as a bell plate, which atomizes the coating material composition to be applied, in particular in the form of droplets, into a spray mist in the form of droplets due to the centrifugal force acting to form filaments.
  • the coating composition is usually applied electrostatically in order to ensure the highest possible application efficiency and the lowest possible overspray.
  • the paint atomized by centrifugal forces in particular is charged by directly applying a high voltage to the coating composition to be applied (direct charging).
  • the resulting film is cured or baked, optionally after additional coating compositions above it have been applied in the form of further films, in order to obtain the resulting desired coating.
  • Optimizing coatings obtained in this way with regard to certain desired properties of the coating is comparatively complex and usually only empirically possible.
  • the rows of coatings then obtained must then be examined for the desired properties in order to be able to assess a possible improvement in the properties examined. This procedure usually has to be repeated several times, with further parameter variation, until the desired improvement in the investigated property (s) of the coating has been achieved after curing or baking.
  • shear viscosity is a measure of the resistance of a material to flowing in a stretch flow.
  • expansion flows usually occur in all relevant technical processes the shear flows, such as in the case of capillary inlet and capillary outlet flows.
  • the expansion viscosity can be calculated from its constant ratio to the classically determined shear viscosity (Trouton ratio).
  • Tronon ratio the classically determined shear viscosity
  • the expansion viscosity can have a very significant influence on the atomization process and the disintegration of the filaments, which then form the spray mist.
  • Methods for determining the expansion viscosity are known in the prior art.
  • the expansion viscosity is usually determined using a Capillary Breakup Extensional Rheometer (CaBER). So far, however, no method is available in which - without actually subjecting the material to be atomized to atomization - both tensile and shear forces are equally taken into account.
  • An object of the present invention is therefore to provide a method which makes it possible to carry out an examination and in particular an To improve certain desired properties of coatings to be produced by means of rotary atomization, such as avoiding or at least reducing the tendency to form or the occurrence of optical defects and / or surface defects, without the coating composition to be used in each case being applied to a substrate by means of a conventional coating process and in particular the resultant film has to be hardened or stoved in order to produce the coating, since this is comparatively complex and disadvantageous at least for economic reasons.
  • a method should take sufficient account of the expansion behavior that occurs during atomization.
  • a first object of the present invention is a method for determining the mean filament length of filaments formed when rotary atomization of a coating composition is carried out, which comprises at least steps (1) to (3), namely
  • step (2) optical detection of the filaments formed on the edge of the bell splitter during the atomization according to step (1) by means of at least one camera, and (3) digital evaluation of the optical data obtained by the optical detection according to step (2) while maintaining the mean filament length of those filaments formed during the atomization which are located on the edge of the bell plate of the bell plate.
  • the method according to the invention makes it possible to investigate and characterize the rotary atomization behavior of a wide variety of coating compositions, in particular aqueous basecoats. Surprisingly, this is achieved on the basis of the determination of the mean filament lengths of those filaments which occur during the atomization and which are located on the bell edge of the bell cup when such a bell cup is used as a rotating application body in the rotary atomization.
  • a second subject of the present invention is therefore a method for creating and / or updating an electronic database containing average filament lengths of atomized and different coating composition, the method comprising at least steps (1) to (3), (4A) and (5A) , namely
  • step (4A) at least a simple repetition of steps (1) to (3) and (4A) for at least one further coating composition different from the first coating composition (i).
  • the incorporation of the determined mean filament length into the database according to step (4A) also includes the incorporation of the respective standard deviations of the mean filament lengths determined in each case into the database.
  • the influence of the expansion viscosity occurring during a rotary atomization of coating composition which can be used for the production of coatings is taken into account to a sufficient extent.
  • This is achieved in particular since comparatively high expansion speeds are taken into account when carrying out the method according to the invention, namely expansion rates of up to 100,000 s 1 , and thus higher expansion rates than in conventional CaBER measurements for determining the expansion viscosity, in which, in particular in the case of basecoats, only expansion rates of up to 1,000 s “1 can be achieved, and the medium filament lengths are therefore determined at the aforementioned comparatively high elongation rates.
  • the method according to the invention achieves and takes into account a higher expansion viscosity and higher expansion rates.
  • the methods according to the invention also allow for the consideration of cross flows occurring in a rotary atomization - in addition to shear and elongation rates. Such cross flows are not taken into account in any of the customary known methods for examining the shear or expansion rheology.
  • step (1) themselves involve the implementation of a rotary atomization, it is possible to apply both shear rheology and expansion rheology as well as the occurrence of Cross-currents must be taken into account sufficiently within a single procedure and not using methods that can only capture individual elements (shear rheology or expansion rheology).
  • Atomization as fine as possible is desirable since this is accompanied by a lower degree of wetness, that is to say a less wet appearance of the film formed after application of the coating composition used. It is known to the person skilled in the art that an excessively high degree of wetness can lead to an undesirable occurrence of stoves and / or pinpricks, to a poorer color tone and / or flop and / or to the appearance of cloudy conditions. This technical effect, i.e.
  • the present invention therefore further provides a process for screening coating compositions in the development of coating formulations, which comprises at least steps (1) to (3), (4B), (5B) and (6B) and, if appropriate, (7B), wherein, in steps (1) to (3), first the average filament length of filaments formed when a rotary atomization of a coating composition (X1) is carried out is determined according to the inventive method for determining the average filament length described above.
  • steps (1) to (3) thus correspond to steps (1) to (3) of the first object of the present invention.
  • Development of coating formulations comprises at least steps (1) to (3), (4B), (5B) and (6B) and optionally (7B), namely
  • step (1) optical detection of the filaments formed on the edge of the bell plate during atomization according to step (1) using at least one camera
  • step (3) digital evaluation of the optical data obtained by the optical detection according to step (2) while maintaining the average filament length those filaments formed during the atomization, which are located on the edge of the bell plate,
  • Coating agent compositions this database being obtainable by means of the aforementioned method according to the invention for creating and / or updating an electronic database (second object of the present invention),
  • step (4B) Checking on the basis of the comparison according to step (4B) whether the mean filament length determined according to step (3) for the coating composition (X1) fulfills the condition that it is less than at least one mean filament length of a coating composition stored in the database ( X2), which is different from the coating composition (X1), but has an identical pigment content to the coating composition (X1) or has a pigment content that is at most ⁇ 10% by weight of the pigment content of the coating composition ( X1) differs, based on the amount of pigment present in the coating composition (X1), and which additionally contains the identical pigment (s) or the substantially identical pigment (s) as the coating composition (X1),
  • step (6B) at least a simple repetition of steps (1) to (3), (4B) and (SB) if, according to step (6B), at least one parameter adjustment was required » until according to an at least simply repeated execution of step (6B) to meet the condition in step (5B) according to step (6B), a selection of the coating composition used is made for application to a substrate.
  • the method according to the invention based on the investigation of the atomization behavior of a coating agent Composition predictions regarding the qualitative properties of the final coating (such as the appearance of pinholes, cloudy, course or appearance) are made. In particular, it was surprisingly found that these correlate better with these properties than other methods known from the prior art, such as CaBER measurements.
  • the method according to the invention thus enables a simple and efficient method for quality assurance and enables targeted development of coating compositions without having to resort to comparatively complex coating methods for (model) substrates. In particular, the hardening or baking step can unfold.
  • a first subject of the present invention is a method for determining the mean filament catches of filaments formed when rotary atomization of a coating composition is carried out, which method comprises at least steps (1) to (3).
  • rotary atomization or “high-speed rotary atomization” or “high-speed rotary atomization” is known to the person skilled in the art.
  • Such rotary atomizers have a rotating application body, which atomizes the coating composition to be applied into a spray in the form of drops due to the acting centrifugal force.
  • the application body is a preferably metallic bell cup.
  • filaments In the case of rotary atomization using atomizers, so-called filaments first form on the edge of the bell plate, which then further decompose into the aforementioned drops in the course of the atomization process, which then form a spray mist. The filaments thus represent a preliminary stage of these drops.
  • the filaments can be characterized by their filament length (also referred to as “thread length”) and their diameter (also called “thread diameter”) are described and characterized.
  • the expansion viscosity occurring during the rotary atomization is taken into account to a sufficient extent.
  • the term stretch viscosity h e ⁇ displaystyle ⁇ eta __ ⁇ mathrm ⁇ e ⁇ with the unit Pascal second (Pas) is known to the person skilled in the art as a measure of the resistance of a material to the flow in an expansion flow.
  • Methods for determining the expansion viscosity are also known to the person skilled in the art.
  • the expansion viscosity is usually determined using what is known as a capillary breakup extensionai rheometer (CaBER), which is sold, for example, by Thermo Scientific.
  • CaBER capillary breakup extensionai rheometer
  • comparatively high values of the stretch viscosity mean a comparatively high stability of the filaments that arise during atomization.
  • the higher the stability of the filaments the longer the average lifespan of the filaments occurring during atomization (also referred to as thread lifespan) before they continue to disintegrate into drops, which then form the spray mist.
  • Such a comparatively high average lifespan of the filaments is usually accompanied by a higher average filament length of these filaments.
  • a method for determining the thread life, i.e. the life of a filament, in a stretch experiment using a CaBER measurement is given below in the description of the method.
  • Step (1) of the method according to the invention relates to atomization of the coating composition used by means of a rotary atomizer which, as an application body, has a bell plate capable of rotation.
  • An electrostatic charging of the atomized coating composition at the edge of the bell plate can optionally take place by applying a voltage.
  • the speed of rotation (speed of rotation) of the bell cup is adjustable. In the present case, the rotational speed is preferably at least 10,000 revolutions / min (rpm) and at most 70,000 revolutions / min.
  • the rotational speed is preferably in a range from 15,000 to 70,000 rpm, particularly preferably in a range from 17,000 to 70,000 rpm, in particular from 18,000 to 85,000 rpm or from 18,000 to 80,000 rpm.
  • a corresponding rotary atomizer in the sense of this invention is preferably referred to as a high-speed rotary atomizer.
  • Rotary atomization in general and high speed rotary atomization in particular are widely used in the automotive industry.
  • the (high-speed) rotary atomizers used for this purpose are commercially available, for example products from the Dürr Eco ell® series.
  • Such atomizers are suitable for preferably electrostatic application of a large number of different coating compositions, such as lacquers, which are used in the automotive industry.
  • Basecoats in particular aqueous basecoats, are particularly preferably used as coating compositions in the process according to the invention.
  • the coating composition can be applied electrostatically, but need not.
  • the coating composition atomized by centrifugal forces is electrostatically charged at the edge of the bell plate by preferably applying a voltage, such as high voltage, directly to the coating composition to be applied (direct charging).
  • the outflow rate of the coating composition to be atomized during the execution of step (1) is adjustable.
  • the outflow rate of the coating composition to be atomized during the implementation of step (1) is preferably in a range from 50 to 1,000 ml / min, particularly preferably in a range from 100 to 800 ml / min, very particularly preferably in a range from 150 to 600 ml / min, especially in a range from 200 to 550 ml / min.
  • the outflow rate of the coating composition to be atomized during the execution of step (1) is in a range from 100 to 1,000 ml / min or from 200 to 550 ml / min and / or the speed of the bell cup in a range from 15,000 to 70,000 revolutions / min or from
  • a basecoat particularly preferably an aqueous basecoat, is preferably used as the coating composition, in particular an aqueous basecoat which contains at least one effect pigment.
  • step (2) of the method according to the invention the filaments formed on the edge of the bell plate during the atomization according to step (1) are carried out by means of at least one camera.
  • step (2) of the method according to the invention the atomization process according to step (1) is optically recorded on the edge of the bell plate of the bell plate of the bell, in particular photographed and / or a corresponding video recording is made. In this way, information can be obtained about the disintegration of filaments formed during atomization directly on the edge of the bell plate.
  • the camera used to carry out step (2) is preferably a high-speed camera.
  • Examples of such cameras are models from the Fastcam® series from the Photron Tokyo company in Japan, such as the Fastcam® SA-Z model.
  • the optical detection according to step (2) is preferably carried out by using the at least one camera 30,000 to 250,000 images per second, particularly preferably 40,000 to 220,000 images per second, more preferably 50,000 to 200,000 images per second, very particularly preferably 60,000 to 180,000 images, more preferably 70,000 to 160,000 frames per second, and particularly 80,000 up to 120,000 frames per second, of the bell plate and especially the bell plate edge.
  • the resolution of the images can be set variably. For example, resolutions of 512 x 256 pixels per image are possible.
  • Step (3) of the method according to the invention provides for a digital evaluation of the optical data obtained by the optical detection according to step (2).
  • the aim of this digital evaluation is to determine the average filament length of those filaments that form directly at the edge of the bell plate, namely at the edge of the bell plate.
  • the digital evaluation according to step (3) can be carried out by means of image analysis and / or video analysis of the optical data obtained according to step (2), such as the images and / or videos recorded by the camera in step (2).
  • Step (3) is preferably carried out with the support of software such as MATLABGüFSoftware based on a MATLAB® code.
  • the digital evaluation according to step (3) preferably comprises several stages of image and / or video processing of the optical data obtained according to step (2).
  • at least 1000 images, particularly preferably at least 1500 images, very particularly preferably at least 2000 images, of the images recorded in step (2) are used as optical data for the digital evaluation according to step (3).
  • the determination of the average filament length according to step (3) preferably includes the standard deviations of the average filament lengths.
  • Step (3) is preferably carried out in several stages.
  • the digital evaluation according to step (3) is preferably carried out in at least six stages (3a) to (3f), namely (3a) smoothing the images obtained as optical data after performing step (2) by means of a Gaussian filter to remove the bell plate from the images,
  • step (3d) removing drops, fragmented filaments and filaments not on the bell edge from the images obtained according to step (3c) to obtain images in which all the remaining objects are filaments,
  • the removal according to stage (3d) is preferably carried out by (i) determining the length of all hypotenuses of all objects located on the images, (ii) marking objects as drops and / or fragmented filaments on the images if the determined values of the hypotenuses of these objects falling below a certain value h and eliminating these objects and (iii) checking the remaining objects, namely the filaments, based on their position on the images to determine whether they were on the edge of the bell plate and eliminating those filaments which are not.
  • the value h corresponds to 15 pixels (or 300 pm).
  • the images thus smoothed are preferably binarized and inverted.
  • stage (3c) the original images, i.e. the images used in stage (3a), binarized and added together with the inverted images from stage (3b).
  • the result is a binarized series of images without a bell edge, which in turn is preferably inverted for further evaluation.
  • the binarization is carried out in each case in particular in order to better distinguish the filaments to be measured from the background of the images.
  • a fourth stage (3d) preferably defines conditions by means of which filaments can be distinguished from other objects such as drops.
  • the hypotenuses of all objects of the respective recordings, including the filaments are preferably determined, which by means of Xmin, Xmax. y mi n and y max of the objects are calculated.
  • the values are obtained by means of a MATLAB function which determines these extreme values, that is to say the corresponding x value in the x direction for each object, namely Xm in and x max , and the corresponding y value in the y direction for each object specifies y min and y max .
  • the hypotenuses of the objects must be greater than a certain value h in order for the object to be regarded as a filament.
  • the value h corresponds to 15 pixels n (or 300 pm). All smaller objects, such as drops, are therefore no longer considered for further evaluation.
  • each object must have a y-value that is in the immediate vicinity of the bell edge (already removed in the pictures).
  • the y value corresponds to a value that is located on a defined path in the y direction, on which each object must be in order to be as on filament located on the edge of the bell.
  • the term “immediate proximity” is understood to mean y values that are at most 5 pixels apart from the bell edge or at most 5 pixels below the bell edge. This excludes all, in particular all longer fragments that are not connected to the bell plate edge for the evaluation of the determination of the filament length and only takes into account those filaments that are located on the bell plate edge.
  • a fifth stage (3e) all objects remaining within the respective images after stage (3d) has been carried out are preferably checked to determine whether their minimum x value is greater than 0 and their maximum x value is less than 256. Only objects that meet this condition will be considered in the further course. This means that only filaments that are completely in the picture frame are evaluated. All remaining objects in a recording are preferably numbered.
  • a sixth stage (3f) preferably all objects remaining after stage (3e) are called up individually and preferably tapered using the skeleton method (skeleton method).
  • skeleton method This method is known to the person skilled in the art. As a result, only one pixel of each object is connected to a maximum of another pixel. The number of pixels per object or filament is then added up. Since the pixel size is known, the real length of the filaments can be calculated. This image evaluation evaluates around 15,000 filaments per shot. This ensures high statistics when determining the filament lengths. The total filament length of these filaments then results from the totality of all filament lengths of the filaments examined in this way. In this way, the mean filament length of those filaments formed during the atomization which are located on the edge of the bell plate of the bell plate is obtained.
  • the method according to the invention contains at least steps (1) to (3), but can optionally include further steps.
  • Steps (1) to (3) are preferably carried out in numerical order.
  • the Steps (1) and (2) are carried out simultaneously, ie the optical detection according to step (2) is preferably carried out while step (1) is being carried out.
  • the present invention further provides a method for creating and / or updating an electronic database containing average filament lengths of atomized and different coating composition, the method comprising at least steps (1) to (3),
  • (4A) and (5A) include, namely
  • step (1) optical detection of the filaments formed on the edge of the bell plate during the atomization according to step (1) by means of at least one camera
  • step (3) digital evaluation of the optical data obtained by the optical detection according to step (2) while maintaining the mean filament length of those filaments formed during the atomization which are located on the edge of the bell plate of the bell plate,
  • the incorporation of the determined middle filament length into the database according to step (4A) also includes, as already explained above, the incorporation of the respective standard deviations into the database.
  • the standard deviation can take into account any inhomogeneity and / or incompatibility of the coating composition used in the atomization to a sufficient extent.
  • the filament lengths can be subject to greater fluctuations at regular or irregular intervals: for example, the determined mean filament lengths of two different coating compositions can be identical, but in one case the filaments can almost completely disintegrate and in another In this case, fluctuations can occur which are additionally recorded in this case by taking the standard deviations into account, which is why the incorporation of the respective standard deviation into the database can be advantageous.
  • Step (5A) provides an at least simple repetition of steps (1) to (3) and (4A) for at least one further coating composition different from the first coating composition (i) as for at least one second coating composition (ii).
  • the repetition according to step (5A) is preferably carried out for a multiplicity of corresponding, in each case different, coating composition.
  • the repetition is therefore at least one to x times, where x stands for a whole positive number 2. Since the method according to the invention there is no upper limit to the number of coating compositions to be used for creating and / or updating an electronic database: the higher the number of repetition steps (5A) or the higher the number of coating compositions used within the repetition step (5A) , the more information regarding the average filament lengths of these compositions during sputtering is incorporated into the database, which is of course advantageous.
  • the parameter x may range from 2 to 1,000,000 or from 5 or 10 or 50 or 100 to 1,000,000.
  • an electronic database is preferably built up and updated continuously.
  • This database then contains information about the mean filament lengths of a large number of different atomized coating compositions.
  • the electronic database is preferably an online database.
  • Step (4A) is preferably carried out by means of software support.
  • step (4A) When performing the method according to the invention for creating and / or updating an electronic database within step (4A), preferably not only the determined average filament lengths are incorporated into the database, but also all method parameters that are necessary when performing steps (1) to (3 ) have been selected or specified. In addition to these process parameters or alternatively, all product parameters relating to the coating composition used in the process according to the invention, in particular the respective recipes for their production and / or the components used for their production and their corresponding amounts, are preferably also incorporated into the database.
  • the at least one further coating composition such as at least one coating composition (ii) used in step (5A) is different from the first coating composition (i). Likewise, all other coating compositions used in a repeat of step (5A) are both from each of the Coating compositions (i) and (ii) and also different from one another.
  • the at least one further coating composition such as at least one second coating composition (ii) used in step (5A) preferably has one for the first coating composition
  • each of these further coating compositions preferably has a pigment content which is identical to that of the first coating composition (i) or has a pigment content which is at most ⁇ 10% by weight.
  • % deviates from the pigment content of the coating composition (i), based on the amount of pigment present in the coating composition (i), and which additionally contains the identical one or more Contains pigment (s) or the substantially identical pigment (s) as the coating composition (i). If, for example, a specific effect pigment is used in the first of the coating agent compositions (i), the identical effect pigment in the case of identical pigments is also present as an effect pigment in each of the other coating agent compositions used when step (5A) is repeated, but the amount thereof can vary within the aforementioned range.
  • the method according to the invention for creating an electronic database preferably also comprises at least the further steps (3A), (3B) and (3C), namely
  • step (3B) Examination and assessment of the coating obtained according to step (3A) with regard to the appearance or non-appearance of surface defects and / or optical defects and
  • step (5A) of the method according to the invention in this case repeating these steps (3A), (3B) and (3C) for at least one more of the first coating composition (i) includes different coating composition such as at least one second coating composition (ii).
  • the database created by means of the method according to the invention preferably contains not only the mean filament lengths of the coating compositions used, such as those of the coating compositions (i), (ii) and any other coating compositions used, but also data relating to the assessment of those obtainable from each of these compositions Coatings with regard to the possible occurrence of surface defects and / or optical defects.
  • a direct correlation of the medium filament lengths occurring and determined during the atomization of the compositions with the occurrence or non-occurrence of surface defects and / or optical defects in or on the coating within the database is made possible. This data can then be called up from the database.
  • Metallic substrates are preferably used in step (3A).
  • non-metallic substrates in particular plastic substrates, are also possible.
  • the substrates used can be coated. If a metal substrate is to be coated, this is preferably coated with one before the application of a filler and / or primer filler and / or a basecoat Electro dip coating coated. If a plastic substrate is coated, this is preferably pretreated before the application of a filler and / or primer filler and / or a basecoat. The most commonly used methods for this are flame treatment, plasma treatment and corona discharge. Flaming is preferably used.
  • the coating compositions used such as those of coating compositions (i), (ii) and any other coating composition used, are preferably basecoats, in particular waterborne basecoats.
  • the coating obtained after step (3A) is preferably a basecoat film.
  • the substrate can optionally contain at least one of the aforementioned coatings before the basecoat is applied.
  • the application of the basecoat or basecoats or lacquers to a metal substrate in step (3A) can take place in the layer thicknesses customary in the automotive industry in the range of, for example, 5 to 100 micrometers, preferably 5 to 60 micrometers, particularly preferably 5 to 30 micrometers.
  • the substrate used preferably has an electrocoat (ETL), particularly preferably an electrocoat applied by cathodic deposition of an electrocoat. Before baking, drying is preferably carried out according to known methods.
  • (1-component J basecoat materials which are preferred, can be flashed off at room temperature (23 ° C.) for 1 to 60 minutes and then preferably dried at optionally slightly elevated temperatures of 30 to 90 ° C.
  • room temperature 23 ° C.
  • optionally slightly elevated temperatures 30 to 90 ° C.
  • the curing that is to say the baking, is preferably carried out thermally at temperatures of 60 up to 200 ° G.
  • the coating of plastic substrates is basically analogous to that of metal substrates, but here, in general, curing takes place at significantly lower temperatures of 30 to 90 ° C.
  • Step (3A) can be sprayed on according to the instructions in step (1) first coating composition (i) on a substrate optionally applying a w first coating composition and hardening include.
  • first coating composition (i) atomized in step (1) is preferably aqueous Is a basecoat
  • a commercially available clearcoat can be applied to it by conventional methods, the layer thicknesses in turn being in the usual ranges, for example 5 to 100 micrometers.
  • the clear lacquer After the clear lacquer has been applied, it can be flashed off at room temperature (23 ° C.) for, for example, 1 to 60 minutes and optionally dried.
  • the kiarlack is then preferably cured, ie baked, together with the applied atomized first coating composition (i). For example, crosslinking reactions take place, as a result of which an effect-giving and / or color and effect-giving multilayer coating is produced on a substrate.
  • step (3B) the occurrence or non-occurrence of surface defects and / or optical defects selected from the group of pinholes, stoves, runners and / or cloudiness is preferably examined and assessed and / or the appearance (optical appearance) of the coating is examined and assessed.
  • the coating is preferably a basecoat such as a waterborne basecoat.
  • the examination and assessment of the occurrence of pinholes is carried out in accordance with the determination method described below by counting the pinpricks when applying the wedge of the coating to a substrate according to step (3A) in a layer thickness range from 0 to 40 pm (rock layer thickness), the ranges from 0 to 20 pm and from> 20 to 40 p can be counted separately, normalization of the results to an area of 200 cm 2 and addition to a total number.
  • a single pin prick is preferably already a defect.
  • the examination and assessment of the occurrence of cookers is carried out in accordance with the determination method described below by determining the cooker limit, i.e. the layer thickness of a coating such as a basecoat layer from which cookers appear, in accordance with DIN EN ISO 28199-3, point 5. (Date: January 2010 ).
  • a single cooker is preferably already a defect.
  • the examination and assessment of the occurrence of cloudiness is carried out according to the determination method described below with the measuring device cloud-runner from BYK-Gardner GmbH, whereby the three parameters "MottlinglS”, “Mottling45” and “Mottling60” are measured as a measure of the cloudiness at 15 °, 45 ° and 60 ° relative to the reflection angle of the light source used for the measurement , the cloudiness being more pronounced if the corresponding characteristic variable (s) has a higher value (s).
  • the examination and assessment of the appearance is carried out in accordance with the determination method described below by assessing the course when the coating is applied to a wedge on a substrate in accordance with step (3A) in a layer thickness range from 0 to 40 pm (rock layer thickness), with different ranges, for example of 10 -15 pm, 15-20 pm and 20-25 pm are marked and with the aid of the Wave scan measuring device from Byk-Gardner GmbH, the examination and assessment is carried out within these layer thickness ranges.
  • the investigation and assessment of the occurrence of runners is carried out according to the determination method described below by determining the inclination of the runners according to DIN EN ISO 28199-3, point 4. (Date: January 2010).
  • a defect preferably occurs when runners appear from a layer thickness which is below a layer thickness which is 125% of the target layer thickness.
  • the target layer thickness is, for example, 12 pm
  • a defect occurs if runners occur at a layer thickness of 12 pm + 25%, that is to say at 18 pm.
  • the layer thicknesses are determined according to DIN EN ISO 2808 (date: May 2007), method 12A, preferably using the MiniTest® 3100- 4100 measuring device from ElektroPhysik. In all cases, it is the rock layer thickness.
  • cloudiness is also known to the person skilled in the art. Cloudiness of a coating is understood to mean, according to DIN EN ISO 4618 (date: January 2015), the inconsistent appearance of a coating, caused by irregular, arbitrarily distributed areas on the surface that differ in color and / or distinguish shine. Such a stain-like inhomogeneity disturbs the uniform overall impression of the paint and is usually undesirable. A method for determining cloudiness is given below.
  • Another object of the present invention is a method for screening coating compositions in the development of paint formulations
  • Coating compositions in the development of coating formulations are identical to steps (1) to (3) of the method for determining the average filament length of filaments formed when a coating composition is spun. With regard to these steps, reference is therefore made to the above statements.
  • the method according to the invention for screening coating compositions in the development of charging formulations comprises at least steps (1) to (3), (4B), (5B) and (6B) and, if appropriate, (7B), namely
  • step (4B) Checking on the basis of the comparison according to step (4B) whether the mean filament length determined according to step (3) for the coating composition (X1) fulfills the condition that it is less than at least one mean filament length of a coating composition stored in the database ( X2), which is different from the coating Mitel composition (X1), but has an identical on complaint ichtungs- m 'ittelzusammen acid (X1) pigment content or such a pigment content which the maximum of ⁇ 10 wt .-% of the pigment Content of the coating composition (X1) differs, based on the amount of pigment present in the coating composition (X1), and which also contains the identical pigment (s) or the substantially identical pigment (s) ) contains like the coating composition (X1),
  • step (7B) at least one simple repetition of steps (1) to (3), (4B) and (5B), if at least one parameter adjustment was required in accordance with step (6B), until after at least one simple repetition of step (6B) due to the fulfillment of the condition mentioned in step (5B), the coating composition used is selected for application to a substrate.
  • the method according to the invention for screening coating compositions in the development of coating formulations thus enables an adaptation in the sense of a reduction in the medium filament lengths of the coating composition, such as the coating composition (X1), based on or in comparison to known average filament lengths of comparative coating compositions such as the coating composition (X2).
  • the term “essentially identical pigment” means that the effect pigment (s) present in the coating composition (X1) and the effect pigment (s) present in the coating composition (X2) are the first condition (i) at least 80% by weight, preferably at least 85% by weight, particularly preferably at least 90% by weight, very particularly preferably at least 95% by weight, in particular at least 97.5% by weight, in each case based have an identical chemical composition based on their total weight, but preferably in each case less than 100% by weight.
  • effect pigments present in (X1) and (X2) are essentially identical if they are each aluminum effect pigments but have a different coating, such as one in one case Chromating and in the other case a silicate layer or coated in one case and not in the other case.
  • a further additional condition (ii) for “essentially identical pigments” in the context of the present invention in connection with effect pigments is that the effect pigments in their mean particle size differ by a maximum of ⁇ 20%, preferably by a maximum of ⁇ 15%, particularly preferably by a maximum Differentiate ⁇ 10% from each other.
  • the mean particle size is the arithmetic number average of the measured mean particle diameter (d ⁇ m value; number-related median value), which is determined according to ISO 13320 (date: 2009) by means of laser diffraction.
  • d ⁇ m value number-related median value
  • the term “essentially identical pigment” is understood to mean that that or those in the coating composition (X1) and that or that in the
  • Coating agent composition (X2) existing color pigments differ as a first condition (i) in their sparkleness from one another by at most ⁇ 20%, preferably by at most ⁇ 15%, particularly preferably by at most ⁇ 10%, in particular by at most ⁇ 5%.
  • a further additional condition (ii) for “essentially identical pigments” in the context of the present invention in connection with color pigments is that the color pigments have a mean particle size of at most ⁇ 20%, preferably at most ⁇ 15%, particularly preferably at most Differentiate ⁇ 10% from each other.
  • the mean particle size is the arithmetic number average of the measured mean particle diameter (dN , 50 % value), which is determined according to ISO 13320 (date: 2009) by laser diffraction.
  • dN measured mean particle diameter
  • color pigment per se is explained in more detail below and further.
  • the method according to the invention preferably includes, in the event that, according to step (6B), a selection of the coating composition (X1) for Application is made to a substrate, at least the additional steps (6C), (6D) and (6E), namely
  • step (6E) incorporation of the results obtained after performing step (6D) into an electronic database, preferably into the database obtainable by means of the method according to the invention for creating and / or updating an electronic database.
  • step (5B) If the check based on the comparison according to step (4B) in step (5B) shows that there are no data stored in the database relating to a coating composition (X2) that has an identical pigment content to the coating composition (X1) or one has a pigment content which deviates by a maximum of ⁇ 10% by weight from the pigment content of the coating composition (X1), based on the amount of pigment present in the coating composition (X1), and which is not the or If the identical pigment (s) or the substantially identical pigment (s) contains the coating composition (X1), a selection according to step (6B) is preferably nevertheless made. When the aforementioned steps (6C), (6D) and (6E) are carried out further, the database obtainable by means of the method according to the invention for creating and / or updating an electronic database can be further updated.
  • the method according to the invention for screening coating compositions preferably works in the development of lacquer coatings.
  • steps (4B) and / or (5B) a database created and / or updated by means of the aforementioned method according to the invention for creating and / or updating an electronic database, for creating and / or updating it in addition to steps (1) to (3), (4A) and (5A) in addition at least the further steps (3A), (3B) and (3C) have been carried out, step (5A) repeating these steps (3A), (3B) and ( 3C) has included.
  • the comparison according to step (4B) and / or the check according to step (5B) is preferably carried out on the basis of an electronic database, which does not only determine the mean filament lengths determined for the method according to the invention for creating and / or updating the database Containing coating compositions, but also the results of the investigations and assessments with regard to the appearance or non-appearance of surface defects and / or optical defects of coatings produced from these coating composition according to step (3A).
  • step (5B) on the basis of the comparison according to step (4B)
  • a database which is preferably created and / or updated, shows that data relating to a
  • Coating agent composition (X2) are deposited, which has an identical pigment content to the coating agent composition (X1) or has such a pigment content that deviates by a maximum of ⁇ 10% by weight from the pigment content of the coating agent composition (X1), based on the amount of pigment present in the coating composition (X1) and which contains the identical pigment (s) or the substantially identical pigment (s) as the coating composition (X1), and their atomization to a determined mean filament length, which is already less than the determined mean filament length of the coating composition (X1), then at least one parameter is adjusted in accordance with step (6B) as explained above. Adjusting at least one parameter within the recipe
  • Coating composition (X1) according to step (6B) preferably comprises at least one adjustment selected from the group of adjustments of the following parameters:
  • Coating agent composition (X1) as component (d) contained additive by at least one additive different from this, and / or adding at least one further additive different from this,
  • Coating agent composition (X1) can be increased or decreased.
  • Parameters (vii) and / or (viii) include / include in particular the exchange and / or the addition of thickeners as additives or the change in their amount in (X1). Such thickeners are described below in the context of component (d).
  • Parameters (i) and / or (ii) include / comprise in particular the exchange and / or the addition of binders or the change in their amount in (X1).
  • binding agent is explained in more detail below.
  • Crosslinkers crosslinking agents are also to be subsumed under this.
  • parameters (i) and / or (ii) also include a change in the relative weight ratio of crosslinking agent and that binder component which enters into a crosslinking reaction with the crosslinking agent.
  • Parameters (I) to (iv) include / include in particular the exchange and / or the addition of binders and / or pigments or the change in their amount in (X1). Accordingly, these parameters (i) to (iv) also implicitly include a change in the pigment / binder ratio within (X1).
  • a basecoat particularly preferably an aqueous basecoat
  • the coating composition in particular an aqueous basecoat which contains at least one pigment such as an effect pigment.
  • the method according to the invention for screening coating compositions in the development of coating formulations relates in particular to the screening of aqueous basecoats which contain at least one pigment such as an effect pigment and is therefore wild, taking into account the influence of the nature of the at least one pigment contained therein, such as an effect pigment, its amount , based on the total weight of the basecoat, and / or the pigment-binder ratio in the basecoat.
  • the method according to the invention contains at least steps (1) to (3) (4B), (5B) and (6B) and optionally (7B), however, can optionally also comprise further steps. Steps (1) to (3), (4B), (5B) and (6B) are preferably carried out in numerical order. However, the method preferably does not contain a step which provides for curing or baking of the coating composition (X1) used. Coating agent compositions used in the processes according to the invention
  • the following embodiments relate both to the method according to the invention for determining the medium filament length and to the method according to the invention for creating an electronic database as well as to the method according to the invention for screening coating compositions in the development of coating formulations.
  • the embodiments described below relate in particular to the aforementioned coating compositions (X1), (X2), (i) and (ii).
  • the coating composition used according to the invention preferably contains
  • Coating composition preferably has the meaning "consisting of”.
  • the coating composition used according to the invention for example, in addition to components (a), (b) and (c), one or more of the further optional components mentioned below can be contained therein. All components can each be present in their preferred embodiments mentioned below.
  • the coating composition used according to the invention is preferably a coating composition that can be replaced in the automotive industry. Both coating compositions can be used, which can be used in the context of OEM series painting as well as in the context of a refinishing.
  • Coating agent compositions that can be replaced in the automotive industry are, for example, electrocoat materials, primers, fillers, basecoats, in particular waterborne basecoats (aqueous basecoats), topcoats including clearcoats, in particular solvent-based clearcoats.
  • the use of water-based paints is particularly preferred.
  • basecoat is known to the person skilled in the art and is defined, for example, in the Römpp Lexicon, Lacquers and Printing Inks, Georg Thieme Verlag, 1998, 10th edition, page 57. Accordingly, a basecoat in particular includes a coloring and / or used in automotive painting and general industrial painting to understand coloring and an optical effect intermediate coating material. This is generally applied to a metal or plastic substrate pretreated with filler or primer, sometimes directly on the plastic substrate. Old paintwork, which may need to be pretreated (e.g. by sanding), can also serve as substrates. It is now quite common to apply more than one base coat. Accordingly, in such a case, a first basecoat layer forms the background for a second.
  • a waterborne basecoat is an aqueous basecoat in which the proportion of water than that The proportion of organic solvents, based on the total weight of water and organic solvents, is in% by weight within the waterborne basecoat.
  • the proportions in% by weight of all components contained in the coating composition used according to the invention such as components (a), (b) and (c) and optionally one or more of the further optional components mentioned below, add up to 100% by weight on the total weight of the coating composition.
  • the solids content of the coating composition used according to the invention is preferably in a range from 10 to 45% by weight, particularly preferably from 11 to 42.5% by weight, very particularly preferably from 12 to 40% by weight, in particular from 13 to 37 , 5 wt.%, Each based on the Total weight of the coating composition.
  • the solids content, i.e. the non-volatile content, is determined using the method described below.
  • binder component preferably refers to the non-volatile fractions of a composition such as the coating agent composition used in accordance with the invention, with the exception of the one therein contained pigments and / or fillers understood.
  • the non-volatile content can be determined according to the method described below.
  • a binder component is therefore any component which contributes to the binder content of a composition such as the coating composition used in accordance with the invention.
  • An example is a basecoat such as an aqueous basecoat which comprises at least one polymer which can be replaced as a binder as component (a), for example an SCS polymer described below, a crosslinking agent! such as a melamine resin and / or a polymeric additive.
  • a so-called seed-core-shell polymer is particularly preferably used as component (a).
  • SCS polymer seed-core-shell polymer
  • Such polymers or aqueous dispersions containing such polymers are known, for example, from WO 2016/1 16299 A1.
  • the polymer is preferably a (meth) acrylic copolymer.
  • the polymer is preferably used in the form of an aqueous dispersion.
  • a very particularly preferred component (a) is a polymer having an average particle size in the range from 100 to 500 nm, which can be prepared by successive radical emulsion polymerization of three preferably different monomer mixtures (A), (B) and (C) of olefinically unsaturated monomers in water, the mixture (A) containing at least 50% by weight of monomers with a solubility in water of less than 0.5 g / l at 25 ° C. and a polymer which is obtained from the Mixture (A) is produced, has a glass transition temperature of 10 to 65 ° C,
  • the mixture (B) contains at least one polyunsaturated monomer and a polymer which is prepared from the mixture (B) has a glass transition temperature of -35 to 15 ° C.
  • a polymer which is produced from the mixture (C) has a glass transition temperature of -50 to 15 ° C,
  • the preparation of the polymer comprises the successive radical emulsion polymerization of three mixtures (A), (B) and (C) of olefinically unsaturated monomers, each in water. It is therefore a multi-stage radical emulsion polymerization, where I. first the mixture (A) is polymerized, then ii. in the presence of the i. prepared polymer, the mixture (B) is polymerized and Iii. in the presence of the under ii. prepared polymer, the mixture (C) is polymerized.
  • the monomer mixtures are thus polymerized via a free-radical emulsion polymerization (that is to say a stage or also a polymerization stage) which is carried out separately, these stages taking place in succession. In terms of time, the stages can take place one after the other. It is also possible that after the completion of a stage the corresponding reaction solution is stored for a certain period of time and / or transferred to another reaction vessel and only then is the next stage carried out.
  • the preparation of the polymer preferably comprises no further ones
  • Mixtures (A), (B) and (C) are mixtures of olefinically unsaturated monomers.
  • Suitable olefinically unsaturated monomers can be mono- or poly-olefinically unsaturated.
  • suitable mono-olefinically unsaturated monomers include in particular (meth) acrylate-based mono-olefin-unsaturated monomers, mono-olefin-unsaturated monomers containing allyl groups and further mono-olefin-unsaturated monomers containing vinyl groups, such as, for example, vinyl-aromatic monomers.
  • the term (meth) acrylic or (meth) acrylate in the context of the present invention encompasses both methacrylates and acrylates. In any case, but not exclusively, (meth) acrylate-based mono-olefinically unsaturated monomers are preferably used.
  • Mixture (A) contains at least 50% by weight, preferably at least 55% by weight, of olefinically unsaturated monomers with a water solubility of less than 0.5 g / l at 25 ° C.
  • a corresponding preferred monomer is styrene.
  • the solubility of the monomers in water is determined using the method described below.
  • the monomer mixture (A) preferably contains no hydroxy-functional monomers.
  • the monomer mixture (A) likewise preferably does not contain any acid-functional monomers.
  • the monomer mixture (A) very particularly preferably does not contain any monomers with functional groups containing heteroatoms. This means that heteroatoms, if any, are only in the form of bridging groups.
  • the monomer mixture (A) preferably contains only mono-olefinically unsaturated monomers.
  • the monomer mixture (A) preferably contains at least one monounsaturated ester of (meth) acrylic acid with an alkyl radical and at least one vinyl group-containing monolefinically unsaturated monomer with a radical arranged on the vinyl group which is aromatic or which is mixed, saturated, aliphatic-aromatic , in which case the aliphatic portions of the radical are alkyl groups.
  • the monomers contained in the mixture (A) are selected so that a polymer produced therefrom has a glass transition temperature of 10 to 65 ° C., preferably 30 to 50 ° C.
  • the glass transition temperature can be determined using the method described below.
  • the polymer produced in stage L by the emulsion polymerization of the monomer mixture (A) is also referred to as seed.
  • the seeds are preferred an average particle size of 20 to 125 nm (measured using dynamic light scattering as described below; see determination methods
  • Mixture (B) contains at least one polyolefinically unsaturated monomer, preferably at least one polyolefinically unsaturated monomer.
  • a corresponding preferred monomer is hexanediol lacrylate.
  • the monomer mixture (B) preferably contains no hydroxy-functional monomers.
  • the monomer mixture (B) likewise preferably does not contain any acid-functional monomers.
  • the monomer mixture (B) very particularly preferably does not contain any monomers with functional groups containing heteroatoms. This means that heteroatoms, if any, are only in the form of bridging groups. This is the case, for example, in the (meth) acrylate-based, simple olefinically unsaturated monomers described above which have an alkyl radical as the radical R.
  • the monomer mixture (B) preferably also contains the following monomers: on the one hand at least one monounsaturated ester of (meth) acrylic acid with an alkyl radical and on the other hand at least one monolefinically unsaturated monomer containing vinyl groups with one of the vinyl group, which is aromatic or which is mixed saturated-aliphatic-aromatic, wöbe! then the aliphatic portions of the remainder are alkyl groups.
  • the proportion of polyunsaturated monomers is preferably from 0.05 to 3 mol%, based on the total molar amount of monomers of the monomer mixture (B).
  • the monomers contained in the mixture (B) are selected so that a polymer produced therefrom has a glass transition temperature of -35 to 15 ° C., preferably of -25 to + 7 ° C.
  • the glass transition temperature can be determined using the method described below. That in stage ii. polymer produced by the emulsion polymerization of the monomer mixture (B) in the presence of the seeds is also referred to as the core. After stage ii. the result is a polymer which comprises the seed and the core.
  • the polymer, which after stage ii. obtained, preferably has an average particle size of 80 to 280 nm, preferably 120 to 250 nm (measured by means of dynamic light scattering as described below; cf. determination methods).
  • the monomers contained in the mixture (C) are selected so that a polymer produced therefrom has a glass transition temperature of from -50 to 15 ° C., preferably from -20 to + 12 ° C.
  • the glass transition temperature can be determined using the method described below.
  • the olefinically unsaturated monomers of the mixture (C) are preferably selected so that the resulting polymer, comprising seed, core and shell, has an acid number of 10 to 25.
  • the mixture (C) preferably contains at least one alpha-beta unsaturated carboxylic acid, particularly preferably (meth) acrylic acid.
  • the olefinically unsaturated monomers of the mixture (C) are additionally or alternatively preferably selected such that the resulting polymer, comprising the seed, core and shell, has an OH number of 0 to 30, preferably 10 to 25 With all the acid numbers and OH mentioned above - Numbers are values calculated on the basis of the total monomer mixtures used.
  • the monomer mixture (C) preferably contains at least one alpha-beta unsaturated carboxylic acid and at least one monounsaturated ester of (meth) acrylic acid with an alkyl radical substituted by a hydroxyl group.
  • the monomer mixture (C) particularly preferably contains at least one alpha-beta unsaturated carboxylic acid, at least one monounsaturated ester of (meth) acrylic acid with an alkyl radical substituted by a hydroxyl group and at least one monounsaturated ester of ⁇ meth) acrylic acid with an alkyl radical. If an alkyl radical without further specification is mentioned in the context of the present invention, this is always to be understood as a pure alkyl radical without functional groups and heteroatoms. That in stage iii. Polymer produced by the emulsion polymerization of the monomer mixture (C) in the presence of seed and core is also referred to as a shell. After stage iii.
  • the result is a polymer which comprises seeds, seeds and husk, ie polymer (b).
  • the polymer (b) After its preparation, the polymer (b) has an average particle size of 100 to 500 nm, preferably 125 to 400 nm, very particularly preferably 130 to 300 nm (measured by means of dynamic light scattering as described below; cf. determination methods.)
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of component (a) such as at least one SCS polymer in a range from 1.0 to 20% by weight, particularly preferably from 1.5 to 19 wt .-%, most preferably from 2.0 to 18.0 weight .-%, especially from 2.5 to 17.5 wt .-% "most preferably from 3.0 to 15.0 wt. -%, each based on the total weight of the coating composition.
  • component (a) such as at least one SCS polymer in a range from 1.0 to 20% by weight, particularly preferably from 1.5 to 19 wt .-%, most preferably from 2.0 to 18.0 weight .-%, especially from 2.5 to 17.5 wt .-% "most preferably from 3.0 to 15.0 wt. -%, each based on the total weight of the coating composition.
  • the determination or determination of the proportion of component (a) in the coating composition can be determined by determining the proportion of component (a) such as at least one SCS polymer in a
  • Solids content also called non-volatile content, solid content or solid content
  • solid content Solid content of an aqueous dispersion containing component (a).
  • the coating composition used according to the invention can contain at least one polymer different from the polymer as binder of component (a), in particular at least one polymer selected from the group consisting of from polyurethanes, polyureas, polyesters, poly (meth) acrylates and / or copolymers of the polymers mentioned, in particular polyurethane
  • Preferred polyurethanes are described, for example, in German patent application DE 199 48 004 A1, page 4, line 19 to page 11, line 29 (polyurethane prepolymer B1), in European patent application EP 0 228 003 A1, page 3, line 24 to page 5, Line 40, in European patent application EP 0 634 431 A1, page 3, line 38 to page 8, line 9, and international patent application WO 92/15405, page 2, line 35 to page 10, line 32.
  • Preferred polyesters are, for example in DE 4009858 A1 in column 6, line 53 to column 7, line 61 and column 10, line 24 to column 13, line 3 or WO 2014/033135 A2, page 2, line 24 to page 7, line 10 and page 28, Line 13 to page 29, line 13 described.
  • Preferred polyurethane-poly (meth) acrylate copolymers ((meth) acrylated polyurethanes) and their preparation are described, for example, in WO 91/15528 A1, page 3, line 21 to page 20, line 33 and in DE 4437535 A1, page 2, line 27 to page 6, line 22.
  • Preferred polyurethane-polyurea copolymers are polyurethane-polyurea particles, preferably those with an average particle size of 40 to 2000 nm, the polyurethane-polyurea particles, each in reacted form, containing at least one isocyanate group-containing polyurethane prepolymer containing anionic and / or groups which can be converted into anionic groups and at least one polyamine containing two primary amino groups and one or two secondary amino groups.
  • Such copolymers are preferably used in the form of an aqueous dispersion.
  • Such polymers can in principle be produced by known polyaddition of, for example, polyisocyanates with polyols and polyamines. The average particle size of such polyurethane-polyurea particles is determined as described below (measured by means of dynamic light scattering as described below; cf. determination methods).
  • the proportion of such polymers other than the SCS polymer in the coating composition is preferably smaller than the proportion of the SCS polymer.
  • the polymers described are preferably hydroxy-functional and particularly preferably have an OH number in the range from 15 to 200 mg KOH / g, particularly preferably from 20 to 150 mg KOH / g.
  • the coating compositions used according to the invention particularly preferably comprise at least one hydroxy-functional polyurethane-poly (meth) acrylate copolymer, again preferably at least one hydroxy-functional polyurethane-poly (meth) acrylate copolymer and at least one hydroxy-functional polyester and optionally a preferably hydroxy-functional polyurethane-polyurea copolymer.
  • the proportion of the other polymers as binders of component (a) - in addition to an SCS polymer - can vary widely and is preferably in the range from 1.0 to 25.0% by weight, preferably 3.0 to 20.0% by weight .-%, particularly preferably 5.0 to 15.0 wt .-%, each based on the total weight of the
  • the coating composition can contain at least one typical crosslinking agent known per se. If it contains a crosslinking agent, it is preferably at least one aminoplast resin and / or at least one blocked or free polyisocyanate, preferably an aminoplast resin. Among the aminoplast resins, melamine resins are particularly preferred. If the coating composition contains crosslinking agents, the proportion of these crosslinking agents, in particular aminoplast resins and / or blocked or free polyisocyanates, particularly preferably aminoplast resins, including preferably melamine resins, is preferably in the range from 0.5 to 20.0% by weight. %, preferably 1.0 to 15.0% by weight, particularly preferably 1.5 to 10.0% by weight, in each case based on the total weight of the coating composition. The proportion of crosslinking agent is preferably less than the proportion of the SCS polymer in the coating composition.
  • filler 1 is known to the person skilled in the art, for example from DIN 55943 ⁇ date: October 2001).
  • a “filler” is preferably understood to mean a component which is essentially, preferably completely, insoluble in the coating composition used according to the invention, such as, for example, a water-based lacquer, which is used in particular to increase the volume.
  • “fillers” preferably differ from “pigments” by their refractive index, which is ⁇ 1.7 for fillers. Any customary filler known to those skilled in the art can be used as component (b).
  • suitable fillers are kaolin, dolomite, calcite, chalk, calcium sulfate, barium sulfate, graphite, silicates such as magnesium silicates, in particular corresponding sheet silicates such as Hectorft, bentonite, montmorillonite, talc and / or mica, silicas, in particular pyrogenic silicas, hydroxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as textile fibers, cellulose fibers, polyethylene fibers or polymer powder.
  • the term “pigment” is also known to the person skilled in the art, for example from DIN 55943 ⁇ date: October 2001).
  • a “pigment” is preferably understood to mean powder or platelet-shaped components which are essentially, preferably completely, insoluble in the coating composition used according to the invention, such as a water-based lacquer. These are preferably colorants and / or substances which, owing to their magnetic, electrical and / or electromagnetic properties, can be used as pigments. Pigments differ from “fillers” preferably by their refractive index, which is> 1.7 for pigments.
  • Pigments Colored pigments and effect pigments are preferably subsumed under the term “pigments”.
  • color pigments A person skilled in the art is familiar with the term color pigments.
  • color pigment and “color pigment” are interchangeable in the sense of the present invention. A corresponding definition of the pigments and further specifications thereof is regulated in DIN 55943 (date: October 2001).
  • Inorganic and / or organic pigments can be used as the color pigment.
  • White, colored and / or black pigments are used as particularly preferred color pigments. Examples of white pigments are titanium dioxide, zinc white, zinc sulfide and lithopone. Examples of black pigments are carbon black, iron-manganese black and spinel black.
  • color pigments are chromium oxide, chromium, cobalt green, ultramarine green, cobalt blue, ultramarine blue, manganese blue, ultramarine violet, cobalt and manganese violet, red iron oxide, cadmium, molybdenum red and ultramarine, iron oxide brown, mixed brown, spinel and corundum and chrome orange, yellow iron oxide, nickel titanium yellow, chrome titanium yellow, Cadmium sulfide, cadmium zinc sulfide, chrome yellow and bismuth vanadate.
  • effect pigments are preferably those pigments which are optically effect-imparting or color and optically effect-imparting, in particular optically effect-giving.
  • optically effect and color pigment are therefore preferably interchangeable.
  • Preferred effect pigments are, for example, platelet-shaped metal effect pigments such as platelet-shaped aluminum pigments, gold bronzes, fire-colored bronzes and / or iron oxide-aluminum pigments, pearlescent pigments such as fish silver, basic lead carbonate, bismuth oxychloride and / or metal oxide-mica pigments and other graphite pigments such as mica pigments Iron oxide, multi-layer effect pigments from PVD films and / or liquid crystal polymer pigments. Flake-like effect pigments, in particular flake-like aluminum pigments and metal oxide mica pigments, are particularly preferred.
  • the coating composition used according to the invention such as, for example, a waterborne basecoat, particularly preferably comprises at least one effect pigment as component (b).
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of effect pigment as component (b) in a range from 1 to 20% by weight, particularly preferably from 1.5 to 18% by weight, very particularly preferably from 2 to 16 % By weight, in particular from 2.5 to 15% by weight, most preferably from 3 to 12% by weight or from 3 to 10% by weight, in each case based on the total weight of the coating composition.
  • the total proportion of all pigments and / or fillers in the coating composition is preferably in the range from 0.5 to 40.0% by weight, more preferably from 2.0 to 20.0% by weight, particularly preferably from 3.0 to 15.0% by weight, based in each case on the total weight of the coating composition.
  • the relative weight ratio of component (b) such as at least one effect pigment to component (a) such as at least one SCS polymer in the coating composition is in a range from 4: 1 to 1: 4, particularly preferably in a range from 2: 1 up to 1: 4, very special preferably in a range from 2: 1 to 1: 3, in particular in a range from 1: 1 to 1: 3 or from 1: 1 to 1: 2.5.
  • the coating composition used according to the invention is preferably aqueous. It is preferably a system which, as solvent (ie as component (c)), mainly water, preferably in an amount of at least 20% by weight, and organic solvents in smaller proportions, preferably in an amount of ⁇ 20% by weight , -%, each based on the total weight of the coating composition.
  • solvent ie as component (c)
  • component (c) mainly water, preferably in an amount of at least 20% by weight, and organic solvents in smaller proportions, preferably in an amount of ⁇ 20% by weight , -%, each based on the total weight of the coating composition.
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of water of at least 20% by weight, particularly preferably at least 25% by weight, very particularly preferably at least 30% by weight, in particular at least 35% by weight, in each case on the total weight of the coating composition.
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of water which is in a range from 20 to 65% by weight, particularly preferably in a range from 25 to 60% by weight, very particularly preferably in a range from 30 to 55% by weight. -%, based in each case on the total weight of the coating composition.
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of organic solvents which is in a range from ⁇ 20% by weight, particularly preferably in a range from 0 to ⁇ 20% by weight, very particularly preferably in a range from 0.5 to ⁇ 20 wt .-% or up to 15 wt .-%, based in each case on the total weight of the coating composition.
  • organic solvents examples include heterocyclic, aliphatic or aromatic hydrocarbons, mono- or polyhydric alcohols, in particular methanol and / or ethanol, ethers, esters, ketones and amides, such as.
  • the coating composition used according to the invention can optionally also contain at least one thickener (also referred to as thickener) as component (d).
  • thickeners are inorganic thickeners, for example metal silicates such as layered silicates, and organic thickeners, for example poly (meth) acrylic acid thickeners and / or (meth) acrylic acid (meth) acrylate copolymer thickeners, polyurethane thickeners and polymeric waxes.
  • the metal silicate is preferably selected from the group of smectites.
  • the smectites are particularly preferably selected from the group of montmorillonites and hectorites.
  • the montmorillonites and hectorites are selected from the group consisting of aluminum-magnesium silicates and sodium-magnesium and sodium-magnesium-fluorine-lithium layered silicates. These inorganic layered silicates are sold, for example, under the Laponite® brand.
  • Thickeners based on poly (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid (meth) acrylate copolymer thickeners are optionally crosslinked and / or neutralized with a suitable base. Examples of such thickeners are “alkali swellable emulsions” (ASE), and hydrophobically modified variants thereof, the “hydrophically modified alkali swellable emulsions” (HASE).
  • thickeners are preferably anionic.
  • Corresponding products such as Rheovis® AS 1130 are commercially available The basis of polyurethanes (for example polyurethane associative thickeners) are crosslinked and / or neutralized with a suitable base, if appropriate ..
  • Corresponding products such as Rheovis® PU 1250 are commercially available.
  • modified polymeric waxes based on ethylene-vinyl acetate are suitable as polymeric waxes
  • a corresponding product is commercially available, for example, under the name Aquatix® 8421.
  • the coating composition used in accordance with the invention can contain one or more commonly used additives as further component (s) (d).
  • the coating composition can contain at least one additive selected from the group consisting of reactive thinners, light stabilizers, antioxidants, deaerating agents, emulsifiers, slip additives, polymerization inhibitors, initiators for radical polymerizations, adhesion promoters, leveling agents, film-forming aids, sag control agents (SCAs), flame retardants. Contain corrosion inhibitors, siccatives, biocides and matting agents. They can be used in the known and customary proportions.
  • the coating composition used according to the invention can be produced using the customary and known mixing processes and mixing units.
  • the non-volatile content (of the solid) is determined in accordance with DIN EN ISO 3251 (date: June 2008). 1 g of sample are weighed into a previously dried aluminum dish and dried in a drying cabinet for 60 minutes at 125 ° C., cooled in a desiccator, and then weighed back. The residue based on the total amount of the sample used corresponds to the non-volatile fraction. If necessary, the volume of the non-volatile component can be determined in accordance with DIN 53219 (date: August 2009).
  • M n number average molecular weight
  • the OH number and the acid number are each determined by calculation.
  • the average particle size is determined by means of dynamic light scattering
  • the mean particle size is understood to mean the arithmetic volume mean from the mean particle size of the individual preparations (V-average mean; volume mean; dv , 50 % value (volume-related median value)). The maximum deviation of the volume average from five individual measurements is ⁇ 15%.
  • the check is carried out using polystyrene standards with certified particle sizes between 50 and 3000 nm.
  • the layer thicknesses are determined in accordance with DIN EN ISO 2808 (date: May 2007), method 12A, using the MiniTest® 3100-4100 measuring device from ElektroPhysik.
  • wedge-shaped multi-layer coatings are produced according to the following general rule:
  • a steel sheet measuring 30 x 50 cm coated with a standard KTL (CathoGuand® 800 from BASF Coatings GmbH) is provided with an adhesive strip (Tesa tape, 19 mm) on one longitudinal edge in order to be able to determine differences in layer thickness after coating.
  • a water-based kack is applied electrostatically as a wedge with a target layer thickness (layer thickness of the dried material) of 0-40 pm.
  • the outflow rate is between 300 and 400 ml / min; the speed of the ESTA bell is varied between 23,000 and 43,000 rpm; the exact details of the application parameters selected in each case are given below within the experimental section.
  • the structure After a flash-off time of 4-5 minutes at room temperature (18 to 23 ° C) the structure is dried in a forced air oven for 10 minutes at 60 ° C. After removing the adhesive strip, a commercially available two-component Ktarlack (ProGloss® from BASF Coatings GmbH) with a target layer thickness (layer thickness of the dried material) of 40-45 pm is manually applied to the dried water-based lacquer layer using a flow cup gun. The resulting clear lacquer layer is flashed off at room temperature (18 to 23 ° C.) for 10 minutes; the curing then takes place in a forced air oven at 140 ° C for a further 20 minutes.
  • Ktarlack ProductGloss® from BASF Coatings GmbH
  • the occurrence of pinholes is assessed visually according to the following general rule: The dry layer thickness of the waterborne basecoat is checked and the areas from 0 to 20 pm and from 20 pm to the end of the wedge are marked on the steel sheet for the basecoat layer thickness wedge. The pinholes are evaluated visually in the two separate areas of the water-based lacquer wedge. The number of needle stitches is counted for each area. All results are normalized to an area of 200 cm 2 and then added to a total number. In addition, a record is made of the dry layer thickness of the water-based lacquer wedge at which needle sticks no longer occur.
  • the course of the course, which is dependent on the layer thickness, is assessed according to the following general rule: the dry layer thickness of the waterborne basecoat is checked, and different areas, for example 10-15 pm, 15-20 pm and 20-25 pm, are marked on the steel sheet for the basecoat film thickness wedge.
  • the determination or assessment of the course depending on the layer thickness is carried out with the aid of the Wave scan measuring device from Byk-Gardner GmbH within the previously determined basecoat layer thickness ranges.
  • DOi characteristic "distinctness of imgage”
  • multi-layer coatings are produced according to the following general instructions:
  • a water-based lacquer is applied to a steel sheet with the dimensions 32 x 60 cm coated with a conventional filler paint by double application; the application in the first step is carried out electrostatically with a target layer thickness of 8-9 pm, in the second step after a 2-minute flash-off time at room temperature it is also applied electrostatically with a target layer thickness of 4-5 pm.
  • the resulting waterborne basecoat is then dried again after 5 minutes at room temperature (18 to 23 ° C.) in a forced air oven at 80 ° C. for 5 minutes. Both basecoats are applied at a speed of 43,000 rpm and a flow rate of 300 ml / min.
  • a commercially available two-component clear lacquer (ProGloss from BASF Coatings GmbH) with a target layer thickness of 40-45 pm is applied to the dried water-based lacquer layer.
  • the resulting clear lacquer layer is flashed off at room temperature (18 to 23 ° C.) for 10 minutes; Then the curing takes place in a convection oven at 140 ° C for a further 20 minutes.
  • the cloudiness is then assessed using the cloud-runner measuring device from BYK-Gardner GmbH.
  • the device the three parameters "Mottling15", “Mottling45” and “Mottling60”, which can be viewed as a measure of the cloudiness, measured at angles of 15 °, 45 ° and 60 ° relative to the reflection angle of the light source used for the measurement. The larger the value, the more pronounced the cloudy picture.
  • the Haake CaBER 1 (Thermo Scientific) is used to investigate the elongation behavior of the samples used.
  • the sample is located between two parallel plates, the have a diameter of 6 mm and a distance of 2 mm from one another.
  • the upper plate is then moved upwards within 40 ms so that the new distance between the two plates is 10 mm.
  • the thread diameter i.e. the filament diameter
  • the thread diameter is recorded using a high-speed camera at a frame rate of 1000 frames per second and a resolution of 1024 x 1024 pixels.
  • the rheological properties of the material are determined from the course of the thread diameter. Such materials have a higher resistance to stretching currents (i.e. a higher stretching viscosity), which show a longer thread life (filament life).
  • the disintegration of the filaments on the edge of the bell is determined using the
  • High-speed camera Fastcam SA-Z (Photon Tokyo, Japan) recorded at a frame rate of 100,000 frames per second and a resolution of 512 x 256 pixels. 2000 images are used per image for image analysis.
  • the individual images are processed in several steps in order to evaluate the length of the filaments.
  • the bell edge is removed from the respective images. To do this, each image is smoothed so much using a Gaussian filter that only the edge of the bell can be seen.
  • These images are then binarized and inverted (a). Then the original images are binarized (b) and added together with the inverted images (a). The result is a binarized series of images without a bell edge, which is inverted for further evaluation (c).
  • the hypotenuses of all objects are determined, which are calculated using x min , Xmax, ymin and y max of the objects.
  • the hypotenuses of the objects must be greater than a certain value h in order for the object to be regarded as a filament. All smaller objects, such as drops, are no longer considered for further evaluation.
  • each object must have a y value that is in the immediate vicinity of the bell edge. This will make longer fragments that are not with the bell edge are excluded for the evaluation of the filament length.
  • the rest of the objects must meet the requirement that their minimum x value is greater than 0 and their maximum x value is less than 256.
  • the solubility of the monomers in water is determined by establishing an equilibrium with the gas space above the aqueous phase (analogously to the literature X, - S. Chat, QX Hou, FJ Schork, Journal of Applied Polymer Science Vol. 99, 1296-1301 (2006) ).
  • a mass of the respective monomer is added to a defined volume of water such as 2 ml in a 20 ml gas space sample tube that this mass cannot dissolve completely in the selected volume of water.
  • an emulsifier (10 ppm, based on the total mass of the sample mixture) is added.
  • the mixture is shaken constantly.
  • the protruding gas phase is exchanged for inert gas, so that an equilibrium is restored.
  • the proportion of the substance to be detected is measured in each case in the gas phase removed (for example by means of gas chromatography).
  • the equilibrium concentration in water can be determined by graphically evaluating the proportion of the monomer in the gas phase.
  • the slope of the curve changes from an almost constant value (S1) to a significantly negative slope (S2) as soon as the excess monomer is removed from the mixture.
  • S1 almost constant value
  • S2 significantly negative slope
  • the equilibrium concentration is reached at the intersection of the straight line with the slope S1 and the straight line with the slope S2.
  • the determination described is carried out at 25 ° C. 11. Determination of glass transition temperatures of polymers, each consisting of
  • the glass transition temperature T g is determined experimentally based on DIN 51005 (date: August 2005) "Thermal Analysis (TA) - Terms” and DIN 53785 “Thermal Analysis - Dynamic Differential Calorimetry (DDK)” (date: March 1994).
  • a sample of 15 mg is weighed into a sample pan and inserted into a DSC device. It is cooled to the starting temperature and then a first and a second measuring run are carried out with an inert gas purging (N2) of 50 ml / min with a heating rate of 10 K / min, with cooling to the starting temperature again between the measuring runs.
  • N2 inert gas purging
  • the measurement takes place in the temperature range from about 50 ° C lower than the expected glass transition temperature to about 50 ° C higher than the expected glass transition temperature.
  • the glass transition temperature is the temperature in the second measuring run at which half the change in the specific heat capacity (0.5 delta cp) is reached. It is determined from the DDK diagram (plot of heat flow against temperature). It is the temperature that corresponds to the intersection of the center line between the extrapolated baselines before and after the glass transition with the measurement curve.
  • the well-known Fox equation can be used for a targeted estimate of the glass transition temperature to be expected during the measurement.
  • the coating composition is applied electrostatically as a constant layer in the desired target layer thickness (layer thickness of the dried material) such as a target layer thickness which is in a range from 15 pm to 40 pm by means of rotary atomization.
  • a multi-layer coating is produced in accordance with DIN EN ISO 28199-1 (date: January 2010) and DIN EN ISO 28199-3 (date: January 2010) according to the following general rule: one with a hardened cathodic electrocoating layer (KTL ) (CathoGuard® 800 from BASF Coatings GmbH) coated perforated sheet of 57 cm x 20 cm made of steel (according to DIN EN ISO 28199-1, point 8.1, version A) is analogous to DIN EN ISO 28199-1, point 8.2 (version A) prepared Then, based on DIN EN ISO 28199-1, point 8.3, an aqueous basecoat is applied electrostatically in a single application as a wedge with a target layer thickness (layer thickness of the dried material; rock layer thickness) in the range from 0 pm to 30 pm. The resulting basecoat is dried in the forced air oven for 5 minutes at 80 ° C without prior flashing off. The determination of the cooker limit, i.e. of the basecoat layer thickness from which the stove appears occurs
  • multi-layer coatings are produced in accordance with DIN EN ISO 28199-1 (date: January 2010) and DIN EN ISO 28199-3 (date: January 2010) according to the following general regulation:
  • clear coats :
  • the inclination of the rotor is determined in accordance with DIN EN ISO 28199-3, point 4.
  • the layer thickness is determined from which a first inclination to run on a hole can be visually observed.
  • the opacity is determined in accordance with DIN EN ISO 28199-3 (January 2010; point 7). Examples and comparative examples
  • the reaction mixture is then cooled to 60 ° C. and the neutralization mixture (table 1.1, positions 20, 21 and 22) is premixed in a separate vessel.
  • the neutralization mixture is added dropwise to the reactor over the course of 40 minutes, the pH of the reaction solution being adjusted to a pH of 7.5 to 8.5.
  • the reaction product is then stirred for a further 30 min, cooled to 25 ° C. and filtered.
  • Polyester polyols and 27.2 parts by weight of dimethylolpropionic acid from GEO Specialty Chemicals
  • the dissolution of diethylenetriamine diketimine in methyl isobutyiketone was previously by azeotropically circling the water of reaction in the reaction of diethylenetriamine (from BASF SE) prepared with methyl isobutyl ketone in methyl isobutyl ketone at 1 10 - 140 ° C.
  • the mixture was adjusted to an amine equivalent mass (solution) of 124.0 g / eq by dilution with methyl isobutyl ketone.
  • a blocking of the primary amino groups of 98.5% was determined by means of IR spectroscopy based on the residual absorption at 3310 cm-1.
  • the solids content of the isocyanate group-containing polymer solution was determined to be 45.3%.
  • microgel dispersion (PD1) thus obtained had the following key figures:
  • Solids content (130 ° C, 60 min, 1 g): 40.2% by weight
  • the yellow paste P1 is made from 17.3 parts by weight of Sicotrans-Geib L 1916, available from BASF SE, 18.3 parts by weight of a polyester produced according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE 40 09 858 A1, 43.6 parts by weight a binder dispersion prepared in accordance with international patent application WO 92/15405, page 15, lines 23-28, 16.5 parts by weight of deionized water and 4.3 parts by weight of butyl glycol.
  • the white paste P2 is made from 50 parts by weight of titanium rutile 2310, 6 parts by weight of a polyester produced in accordance with Example D, column 16, lines 37-59 of DE 40 09 858 A1, 24.7 parts by weight of one in accordance with the patent application EP 022 8003 B2, S, 8, line 6 to 18 prepared binder dispersion, 10.5 parts by weight of deionized water, 4 parts by weight of 2,4,7,9-tetramethyl-5-decindiol, 52% in BG (available from BASF SE), 4.1 parts by weight of butyl glycol , 0.4 part by weight of 10% dimethylethanolamine in water and 0.3 part by weight of Acrysol RM-8 (available from The Dow Chemical Company).
  • the black paste P3 is made from 57 parts by weight of a polyurethane dispersion prepared in accordance with WO 92/15405, page 13, line 13 to page 15, line 13, 10 parts by weight of carbon black (carbon black Monarch® 1400 from Cabot Corporation), 5 parts by weight of a polyester , prepared according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE 40 09 858 A1, 6.5 parts by weight of a 10% aqueous dimethylethanolamine solution, 2.5 parts by weight of a commercially available polyether (Pluriol® P900, available from BASF SE ), 7 parts by weight of butyl diglycol and 12 parts by weight of deionized water.
  • a polyurethane dispersion prepared in accordance with WO 92/15405, page 13, line 13 to page 15, line 13, 10 parts by weight of carbon black (carbon black Monarch® 1400 from Cabot Corporation), 5 parts by weight of a polyester , prepared according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE 40 09 858 A1, 6.5 parts by weight of
  • the barium sulfate paste P4 is made from 39 parts by weight of a polyurethane dispersion prepared in accordance with EP 0228003 B2, page 8, lines 6 to 18, 54 parts by weight of barium sulfate (Blanc fixe micro from Sachtleben Chemie GmbH), 3.7 parts by weight of butyl glycol and 0.3 parts by weight of Agitan 282 (available from Munzing Chemie GmbH) and 3 parts by weight of deionized water.
  • the steatite paste P5 is made from 49.7 parts by weight of an aqueous binder dispersion prepared in accordance with WO 91/15528, page 23, line 26 to page 24, line 24, 28.9 parts by weight of steatite ⁇ Microtalc IT extra from Mondo Minerals BV) , 0.4 parts by weight of Agitan 282 (available from Münzing Chemie GmbH), 1.45 parts by weight of Disperbyk®- 184 (available from BYK-Chemie GmbH), 3.1 parts by weight of a commercially available polyether (Pluriol® P900, available from BASF SE) and 16.45 parts by weight of deionized water.
  • an aqueous binder dispersion prepared in accordance with WO 91/15528, page 23, line 26 to page 24, line 24, 28.9 parts by weight of steatite ⁇ Microtalc IT extra from Mondo Minerals BV) 0.4 parts by weight of Agitan 282 (available from Münzing Chemie GmbH),
  • aqueous phase The components listed in Table 5 1 under “aqueous phase” are mixed together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes. Then, using deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 5 mPa-s at a shear stress of 1000 s 1 , measured using a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) at 23 ° C.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Aqueous polyurethane polyurea Aqueous polyurethane polyurea
  • Butylglycol (Rheovis® PU 1250 available from 0.33 0.27 0.20
  • Atuminiumpigment premix
  • aqueous phase The components listed in Table 5.2 under “aqueous phase” are mixed together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under ⁇ Muminium pigment premix “or“ Micapigment premix “. These premixes are added separately to the aqueous mixture. After adding a premix, the mixture is stirred for 10 minutes in each case.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Polyurethane dispersion manufactured according to WO 92/15405, p. 13, line.
  • Polyester made according to page 28, lines 13 to 33 (example
  • Polyester prepared according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE
  • Pluriol® P900 available from BASF SE 0.6
  • Ratio pigment / binder 0.3 0.3
  • aqueous phase The components listed in table 5.3 under “aqueous phase” are mixed together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes. Subsequently, with the aid of deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 5 mPa-s at a shear stress of 1000 s ' 1 , measured with a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) at 23 ° C.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Daotan® VTW 6464 available from Allnex 1, 59 1, 59 1, 59 1, 59 1, 59
  • Butylglycol (Rheovis® PU 1250 available from 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24
  • Tinuvin® 123 available from BASF SE 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64
  • Tinuvin® 384-2 available from BASF SE 0.40 0.40 0.40 0.40
  • Polyester prepared according to Example D, column _ nn
  • aqueous phase The components listed in Table 5.4 under “aqueous phase” are stirred together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes. Subsequently, with the aid of deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 5 mPa-s at a shear stress of 1000 s ' ⁇ are measured using a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) at 23 ° C.
  • Aqueous binder dispersion AD1 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33
  • Butylglyko! (Rheovis® PU 1250 available from BASF SE) Aluminum pigment preparation
  • Pigment / binder ratio 0.25 0.09 0.25 0.09
  • aqueous phase The components listed in Table 5 5 under “aqueous phase” are stirred together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes. Then, using deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 5 mPa-s at a shear stress of 1000 s 1 , measured using a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / GC by Anton Paar) at 23 ° C.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Tinuvin® 123 available from
  • Example D column 16, lines 37-3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
  • aqueous phase The components listed in table 5.6 under “aqueous phase” are mixed together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. These premixes are added separately to the aqueous mixture. After adding a premix, the mixture is stirred for 10 minutes in each case. Then, using deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 10 mPa s at a shear stress of 1000 s ' 1 , measured with a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) set at 23X.
  • Table 5.8 Production of waterborne basecoats WBL25 to WBL30
  • Aqueous binder dispersion AD1 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33
  • Rheovis® AS 1130 available from BASF SE 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 10% dimethylethanolamine in water 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0, 51
  • butyl glycol (Rheovis® PU 1250 available from 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 BASF SE)
  • Pigment / binder ratio 0.25 0.09 0.25 0.09 0.25 0.09 0.25 0.09 0.09 0.09 0.09
  • aqueous phase The components listed in Table 5.7 under “aqueous phase” are stirred together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes.
  • the pH is then adjusted to 8 using deionized water and dimethylethanolamine and a spray viscosity of 130 ⁇ 5 mPa-s (WBL31) or 80 ⁇ 5 mPa-s (WBL31a) at a shear stress of 1000 s ' 1 , measured with a rotary viscometer ⁇ Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) at 23 ° C, set In the case of WBL31a, a higher amount of deionized water is used for this.
  • Polyurethane dispersion produced according to WO 92/15405, p. 13, line.
  • Tinuvin® 123 available from BASF SE 0.61 0.61
  • Tinuvin® 384-2 available from BASF SE 0.38 0.38 deionized water 7.91 12.10
  • Polyester prepared according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE
  • aqueous phase The components listed in Table 5.8 under “aqueous phase” are stirred together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Butylglycol / polyester blend (3: 1)". This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes. Then, using deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 135 ⁇ 5 mPa-s at a shear stress of 1000 s 1 , measured with a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) set at 23X.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Polyurethane dispersion produced according to WO 92/15405, p. 13, line.
  • Tinuvin® 123 available from BASF SE 0.75 0.75
  • Tinuvin® 384-2 available from BASF SE 0.47 0.47
  • Polyester prepared according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Daotan® VTW 6464 available from Allnex 1, 75 1, 75 1.75 1, 75 polyurethane modified polyacrylate; manufactured
  • Butylglycol (Rheovis® PU 1250 available from 0.26 0.26 0.26 0.26 BASF SE)
  • Tinuvin® 123 available from BASF SE 0.71 0.71 0.71 0.71 Tinuvin® 384-2, available from BASF SE 0.44 0.44 0.44 0.44 butylglycol 12.50 - 12.50 deionized water 3.00 3.00 total; 87.50 100.00 90.50 103.00 6. Examinations and comparison of the properties of the aqueous basecoats or the films and coatings obtained therefrom
  • the determination of the middle filament length at the bell edge shows that with increasing concentration of the aluminum pigments within the respective basecoats (the concentration increases from WBL1 to WBL3 or from WBL4 to
  • WBL6 zu) smaller filaments with shorter filament lengths are formed, which correlates with the visually assessed degree of wetness.
  • concentration of the aluminum pigments increases, the atomization becomes finer overall, since smaller filaments are formed, and the result is a lower degree of wetness, which is contrary to what a person skilled in the art would appreciate due to the CaBER measurements and the increasing thread lifespan within the series WBL1 to WBL3 or WBL4 to WBL6 would have expected.
  • WBL8 proved to be significantly more critical with regard to the occurrence of needlesticks, especially at a relatively low speed of 23,000 rpm. This behavior correlates with a longer filament length, which was determined experimentally in the case of WBL8 in comparison to WBL7 and which in turn is a measure for a coarser atomization or an increased degree of wetness.
  • Table 6.2 Results of the investigations regarding the occurrence of needlesticks
  • WBL12 0.820 10.40 74.35 15.10 71.44 18.70 68.37 4 WBL9 and WBL11 each have a pigment / binder ratio of 0.35, whereas WBL10 and WBL12 each have a pigment / binder ratio of 0.13.
  • WBL11 or 0.13 (WBL10 and WBL12) shows that a longer filament length, i.e. a coarser and therefore wetter atomization leads to poorer flow values, which is illustrated by the short wave and DOI values obtained.
  • the tests on the water-based paints WBL32 and WBL33 as well as WBL34 and WBL35 or WBL34a and WBL35a with regard to the degree of wetness were carried out according to the method described above. In particular, it clarifies how an additional amount of a co-binder (polyester), but especially a solvent, can be used to influence the atomization and the resulting degree of wetness, which is responsible for properties such as cloudy, needlestick robustness, etc.
  • the tests on the samples WBL32 and WBL33 were carried out at a speed of the ESTA-G locke of 63,000 rpm, that of the samples WBL34 and WBL35 or WBL34a and WBL35a at 43,000 rpm and 63,000 rpm. In all cases the outflow rate was 300 ml / min. Tables 6.13 and 6.14 summarize the results.
  • the examples demonstrate that the method according to the invention can be used to make predictions for the atomization of a lacquer, which correlate with the qualitative properties of the final coating (number of pinpricks, degree of wetness, cloudy or course or appearance and opacity) and in particular better than other methods of Correlate state of the art.
  • the method according to the invention thus enables a simple and efficient method for quality assurance. It can help to carry out coating developments in a more targeted manner, and in doing so, based on complex coating processes for model substrates ⁇ incl. Stoving the materials) at least in part. 7. Investigations on clear coats tozw. of the films and coatings obtained from it
  • Sample KL1 is a commercially available two-component clearcoat (ProGloss from BASF Coatings GmbH), containing pyrogenic silica as a rheology aid (AerosiKD types from Evonik), the base coat with ethyl 3-ethoxypropionate to a viscosity of 100 mPa -s was set at 1000 / s.
  • Sample KL1a corresponds to KL1 with the difference that the base paint was adjusted to a viscosity of 50 mPa-s at 1000 / s with ethyl 3-ethoxypropionate.
  • Klariack KL1b corresponds to KL1 with the difference that the base paint was adjusted to a viscosity of 50 mPa-s at 1000 / s with ethyl 3-ethoxypropionate.
  • Sample KL1b corresponds to KL1 with the difference that it contains no pyrogenic silica as a rheological aid.
  • the base varnish was also adjusted to a viscosity of 100 mPa-s at 1000 / s with ethyl 3-ethoxypropionate as in the case of KL.
  • KL1b average filament lengths were determined that were longer than i in the case of KL1.
  • KL1a medium filament lengths were determined, which were longer than in the case of KL1.
  • the examples demonstrate that the method according to the invention can also be used to make predictions for the atomization of a lacquer, particularly for clear lacquers, which correlate with qualitative properties of the final coating (e.g. runner behavior) and in particular correlate better than other prior art methods.
  • the method according to the invention thus enables a simple and efficient method for quality assurance. It can help to carry out paint development in a more targeted manner and at least partially dispense with complex coating processes for model substrates (including baking the materials).

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge von bei Durchführung einer Rotationszerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung gebildeten Filamenten, welches wenigstens die Schritte (1) bis (3) umfasst, nämlich Zerstäubung der Beschichtungsmittelzusammensetzung mittels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller aufweist (1), optische Erfassung der dabei an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera (2) und digitale Auswertung der so erhaltenen optischen Daten unter Erhalt der mittleren Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente, die sich an der Glockentellerkante des Glockentellers befinden (3), sowie Verfahren zur Erstellung einer elektronischen Datenbank und zum Screening von Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen, welche auf Grundlage des vorgenannten Verfahrens durchgeführt werden.

Description

Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge während der Rotationszerstäubung und darauf basierendes Screening-Verfahren bei der
Lackentwicklung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der mitleren Filamentlänge von bei Durchführung einer Rotationszerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung gebildeten Filamenten, welches wenigstens die Schritte (1) bis (3) umfasst, nämlich Zerstäubung der Beschichtungsmittelzusammensetzung mittels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller aufweist (1), optische Erfassung der dabei an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera (2) und digitale Auswertung der so erhaltenen optischen Daten unter Erhalt der mitleren Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente, die sich an der Glockentellerkante des Glockentellers befinden (3), sowie Verfahren zur Erstellung einer elektronischen Datenbank und zum Screening von Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen, welche auf Grundlage des vorgenannten Verfahrens durchgeführt werden. Stand der Technik
Insbesondere in der Automobilindustrie wird heutzutage eine Reihe von
Beschichtungsmittelzusammensetzungen wie beispielsweise Basislacke mitels Rotationszerstäubung auf das jeweils zu beschichtende Substrat aufgetragen. Solche Zerstäuber weisen einen schnell rotierenden Applikationskörper wie beispielsweise einen Glockenteller auf, der die aufzutragende Beschichtungsmrttel- zusammensetzung insbesondere aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft unter Bildung von Filamenten in einen Sprühnebel in Form von Tröpfchen zerstäubt. Üblicherweise erfolgt die Applikation der Beschichtungsmittelzusammensetzung elektrostatisch, um einen möglichst hohen Auftragswirkungsgrad und einen möglichst geringen Overspray zu gewährleisten. An der Glockentellerkante erfolgt dabei eine Aufladung des durch insbesondere Zentrifugalkräfte zerstäubten Lackes durch direktes Anlegen einer Hochspannung an die aufzutragende Beschichtungsmittelzusammensetzung (Direktaufladung). Nach Auftrag der jeweiligen Beschichtungsmitelzusammensetzung auf das Substrat wird der resultierende Film - gegebenenfalls nach zusätzlichem Aufbringen weiterer darüber liegender Beschichtungsmittelzusammen-setzungen in Form von weiteren Filmen - gehärtet bzw. eingebrannt, um die resultierende erwünschte Beschichtung zu erhalten.
Eine Optimierung von insbesondere auf diese Weise erhaltenen Beschichtungen hinsichtlich bestimmter erwünschter Eigenschaften der Beschichtung wie einer Vermeidung oder zumindest einer Verringerung der Neigung zur Ausbildung bzw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten wie beispielsweise Nadelstichen, Wolkigkeit und/oder der Verlaufseigenschaften ist vergleichsweise aufwendig und üblicherweise nur empirisch möglich. Dies bedeutet, dass entsprechende Beschichtungsmittelzusammensetzungen bzw. üblicherweise ganze Testreihen davon, innerhalb derer verschiedene Parameter variiert worden sind, erst hergestellt und dann wie im vorstehenden Absatz beschrieben auf ein Substrat aufgetragen und gehärtet bzw. eingebrannt werden müssen. Im Anschluss müssen die dann erhaltenen Reihen an Beschichtungen bezüglich der erwünschten Eigenschaften untersucht werden, um eine mögliche Verbesserung der untersuchten Eigenschaften beurteilen zu können. Üblicherweise muss dieses Procedere unter weiterer Parametervariierung mehrfach wiederholt werden, bis die erwünschte Verbesserung der untersuchten Eigenschaft(en) der Beschichtung nach Härtung bzw. Einbrennen erzielt worden ist.
Es ist im Stand der Technik bekannt, die zur Herstellung solcher Beschichtungen eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen anhand ihres Scherviskositätsverhaltens zu untersuchen und zu charakterisieren (Scherrheologie), um ihr jeweiliges Applikationsverhalten besser verstehen zu können. Hier können beispielsweise Kapillarrheometer eingesetzt werden. Nachteilig an dieser auf die Untersuchung der Scherrheologie fokussierten Vorgehensweise ist jedoch, dass dabei der bei der Rotationszerstäubung auftretende durchaus signifikante Einfluss der Dehnviskosität nicht oder nicht in ausreichendem Maße berücksichtigt wird (Dehnrheologie). Die Dehnviskosität ist ein Maß für den Widerstand eines Materials gegen das Fließen in einer Dehnströmung. Solche Dehnströmungen treten üblicherweise in allen diesbezüglich relevanten technischen Prozessen zusätzlich zu den Scherströmungen auf, wie zum Beispiel im Fall von Kapillareinlauf- und Kapillarauslauf-Strömungen. Im Fall eines Newtonschen Fließverhaltens lässt sich die Dehnviskosität aus ihrem konstanten Verhältnis zur klassisch bestimmten Scherviskosität (Trouton-Verhältnis) berechnen. Im Fall eines nicht-Newtonschen Fließverhaltens, welches in der Praxis bei einer Vielzahl von Anwendungen weitaus häufiger auftritt, ist es dagegen üblicherweise erforderlich, die Dehnviskosität als einen von der Scherviskosität unabhängigen Parameter unter Zuhilfenahme eines Dehnrheometers experimentell zu bestimmen, wenn die Dehnrheologie bei der vorgenannten Beschreibung und Charakterisierung in ausreichendem Maße berücksichtigt werden soll. Insbesondere bei Durchführung des vorgenannten Rotationszerstäubungsverfahrens kann die Dehnviskosität einen durchaus signifikanten Einfluss auf den Zerstäubungsprozess und den Zerfall der Filamente zu Tropfen haben, die dann den Sprühnebel bilden. Im Stand der Technik sind Methoden zur Bestimmung der Dehnviskosität bekannt. Üblicherweise wird die Dehnviskosität dabei mitels Capillary Breakup Extensional Rheometer bestimmt (CaBER). Es ist jedoch bislang keine Methode verfügbar, bei der - ohne das zu untersuchende Material tatsächlich einer Zerstäubung zu unterwerfen - sowohl Dehn- als auch Scherkräfte gleichermaßen ausreichend berücksichtigt werden.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren, das es ermöglicht, mittels Untersuchung des Zerstäubungsverhaltens von Beschichtungsmittelzusammensetzungen eine Verbesserung von bestimmten erwünschten Eigenschaften der mittels dieser Zerstäubung herzustellenden Beschichtungen wie einer Vermeidung oder zumindest einer Verringerung der Neigung zur Ausbildung b zw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten zu erzielen, ohne dass dabei der üblicherweise erforderliche gesamte Lackier- und Einbrennprozess zur Herstellung solcher Beschichtungen durchlaufen werden muss. Gleichermaßen sollte ein solches Verfahren jedoch nicht nur in ausreichendem Maße die dabei auftretende Scherrheologie berücksichtigen, sondern auch die Dehnrheologie.
Aufgabe
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches es ermöglicht, eine Untersuchung und insbesondere eine Verbesserung von bestimmten erwünschten Eigenschaften von mittels Rotationszerstäubung herzustellenden Beschichtungen wie einer Vermeidung oder zumindest einer Verringerung der Neigung zur Ausbildung bzw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten zu erzielen, ohne dass dabei die jeweils einzusetzende Beschichtungsmitelzusammensetzung mittels eines konventionellen Lackierverfahrens auf ein Substrat aufgetragen und insbesondere eine Härtung bzw. ein Einbrennen des resultierenden Films zur Hereteilung der Beschichtung erfolgen muss, da dies vergleichsweise aufwendig und mindestens aus ökonomischen Gründen nachteilig ist. Gleichermaßen sollte ein solches Verfahren das bei der Zerstäubung auftretende Dehnverhalten in ausreichendem Maß berücksichtigen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren für wässrige Basislacke als Beschichtungsmittelzusammensetzungen zur Verfügung zu stellen.
Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Patentansprüchen beanspruchten Gegenstände sowie die in der nachfolgenden Beschreibung beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen dieser Gegenstände.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge von bei Durchführung einer Rotationszerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung gebildeten Filamenten, welches wenigstens die Schritte (1 ) bis (3) umfasst, nämlich
(1 ) Zerstäubung der Beschichtungsmittelzusammensetzung mittels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller aufweist,
(2) optische Erfassung der bei der Zerstäubung gemäß Schritt (1) an der Glockenteilerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera, und (3) digitale Auswertung der durch die optische Erfassung gemäß Schritt (2) erhaltenen optischen Daten unter Erhalt der mittleren Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente, die sich an der Glockentellerkante des Glockentellers befinden.
Es wurde überraschend gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren es erlaubt, das Rotationszerstäubungsverhalten verschiedenster Beschichtungsmittelzusammensetzungen, insbesondere von wässrigen Basislacken, zu untersuchen und zu charakterisieren. Dies gelingt überraschenderweise auf Basis der Bestimmung der mittleren Filamentlängen derjenigen bei der Zerstäubung auftretenden Filamente, die sich an der Glockenkante des Glockentellers befinden, wenn ein solcher Glockenteller als rotierender Applikationskörper bei der Rotationszerstäubung eingesetzt wird.
Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten mittleren Filamentlängen können in eine elektronische Datenbank inkorporiert werden bzw. eine entsprechende Datenbank kann erstellt und/oder aktualisiert werden. Ein zweiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Erstellen und/oder Aktualisierung einer elektronischen Datenbank beinhaltend mittlere Filamentlängen zerstäubter und voneinander unterschiedlicher Beschichtungsmittelzusammensetzungen, wobei das Verfahren wenigstens die Schrite (1) bis (3), (4A) und (5A) umfasst, nämlich
Schritte (1 ), (2) und (3) gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge für eine erste Beschichtungsmittelzusammensetzung (i),
(4A) Inkorporation der gemäß Schritt (3) für die erste Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) ermittelte mittlere Filamentlänge in eine elektronische Datenbank, und
(5A) wenigstens einfache Wiederholung der Schritte (1 ) bis (3) und (4A) für wenigstens eine weitere von der ersten Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) verschiedene Beschichtungsmittelzusammensetzung. Vorzugsweise beinhaltet die Inkorporation der ermittelten mittleren Filamentlänge in die Datenbank gemäß Schrit (4A) zudem die Inkorporation der jeweiligen Standardabweichungen der jeweils ermitelten mittleren Filamentlängen in die Datenbank.
Bei Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren wird der Einfluss der bei einer Rotationszerstäubung von zur Herstellung von Beschichtungen einsetzbaren Beschichtungsmittelzusammensetzungen auftretenden Dehnviskosität in einem ausreichenden Maße berücksichtigt. Dies gelingt insbesondere, da bei Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren vergleichsweise hohe Dehngeschwindigkeiten berücksichtigt werden, nämlich Dehnraten von bis zu 100.000 s 1, und damit höhere Dehnraten als bei konventionellen CaBER-Messungen zur Bestimmung der Dehnviskosität, bei denen insbesondere im Fall von Basislacken nur Dehnraten von bis zu 1.000 s“1 erzielt werden, und die Bestimmung der mitleren Filamentlängen daher bei vorgenannten vergleichsweise hohen Dehnraten erfolgt. Selbst wenn bei der Rotationszerstäubung eine nur vergleichsweise geringe Drehgeschwindigkeit (Rotationsgeschwindigkeit) des Glockentellers eingestellt wird, werden mitels der erfindungsgemäßen Verfahrens im Gegensatz zu herkömmlichen CaBER-Verfahren eine höhere Dehnviskosität und höhere auftretende Dehnraten erzielt und berücksichtigt. Die erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichen zudem eine Berücksichtigung von bei einer Rotationszerstäubung - neben Scher- und Dehnraten - auftretenden Querströmungen. Solche Querströmungen werden bei keinem der üblichen bekannten Verfahren zur Untersuchung der Scher- oder Dehnrheologie berücksichtigt Dadurch, dass die erfindungsgemäßen Verfahren mit dem Schritt (1) selbst die Durchführung einer Rotationszerstäubung beinhalten, ist es möglich, sowohl Scherrheologie als auch Dehnrheologie als auch das Auftreten von Querströmungen ausreichend innerhalb eines einzigen Verfahrens zu berücksichtigen und nicht anhand von Methoden, die nur einzelne Elemente (Scherrheologie oder Dehnrheologie) erfassen können.
Es wurde ferner überraschend gefunden, dass insbesondere im Fall von als Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der Rotationszerstäubung eingesetzten wässrigen Basislacken darin enthaltene Pigmente, insbesondere Effektpigmente wie Aiuminium-Effektpigmente, mit steigendem Anteil, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, zu einer Verkürzung der Länge der Filamente (also zu geringeren mittleren Filamentlängen) wenigstens derjenigen bei der Zerstäubung auftretenden Filamente führen, die sich an der Glockenkante des Glockentellers befinden. Geringere mitlere Filamentlängen führen zu einer kürzeren Lebensdauer dieser Filamente an der Glockentellerkante. Solche geringeren mittleren Filamentlängen wiederum bedeuten eine „feinere“ Zerstäubung der eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung. Eine möglichst feine Zerstäubung ist wünschenswert, da damit ein geringerer Nässegrad, also ein weniger nasses Erscheinungsbild des nach Auftrag der eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung gebildeten Films einhergeht. Dem Fachmann ist bekannt, dass ein zu hoher Nässegrad zu einem unerwünschten Auftreten von Kochern und/oder Nadelstichen, zu einem schlechteren Farbton und/oder Flop und/oder zum Auftreten von Wolkigkeit führen kann. Dieser technische Effekt, also das Auftreten von an der Glockenkante des Glockentellers befindlichen Filamenten mit geringerer mitlerer Filamentlänge bei steigendem Pigmentanteil in der Beschichtungsmittelzusammensetzung und die damit verbundenen vorteilhaften Eigenschaften wie ein geringerer Nässegrad, ist umso überraschender, als mittels vergleichender CaBER-Messungen der gleichen Beschichtungsmitelzusammensetzungen bei steigendem Pigmentanteil eine längere Lebensdauer dieser Filamente und damit höhere mittlere Filamentlängen bestimmt worden sind, die wiederum zu einem unerwünschten höheren Nässegrad führen sollten. Untersuchungen des Nässegrads von unter Einsatz der Beschichtungsmittelzusammensetzungen erhaltenem Filme haben jedoch die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Ergebnisse bezüglich des Nässegrads bestätigt. Dies zeigt, dass die mitels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Ergebnisse in einem höheren Maße den realen Bedingungen entsprechen als die auf Grundlage von vergleichenden CaBER-Messungen erhaltenen Ergebnisse. Mit anderen Worten kann eine Stützung allein auf CaBER- Messungen zu einer fehlerhaften Einschätzung der tatsächlichen in der Praxis auftretenden Begebenheiten führen, insbesondere zu einem auf Grundlage des mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Ergebnisses konträren und inkorrektem Verhalten.
Überraschenderweise kann mitels Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrens auf Grundlage der ermitelten mitleren Filamentlängen eine Untersuchung und insbesondere eine Verbesserung von bestimmten erwünschten Eigenschaften von mitels der Rotationszerstäubung herzustellenden Beschichtungen erzielt werden, insbesondere hinsichtlich einer Vermeidung oder zumindest einer Verringerung der Neigung zur Ausbildung bzw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten, ohne dass dabei die jeweils einzusetzende Beschichtungsmittelzusammensetzung mittels eines konventionellen Lackierverfahrens auf ein Substrat aufgetragen und eine Härtung bzw. ein Einbrennen des resultierenden Films zur Hereteilung der Beschichtung erfolgen muss.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Screening von Beschichtungsmitelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen, welches wenigstens die Schrite (1 ) bis (3), (4B), (5B) und (6B) sowie gegebenenfalls (7B) umfasst, wobei innerhalb der Schritte (1 ) bis (3) zunächst die mittlere Filamentlänge von bei Durchführung einer Rotationszerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) gebildeten Filamenten gemäß dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge bestimmt wird. Diese Schritte (1 ) bis (3) entsprechend somit den Schriten (1) bis (3) des ersten Gegenstands der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren zum Screening von Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der
Entwicklung von Lackformulierungen umfasst wenigstens die Schritte (1 ) bis (3), (4B), (5B) und (6B) sowie gegebenenfalls (7B), nämlich
(1) Zerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) mitels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller aufweist,
(2) optische Erfassung der bei der Zerstäubung gemäß Schrit (1) an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mitels wenigstens einer Kamera,
(3) digitale Auswertung der durch die optische Erfassung gemäß Schritt (2) erhaltenen optischen Daten unter Erhalt der mittleren Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente, die sich an der Glockentellerkante des Glockentellers befinden,
(4B) Vergleich der gemäß Schritt (3) für die Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1) bestimmte mittlere Filamentlänge mit in einer elektronischen Datenbank hinterlegten mitleren Filamentlängen weiterer
Beschichtungsmittelzusammensetzungen, wobei diese Datenbank mittels des vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen und/oder Aktualisierung einer elektronischen Datenbank erhältlich ist (zweiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung),
(5B) Überprüfung auf Basis des Vergleichs gemäß Schritt (4B), ob die gemäß Schritt (3) für die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) bestimmte mitlere Filamentlänge die Bedingung erfüllt, dass sie geringer ist als wenigstens eine in der Datenbank hinterlegte mittlere Filamentlänge einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (X2), die von der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) verschieden ist, jedoch einen zur Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) identischen Pigment-Gehalt aufweist oder einen solchen Pigment-Gehalt aufweist, der um maximal ±10 Gew.-% von dem Pigment-Gehalt der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) abweicht, bezogen auf die in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) vorhandene Pigment-Menge, und welche zudem das oder die identische(n) Pigment(e) oder das oder die im Wesentlichen identische(n) Pigment(e) enthält wie die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ),
(6B) Auswahl der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) zum Aufbringen auf ein Substrat, falls die für die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) bestimmte mittlere Filamentlänge die in Schritt (5B) -genannte Bedingung erfüllt oder
Anpassen wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) und/oder wenigstens eines Verfahrensparameters bei der Durchführung der Schrite (1) bis (3) des Verfahrens zum Screening von Beschichtungsmitelzusammensetzungen» falls die für die Beschichtungsmitelzusammensetzung <X1 ) bestimmte mittlere Filamentlänge die in Schrit (5B) genannte Bedingung nicht erfüllt,
(7B) wenigstens einfache Wiederholung der Schritte (1) bis (3), (4B) und (SB), falls gemäß Schrit (6B) wenigstens eine Parameteranpassung erforderlich gewesen ist» bis gemäß einer wenigstens einfach wiederholten Durchführung von Schrit (6B) aufgrund der Erfüllung der in Schrit (5B) genannten Bedingung gemäß Schritt (6B) eine Auswahl der eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzung zum Aufbringen auf ein Substrat erfolgt.
Es wurde überraschend gefunden» dass das erfindungsgemäße Verfahren zum Screening von Beschichtungsmitelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen weniger aulwendig ist als übliche Verfahren und somit (zeit)ökonomische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber entsprechenden herkömmlichen Verfahren aufweist. Mitels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann überraschenderweise auf Grundlage der ermitelten mitleren Filamentlängen mit einer ausreichen hohen Wahrscheinlichkeit abgeschätzt werden» ob bestimmte optische Defekte und/oder Oberflächendefekte der herzustellenden Beschichtung zu erwarten sind» ohne die Beschichtung überhaupt herzustellen» insbesondere im Fall von wässrigen Basislacken. Dies gelingt überraschenderweise durch Ermittlung der mitleren Filamentlängen der bei der Zerstäubung auftretenden Filamente» die sich an der Glockenkante des Glockentellers des Rotationszerstäubers befinden, und durch eine Korrelation dieser ermittelten Filamentlängen mit dem Auftreten der vorgenannten optischen Defekte und/oder Oberflächendefekte bzw. ihrer Vermeidung/Verringerung. In Abhängigkeit dieser bei der Zerstäubung auftretenden mittleren Filamentlängen ist es so möglich, die resultierenden Eigenschaften wie optische Eigenschaften und/oder Oberfiächeneigenschaften der herzustellenden Beschichtung kontrollieren zu können und insbesondere das Auftreten von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Mit anderen Worten können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgrund der Untersuchung des Zerstäubungsverhaltens einer Beschichtungsmittel- Zusammensetzung Vorhersagen betreffend qualitative Eigenschaften der finalen Beschichtung (wie dem Auftreten von Nadelstichen, Wolkigkeit, Verlauf bzw. der Appearance) getroffen werden. Insbesondere wurde überraschend gefunden, dass diese besser als andere aus dem Stand der Technik bekannte Methoden wie CaBER-Messungen mit diesen Eigenschaften korrelieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht damit eine einfache und effiziente Methode zur Qualitätssicherung und ermöglicht eine zielgerichtete Entwicklung von Beschichtungsmitelzusammensetzungen, ohne dabei auf vergleichsweise aufwendige Beschichtungsverfahren von (Modell)substraten zurückgreifen zu müssen. Insbesondere kann dabei der Schritt des Härtens bzw. Einbrennens entfalten.
Ausführliche Beschreibung Erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung der mitleren Filamentlänge
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentfänge von bei Durchführung einer Rotationszerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung gebildeten Filamenten, welches wenigstens die Schrite (1 ) bis (3) umfasst.
Der Begriff der„Rotationszerstäubung“ bzw. der„Hoch rotationszerstä u bu ng“ bzw. der „Hochgeschwindigkeits-Rotationszerstäubung“ ist dem Fachmann bekannt. Solche Rotationszerstäuber weisen einen rotierenden Applikationskörper auf, der die aufzutragende Beschichtungsmittelzusammensetzung aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft in einen Sprühnebel in Form von Tropfen zerstäubt. Der Applikationskörper ist dabei ein vorzugsweise metallischer Glockenteller.
Bei der Rotationszerstäubung mitels Zerstäubern entstehen zunächst an der Kante des Glockentellers sogenannte Filamente, die dann im weiteren Verlauf des Zerstäubungsverfahrens weiter in vorgenannte Tropfen zerfallen, die dann einen Sprühnebel bilden. Die Filamente stellen damit eine Vorstufe dieser Tropfen dar. Die Filamente können durch ihre Filamentlänge (auch als„Fadenlänge“ bezeichnet) und ihren Durchmesser (auch als „Fadendurchmesser“ bezeichnet) beschrieben und charakterisiert werden.
Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in ausreichendem Maße die bei der Rotationszerstäubung auftretende Dehnviskosität berücksichtigt. Dem Fachmann ist der Begriff der Dehnviskosität h e {\displaystyle \eta __{\mathrm {e} }} mit der Einheit Pascalsekunde (Pa- s) als ein Maß für den Widerstand eines Materials gegen das Fließen in einer Dehnströmung bekannt. Methoden zur Bestimmung der Dehnviskosität sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Üblicherweise wird die Dehnviskosität dabei mitels sogenannter Capillary Breakup Extensionai Rheometer bestimmt (CaBER), die beispielsweise von der Firma Thermo Scientific vertrieben werden. Mittels entsprechender CaBER-Messungen ermittelte vergleichsweise hohe Werte der Dehnviskosität (also vergleichsweise hohe Dehnwiderstände) bedeuten eine vergleichsweise hohe Stabilität der Filamente, die bei der Zerstäubung entstehen. Je höher wiederum die Stabilität der Filamente ist, desto höher ist die mittlere Lebensdauer der bei der Zerstäubung auftretenden Filamente (auch als Fadenlebensdauer bezeichnet), bevor diese weiter in Tropfen zerfallen, die dann den Sprühnebel bilden. Mit einer solchen vergleichsweise hohen mittleren Lebensdauer der Filamente einher geht üblicherweise wiederum eine höhere mittlere Filamentlänge dieser Filamente. Eine Methode zur Bestimmung der Fadenlebensdauer, also der Lebensdauer eines Filaments, In einem Dehnexperiment mittels einer CaBER-Messung, ist nachfolgend innerhalb der Methodenbeschreibung angegeben.
Schritt (1)
Schrit (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft eine Zerstäubung der eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung mittels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller aulweist Dabei kann optional eine elektrostatische Aufladung der zerstäubten Beschichtungsmittelzusammensetzung an der Kante des Glockentellers durch Anlegen einer Spannung erfolgen. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere für die Durchführung von Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist dies jedoch nicht notwendig. Die Rotationsgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) des Glockentellers ist einstellbar. Vorliegend liegt die Rotationsgeschwindigkeit vorzugsweise bei mindestens 10.000 Umdrehungen/min (Upm) und bei höchstens 70.000 Umdrehungen/min. Vorzugsweise liegt die Drehgeschwindigkeit in einem Bereich von 15.000 bis 70.000 Upm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 17.000 bis 70.000 Upm, insbesondere von 18.000 bis 85.000 Upm oder von 18.000 bis 80.000 Upm. Ab einer Rotationsgeschwindigkeit von 15.000 Umdrehungen pro Minute bezeichnet man einen entsprechenden Rotationszerstäuber im Sinne dieser Erfindung vorzugsweise als Hoehgeschwindigkeits-Rotationszerstäuber. Rotationszerstäubung im Allgemeinen und Hochgeschwindigkeitsrotationszerstäubung im Speziellen sind in der Automobilindustrie weit verbreitet. Die hierfür eingesetzten (Hochgeschwindigkeits-)Rotationszerstäuber sind kommerziell erhältlich, beispielhaft sind hier Produkte aus der Eco ell®-Reihe der Firma Dürr zu nennen. Solche Zerstäuber sind zur vorzugsweise elektrostatischen Applikation einer Vielzahl von unterschiedlichen Beschichtungsmittelzusammensetzungen wie Lacken, geeignet, die In der Automobilindustrie eingesetzt werden. Besondere bevorzugt werden innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens Basislacke, insbesondere wässrige Basislacke als Beschichtungsmittelzusammensetzungen eingesetzt. Die Applikation der Beschichtungsmittelzusammensetzung kann elektrostatisch erfolgen, muss jedoch nicht. Im Fall einer elektrostatischen Applikation erfolgt eine elektrostatische Aufladung der durch Zentrifugalkräfte zerstäubten Beschichtungsmitelzusammensetzung an der Glockentellerkante durch vorzugsweise direktes Anlegen einer Spannung wie einer Hochspannung an die aufzutragende Beschichtungsmitelzusammensetzung (Direktaufladung).
Die Ausfiussrate der zu zerstäubenden Beschichtungsmittelzusammensetzung während der Durchführung von Schrit (1) ist einstellbar. Vorzugsweise liegt die Ausflussrate der zu zerstäubenden Beschichtungsmittelzusammensetzung während der Durchführung von Schritt (1 ) in einem Bereich von 50 bis 1.000 ml/min, besonders bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 800 ml/min, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 150 bis 600 ml/min, insbesondere in einem Bereich von 200 bis 550 ml/min. Vorzugsweise liegt die Ausflussrate der zu zerstäubenden Beschichtungsmittelzusammensetzung während der Durchführung von Schrit (1 ) in einem Bereich von 100 bis 1.000 ml/min oder von 200 bis 550 ml/min und/oder die Drehzahl des Glockentellers in einem Bereich von 15.000 bis 70.000 Umdrehungen/min oder von
15.000 bis 60.000 Upm.
Vorzugsweise wird in Schrit (1 ) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Basislack, besondere bevorzugt ein wässriger Basislack, als Beschichtungsmittelzusammensetzung eingesetzt, insbesondere ein wässriger Basislack, welcher wenigstens ein Effektpigment enthält.
Schritt (2)
In Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine optische Erfassung der bei der Zerstäubung gemäß Schritt (1) an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera.
Mit anderen Worten wird innerhalb von Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens der Zerstäubungsvorgang gemäß Schritt (1 ) an der Glockentellerkante des Glockentellers der Glocke optisch erfasst, insbesondere abfotografiert und/oder eine entsprechende Videoaufnahme angefertigt. Auf diese Weise können Informationen über den Zerfall von bei der Zerstäubung direkt an der Glockentellerkante entstehenden Filamenten gewonnen werden.
Die zur Durchführung von Schritt (2) eingesetzte Kamera ist vorzugsweise eine Hochgeschwindigkeitskamera. Beispiele für solche Kameras sind Modelle aus der Fastcam®-Reihe der Firma Photron Tokyo aus Japan wie zum Beispiel das Modell Fastcam® SA-Z.
Vorzugsweise erfolgt die optische Erfassung gemäß Schritt (2), indem mittels der wenigstens einen Kamera 30.000 bis 250.000 Bilder pro Sekunde, besonders bevorzugt 40.000 bis 220.000 Bilder pro Sekunde, noch bevorzugter 50.000 bis 200.000 Bilder pro Sekunde, ganz besonders bevorzugt 60.000 bis 180.000 Bilder, noch bevorzugter 70.000 bis 160.000 Bilder pro Sekunde und insbesondere 80.000 bis 120,000 Bilder pro Sekunde, des Glockentellers und insbesondere der Glockentellerkante aufgenommen werden. Die Auflösung der Bilder kann variabel festgelegt werden. Beispielsweise sind Auflösungen von 512 x 256 Pixel pro Bild möglich.
Schrit (3)
Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht eine digitale Auswertung der durch die optische Erfassung gemäß Schrit (2) erhaltenen optischen Daten vor. Ziel dieser digitalen Auswertung ist die Bestimmung der mittleren Filamentlänge derjenigen Filamente, die sich bei der Zerstäubung direkt am Glockentellerrand, nämlich an der Glockentellerkante ausbilden.
Die digitale Auswertung gemäß Schritt (3) kann mittels Bildanalyse und/oder Videoanalyse der gemäß Schritt (2) erhaltenen optischen Daten wie der innerhalb von Schritt (2) durch die Kamera aufgenommenen Bilder und/oder Videos erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt die Durchführung von Schrit (3) mitels Unterstützung einer Software wie einer MATLABGüFSoftware basierend auf einem MATLAB®-Code.
Vorzugsweise umfasst die digitale Auswertung gemäß Schritt (3) mehrere Stufen einer Bild- und/oder Videobearbeitung der gemäß Schritt (2) erhaltenen optischen Daten. Vorzugsweise werden wenigstens 1000 Bilder, besonders bevorzugt wenigstens 1500 Bilder, ganz besonders bevorzugt wenigstens 2000 Bilder, der in Schrit (2) aufgenommenen Bilder als optische Daten der digitalen Auswertung gemäß Schritt (3) zugrunde gelegt.
Vorzugsweise beinhaltet die Ermitlung der mittleren Filamentlänge gemäß Schritt (3) die Standardabweichungen der mittleren Filamentlängen.
Schritt (3) wird vorzugsweise mehrstufig durchgeführt.
Vorzugsweise erfolgt die digitale Auswertung gemäß Schrit (3) in wenigstens sechs Stufen (3a) bis (3f), nämlich (3a) Glättung der als optische Daten nach Durchführung von Schritt (2) erhaltenen Bilder mittels eines Gauß-Filters zur Entfernung des Glockentellers von den Bildern,
(3b) Binarisierung und Invertierung der gemäß Stufe (3a) gegläteten Bilder,
(3c) Binarisierung der in Stufe (3a) eingesetzten Bilder und Addition der so binarisierten Bilder zu den invertierten Bildern aus Stufe (3b) unter Erhalt binarisierter Bilder ohne Glockentellerkante und Invertierung der so erhaltenen Bilder,
(3d) Entfernung von Tropfen, fragmentierten Filamenten und nicht an der Glockentellerkante befindlichen Filamenten von den gemäß Stufe (3c) erhaltenen Bildern unter Erhalt von Bildern, auf denen alle verbleibenden befindlichen Objekte Filamente sind,
(3e) Entfernung derjenigen Filamente von den gemäß Stufe (3d) erhaltenen Bildern, die sich nicht vollständig innerhalb der Bilder befinden, und
(3f) Verjüngung aller nach Stufe (3e) in den Bildern verbleibenden Filamente auf ihre Anzahl an Pixeln, Addition der Anzahl an Pixeln für jedes der Filamente, Bestimmung der Filamentlänge jedes der Filamente auf Grundlage der Pixelgröße und Ermitlung der mitleren Filamentlänge für die Gesamtheit aller vermessenen Filamente.
Vorzugsweise erfolgt die Entfernung gemäß Stufe (3d) durch (i) Bestimmung der Länge aller Hypotenusen aller auf den Bildern befindlichen Objekte, (ii) Kennzeichnung von Objekten als Tropfen und/oder fragmentierte Filamente auf den Bildern, wenn die ermittelten Werte der Hypotenusen dieser Objekte einen bestimmten Wert h unterschreiten und Eliminieren dieser Objekte und (iii) Überprüfen der verbleibenden Objekte, nämlich der Filamente, anhand ihrer Position auf den Bildern dahingehend, ob sich diese an der Glockentellerkante befunden haben, und Eliminieren derjenigen Filamente, auf die dies nicht zutrifft. Der Wert h entspricht dabei 15 Pixeln (bzw. 300 pm). Die einzelnen Stufen werden nachstehend weiter erläutert. ln einer ersten Stufe (3a) wird vorzugsweise der Glockenteller innerhalb der jeweiligen aufgenommenen und der digitalen Auswertung zugrundeliegenden Bilder entfernt. Dazu wird jedes Bild mitels eines Gauß-Filters so stark geglätet, dass der gesamte Glockenteller, insbesondere die gesamte Glocke, nicht mehr zu erkennen ist.
In einer zweiten Stufe (3b) werden die so geglätteten Bilder vorzugsweise binarisiert und invertiert.
In einer dritten Stufe (3c) werden vorzugsweise auch die Ursprungsbilder, d.h. die in Stufe (3a) eingesetzten Bilder, binarisiert und mit den invertierten Bildern aus Stufe (3b) zusammenaddiert. Als Resultat erhält man eine binarisierte Bilderreihe ohne Glockenkante, die zur weiteren Auswertung wiederum vorzugsweise invertiert wird.
Die Binarisierung erfolgt jeweils insbesondere, um die zu vermessenden Filamente besser vo Hintergrund der Aufnahmen zu unterscheiden.
Sn einer vierten Stufe (3d) werden vorzugsweise Bedingungen definiert, mitels derer Filamente von anderen Objekten wie Tropfen unterschieden werden können. Zunächst werden dabei vorzugsweise die Hypotenusen aller Objekte der jeweiligen Aufnahmen einschließlich der Filamente bestimmt, welche mitels Xmin, Xmax. ymin und ymax der Objekte berechnet werden. Die Werte werden mitels einer MATLAB- Funktion erhalten, die diese Extremwerte, also für jedes Objekt den entsprechenden x-Wert In x-Richtung, nämlich Xmin und xmax, und für jedes Objekt den entsprechenden y-Wert in y-Richtung, nämlich ymin und ymax angibt. Die Hypotenusen der Objekte müssen größer als ein bestimmter Wert h sein, damit dessen Objekt als Filament angesehen wird. Der Wert h entspricht dabei 15 Pixel n (bzw. 300 pm). Alle kleineren Objekte, wie Tropfen, werden dadurch für die weitere Auswertung nicht weiter berücksichtigt. Zudem muss jedes Objekt einen y-Wert aufweisen, der sich in der unmittelbaren Nähe der (auf den Bildern bereits entfernten) Glockenkante befindet. Der y-Wert entspricht dabei einem Wert, der sich auf einer definierten Strecke in y-Richtung befindet, auf der sich jedes Objekt aufhalten muss, um als an der Glockenkante befindliches Filament zu gelten. Unter dem Begriff der „unmitelbaren Nähe“ werden in diesem Zusammenhang y-Werte verstanden, die höchstens 5 Pixel Abstand zur Glockenkante aulweisen bzw. maximal 5 Pixel unterhalb der Glockenkante liegen. Damit werden alle, insbesondere alle längeren Fragmente, die nicht mit der Glockentellerkante verbunden sind, für die Auswertung der Bestimmung der Filamentlänge ausgeschlossen und nur diejenigen Filamente berücksichtigt, die an der Glockentellerkante befindlich sind.
In einer fünften Stufe (3e) werden alle nach Durchführung von Stufe (3d) noch innerhalb der jeweiligen Aufnahmen verbleibenden Objekte vorzugsweise dahingehend überprüft, ob ihr minimaler x-Wert größer als 0 und ihr maximaler x- Wert kleiner als 256 ist. Nur Objekte, die diese Bedingung erfüllen, werden im weiteren Verlauf berücksichtigt. So werden nur Filamente ausgewertet, die sich komplett im aufgenommen Bildrahmen befinden. Vorzugsweise werden alle verbleibenden Objekte einer Aufnahme nummeriert.
In einer sechsten Stufe (3f) werden vorzugsweise alle nach Stufe (3e) verbleibenden Objekte einzeln abgerufen und vorzugsweise mittels der Skelett-Methode (Skeleton- Methode) verjüngt. Diese Methode ist dem Fachmann bekannt. Als Resultat ist dann nur noch ein Pixel jedes Objekts mit maximal einem anderen Pixel verbunden. Anschließend wird die Anzahl der Pixel pro Objekt bzw. Filament zusammengezählt. Da die Pixelgröße bekannt ist, kann die reale Länge der Filamente berechnet werden. Durch diese Bildauswertung werden etwa 15.000 Filamente pro Aufnahme ausgewertet. Das gewährleistet eine hohe Statistik bei der Bestimmung der Filamentlängen. Aus der Gesamtheit aller so ermitelten Filamentlängen der untersuchten Filamente resultiert dann die mittlere Filamentlänge dieser Filamente. Auf diese Weise wird die mittlere Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente erhalten, die sich an der Glockentellerkante des Glockentellers befinden.
Das erfindungsgemäße Verfahren enthält wenigstens die Schritte (1) bis (3), kann jedoch optional noch weitere Schritte umfassen. Die Schritte (1 ) bis (3) werden vorzugsweise in numerischer Reihenfolge durchgeführt. Vorzugsweise werden die Schrite (1 ) und (2) zeitgleich durchgeführt, d.h. die optische Erfassung gemäß Schrit (2) erfolgt vorzugsweise während der Durchführung von Schrit (1 ).
Erfindungsgemäßes Verfahren zum Erstellen und/oder Aktualisierung einer elektronischen Datenbank
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erstellen und/oder Aktualisierung einer elektronischen Datenbank beinhaltend mittlere Filamentlängen zerstäubter und voneinander unterschiedlicher Beschichtungsmittelzusammensetzungen, wobei das Verfahren wenigstens die Schrite (1 ) bis (3),
(4A) und (5A) umfasst, nämlich
Durchführung der Schritte (1 ), (2) und (3) gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge für eine erste Beschichtungsmittelzusammensetzung (i), also
(1 ) Zerstäubung der Beschichtungsmitelzusammensetzung (i) mittels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller aufweist,
(2) optische Erfassung der bei der Zerstäubung gemäß Schritt (1 ) an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera, und
(3) digitale Auswertung der durch die optische Erfassung gemäß Schritt (2) erhaltenen optischen Daten unter Erhalt der mittleren Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente, die sich an der Glockentellerkante des Glockentellers befinden,
(4A) Inkorporation der gemäß Schritt (3) für die erste Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) ermittelte mittlere Filamentlänge in eine elektronische Datenbank, und (5A) wenigstens einfache Wiederholung der Schritte (1 ) bis (3) und (4A) für wenigstens eine weitere von der ersten Beschichtungsmitteizusammensetzung (i) verschiedene Besch ichtu ngsmittelzusam mensetzu ng .
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge hierin zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich des Verfahrens zum Erstellen und/oder Aktualisierung einer elektronischen Datenbank.
Vorzugsweise beinhaltet die Inkorporation der ermitelten mitleren Filamentlänge in die Datenbank gemäß Schrit (4A) wie bereits vorstehend ausgeführt zudem die Inkorporation der jeweiligen Standardabweichungen in die Datenbank. Die Standardabweichung kann gegebenenfalls auftretende Inhomogenität und/oder Inkompatibilität der jeweils eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung bei der Zerstäubung In einem ausreichenden Maße berücksichtigen. Im Fall solcher Inhomogenitäten und/oder Inkompatibilitäten können die Filamentlängen in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen größeren Schwankungen unterworfen sein: beispielsweise können die ermittelten mittleren Filamentlängen zweier unterschiedlicher Beschichtungsmitelzusammensetzungen Identisch sein, aber in einem Fall kann dabei ein annähernd gleichmäßiger Zerfall der Filamente stattfinden und in einem anderen Fall können dabei Schwankungen auftreten, die durch Berücksichtigung der Standardabweichungen in diesem Fall zusätzlich erfasst werden, weshalb die Inkorporation der jeweiligen Standardabweichung in die Datenbank vorteilhaft sein kann.
Schrit (5A) sieht eine wenigstens einfache Wiederholung der Schritte (1) bis (3) und (4A) für wenigstens eine weitere von der ersten Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) verschiedene Beschichtungsmittelzusammensetzung vor wie für wenigstens eine zweite Beschichtungsmittelzusammensetzung (ii).
Vorzugsweise wird die Wiederholung gemäß Schritt (5A) für eine Vielzahl entsprechender jeweils unterschiedlicher Beschichtungsmittelzusammensetzungen durchgeführt. Die Wiederholung erfolgt also wenigstens einfach bis x-fach, wobei x für eine ganze positive Zahl 2 steht. Da das erfindungsgemäße Verfahren ein Verfahren zum Erstellen und/oder zur Aktualisierung einer elektronischen Datenbank ist, gibt es hier keine obere Grenze der Anzahl an einzusetzender Beschichtungsmittelzusammensetzungen: je höher die Anzahl des Wiederholungsschrits (5A) bzw. je höher die Anzahl der innerhalb des Wiederholungsschrits (5A) eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen ist, desto mehr Informationen hinsichtlich der bei der Zerstäubung auftretenden mittleren Filamentlängen dieser Zusammensetzungen werden in die Datenbank inkorporiert, was natürlich vorteilhaft ist. Beispielsweise kann der Parameter x im Bereich von 2 bis 1.000.000 oder von 5 oder 10 oder 50 oder 100 bis 1 .000.000 liegen.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen und/oder Aktualisieren einer elektronischen Datenbank wind eine solche elektronische Datenbank vorzugsweise kontinuierlich aufgebaut und aktualisiert. Dieser Datenbank sind dann Informationen über die mittleren Filamentlängen einer Vielzahl von zerstäubten unterschiedlicher Beschichtungsmittelzusammensetzungen zu entnehmen. Vorzugsweise ist die elektronische Datenbank eine Online-Datenbank. Vorzugsweise wird Schritt (4A) mittels Unterstützung mit einer Software durchgeführt.
Vorzugsweise werden bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen und/oder Aktualisieren einer elektronischen Datenbank innerhalb von Schritt (4A) nicht nur die ermittelten mittleren Filamentlängen in die Datenbank inkorporiert, sondern zudem alle Verfahrensparameter, die bei der Durchführung der Schritte (1 ) bis (3) gewählt bzw. vorgegeben worden sind. Vorzugsweise werden zusätzlich zu diesen Verfahrensparametem oder alternativ dazu alle Produktparameter betreffend die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen, insbesondere die jeweiligen Rezepte zu ihrer Herstellung und/oder die zu ihrer Herstellung eingesetzten Komponenten und ihrer entsprechenden Mengen, ebenfalls in die Datenbank inkorporiert.
Die in Schritt (5A) eingesetzte wenigstens eine weitere Beschichtungsmittelzusammensetzung wie wenigstens eine Beschichtungsmittelzusammensetzung (ii) ist von der ersten Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) verschieden. Gleichermaßen sind alle weiteren im Rahmen einer Wiederholung von Schritt (5A) eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen sowohl von jeder der Beschichtungsmittelzusammensetzungen (i) und (ii) als auch untereinander verschieden.
Vorzugsweise weist die in Schritt (5A) eingesetzte wenigstens eine weitere Beschichtungsmittelzusammensetzung wie wenigstens eine zweite Beschichtungsmittelzusammensetzung (ii) einen zur ersten Beschichtungsmittelzusammensetzung
(i) identischen Pigment-Gehalt auf oder einen solchen Pigment-Gehalt auf, der um maximal ±10 Gew.-%, besonders bevorzugt um maximal ±5 Gew.-%, von dem Pigment-Gehalt der Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) abweicht, bezogen auf die in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) vorhandene Pigment-Menge, und welche zudem das oder die identische(n) Pigment(e) oder das oder die im Wesentlichen identische(n) Pigmente enthält wie die Beschichtungsmittel- zusammensetzung (i). Gleiches gilt vorzugsweise für jede weitere der bei Wiederholung von Schritt (5A) eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen: vorzugsweise weist jede dieser weiteren Beschichtungsmittelzusammensetzungen einen zur ersten Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) identischen Pigment-Gehalt auf oder einen solchen Pigment-Gehalt auf, der um maximal ±10 Gew.-%, besonders bevorzugt um maximal ±5 Gew.-%, von dem Pigment-Gehalt der Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) abweicht, bezogen auf die in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) vorhandene Pigment-Menge, und welche zudem das oder die identische(n) Pigment(e) oder das oder die im Wesentlichen identische(n) Pigmente enthält wie die Beschichtungsmittelzusammensetzung (i). Wird beispielsweise in ersten der Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) ein bestimmtes Effektpigment eingesetzt, so ist das identische Effektpigment im Fall identischer Pigmente auch in jeder weiteren der bei Wiederholung von Schritt (5A) eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen als Effektpigment vorhanden, jedoch kann dessen Menge im vorgenannten Rahmen variieren.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen einer elektronischen Datenbank neben den Schritten (1) bis (3), (4A) und (5A) zudem wenigstens die weiteren Schritte (3A), (3B) und (3C), nämlich
(3A) Aufträgen der in Schritt (1 ) zerstäubten ersten Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) auf ein Substrat unter Bildung eines auf dem Substrat befindlichen Films und Einbrennen dieses Films unter Bildung einer auf dem Substrat befindlichen Beschichtung,
(3B) Untersuchung und Beurteilung der nach Schrit (3A) erhaltenen Beschichtung hinsichtlich des Auftretens oder Nicht-Auftretens von Oberflächendefekten und/oder optischen Defekten und
(3C) Inkorporation der nach Durchführung von Schritt (3B) erhaltenen Ergebnisse in die elektronische Datenbank, wobei Schritt (5A) des erfindungsgemäßen Verfahrens in diesem Fall die Wiederholung dieser Schritte (3A), (3B) und (3C) für wenigstens eine weitere von der ersten Beschichtungsmitelzusammensetzung (i) verschiedene Beschichtungsmittelzusammensetzung wie wenigstens einer zweiten Beschichtungsmitelzusammensetzung (ii) beinhaltet.
Auf diese Weise beinhaltet die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erstellte Datenbank vorzugsweise nicht nur die ermitelten mittleren Filamentlängen der eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen wie derjenigen der Beschichtungsmitelzusammensetzungen (i), (ii) und jeder weiteren eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzung, sondern zudem Daten betreffend die Beurteilung der aus jeder dieser Zusammensetzungen erhältlichen Beschichtungen hinsichtlich des möglichen Auftretens von Oberflächendefekten und/oder optischen Defekten. Auf diese Weise wird eine direkte Korrelation der bei der Zerstäubung der Zusammensetzungen auftretenden und ermitelten mitleren Filamentlängen mit dem Auftreten oder Nicht-Auftreten von Oberflächendefekten und/oder optischen Defekten in bzw. auf der Beschichtung innerhalb der Datenbank ermöglicht. Diese Daten sind dann aus der Datenbank abrufbar.
In Schritt (3A) werden vorzugsweise metallische Substrate eingesetzt. Möglich sind aber grundsätzlich auch nichtmetallische Substrate, insbesondere Kunststoffsubstrate. Die eingesetzten Substrate können dabei beschichtet sein. Soll ein Metallsubstrat beschichtet werden, so wird dieses vor der Applikation eines Füllers und/oder Grundierfüllers und/oder eines Basislacks bevorzugt noch mit einer Elektrotauchlackierung beschichtet. Wird ein Kunststoffsubstrat beschichtet, so wird dieses vor der Applikation eines Füllers und/oder Grundierfüllers und/oder eines Basislacks bevorzugt noch vorbehandelt. Die hierzu am häufigsten angewendeten Verfahren sind das Beflammen, die Plasmabehandlung und die Corona-Entladung. Bevorzugt wird das Beflammen eingesetzt. Die eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen wie derjenigen der Beschichtungsmittelzusammensetzungen (i), (ii) und jeder weiteren eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung sind vorzugsweise Basislacke, insbesondere Wasserbasislacke. Dementsprechend handelt es sich bei der nach Schritt (3A) erhaltenen Beschichtung vorzugsweise um eine Basislackschicht. Gegebenenfalls kann das Substrat in diesem Fall vor Auftrag des Basislacks wenigstens eine der vorgenannten Beschichtungen enthalten. Die Applikation des oder der Basislacks oder Basislacke auf ein Metallsubstrat in Schritt (3A) kann in den im Rahmen der Automobilindustrie üblichen Schichtdicken im Bereich von beispielsweise 5 bis 100 Mikrometer, bevorzugt 5 bis 60 Mikrometer, insbesondere bevorzugt 5 bis 30 Mikrometer erfolgen. Vorzugsweise weist das eingesetzte Substrat dabei eine Elektrotauchlackschicht (ETL) auf, besondere bevorzugt eine mitels kathodischer Abscheidung eines Elektrotauchlacks aufgebrachte Elektrotauchlackschicht. Vor dem Einbrennen erfolgt vorzugsweise eine Trocknung nach bekannten Methoden. Beispielsweise können (1- KomponentenJ-Basislacke, welche bevorzugt sind, bei Raumtemperatur (23°C) für 1 bis 60 Minuten abgelüftet werden und darauf folgend bevorzugt bei gegebenenfalls leicht erhöhten Temperaturen von 30 bis 90°C getrocknet werden. Unter Ablüften und Trocknung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Abdunsten von organischen Lösemitteln und/oder Wasser zu verstehen, wodurch der Lack trockener, aber noch nicht gehärtet wird beziehungsweise noch kein vollständig vernetzter Lackfilm gebildet wird. Die Härtung, also das Einbrennen, erfolgt bevorzugt thermisch bei Temperaturen von 60 bis 200°G. Die Beschichtung von Kunststoffsubstraten erfolgt im Grunde genommen analog zu der von Metallsubstraten. Allerdings wird hier im Allgemeinen bei deutlich niedrigeren Temperaturen von 30 bis 90 °C gehärtet. Schritt (3A) kann nach Aufträgen der in Schritt (1 ) zerstäubten ersten Beschichtungsmittel-zusammensetzung (i) auf ein Substrat optional den Auftrag einer werteren Beschichtungsmittelzusammensetzung und eine Härtung dieser beinhalten. Insbesondere wenn die in Schritt (1 ) zerstäubte erste Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) ein vorzugsweise wässriger Basislack ist, kann auf diesen ein handelsüblicher Klarlack nach gängigen Methoden appliziert werden, wobei die Schichtdicken wiederum in den gängigen Bereichen, beispielsweise 5 bis 100 Mikrometer, liegen. Nach der Applikation des Klarlacks kann dieser bei Raumtemperatur (23°C) für beispielsweise 1 bis 60 Minuten abgelüftet und gegebenenfalls getrocknet werden. Dann wird der Kiarlack vorzugsweise zusammen mit der applizierten zerstäubten ersten Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) gehärtet, d.h. eingebrannt. Dabei finden beispielsweise Vernetzungsreaktionen stat, wodurch eine effektgebende und/oder färb- und effektgebende mehrschichtige Lackierung auf einem Substrat hergestellt wird.
Vorzugsweise wird in Schrit (3B) das Auftreten oder Nicht-Auftreten von Oberflächendefekten und/oder optischen Defekten ausgewählt aus der Gruppe von Nadelstichen, Kochern, Läufern und/oder Wolkigkeit untersucht und beurteilt und/oder die Appearance (optisches Erscheinungsbild) der Beschichtung untersucht und beurteilt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Beschichtung um eine Basislackschicht wie eine Wasserbasislackschicht. Die Untersuchung und Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode durch Auszählen der Nadelstiche bei Keilauftrag der Beschichtung auf ein Substrat gemäß Schrit (3A) in einem Schichtdickenbereich von 0 bis 40 pm (T rockenschichtdicke), wobei die Bereiche von 0 bis 20 pm und von >20 bis 40 p separat ausgezählt werden, Normierung der Ergebnisse auf eine Fläche von 200 cm2 und Addition zu einer Gesamtzahl. Vorzugsweise ist bereits ein einziger Nadelstich ein Defekt. Die Untersuchung und Beurteilung des Auftretens von Kochern erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode durch Bestimmung der Kochergrenze, d.h. derjenigen Schichtdicke einer Beschichtung wie einer Basislackschicht, ab der Kocher auftreten, nach DIN EN ISO 28199-3, Punkt 5. (Datum: Januar 2010). Vorzugsweise ist bereits ein einziger Kocher ein Defekt. Die Untersuchung und Beurteilung des Auftretens von Wolkigkeit erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode mit dem Messgerät cloud-runner der Firma BYK-Gardner GmbH, wobei die drei Kenngrößen „MottlinglS“, „Mottling45“ und „Mottling60“ als Maß für die Wolkigkeit, gemessen in den Winkeln 15°, 45° und 60° relativ zum Reflexionswinkel der zur Messung benutzten Lichtquelle, bestimmt werden, wobei die Wolkigkeit ausgeprägter ist, wenn die entsprechende(n) Kenngröße(n) (einen) höhere(n) Wert(e) aufweist bzw. aufweisen. Die Untersuchung und Beurteilung der Appearance erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode mittels der Beurteilung des Verlaufs bei Keilauftrag der Beschichtung auf ein Substrat gemäß Schrit (3A) in einem Schichtdickenbereich von 0 bis 40 pm (T rockenschichtdicke), wobei unterschiedliche Bereiche, beispielsweise von 10-15 pm, 15-20 pm und 20-25 pm markiert werden und mitels des Messgerätes Wave scan der Firma Byk-Gardner GmbH innerhalb dieser Schichtdickenbereiche die Untersuchung und Beurteilung vorgenommen wird. Dabei wird ein Laserstrahl unter einem Winkel von 60° auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet, und es werden auf einer Messstrecke von 10 cm die Schwankungen des reflektierten Lichts im short wave-Bereich (0,3 bis 1 ,2 mm) und im long wave-Bereich (1 ,2 bis 12 mm) mit Hilfe des Messgeräts registriert (long wave = LW; short wave = SW; je niedriger die Werte, desto besser ist der Verlauf). Die Untersuchung und Beurteilung des Auftretens von Läufern erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode durch Bestimmung der Läuferneigung nach DIN EN ISO 28199-3, Punkt 4. (Datum: Januar 2010). Vorzugsweise tritt dann ein Defekt auf, wenn Läufer ab einer Schichtdicke auftreten, die unterhalb einer Schichtdicke liegt, welche 125% der Zielschichtdicke beträgt. Ist die Zielschichtdicke zum Beispiel 12 pm, so trit ein Defekt auf, wenn bei einer Schichtdicke von 12pm + 25%, also bei 18 pm Läufer auftreten. Die Bestimmung der Schichtdicken erfolgt dabei jeweils nach DIN EN ISO 2808 (Datum: Mai 2007), Verfahren 12A, vorzugsweise unter Verwendung des Messgerätes MiniTest® 3100- 4100 der Firma ElektroPhysik. In allen Fällen handelt es sich jeweils um die T rockenschichtdicke.
Dem Fachmann sind die Begriffe „Nadelstiche“, „Kocher“, Läufer“ und „Verlauf bekannt, beispielsweise aus dem Römpp Chemie Lexikon, Lacke und Druckfarben, 1998, 10. Auflage. Der Begriff der Wolkigkeit ist dem ebenfalls Fachmann bekannt Unter der Wolkigkeit einer Lackierung versteht man nach DIN EN ISO 4618 (Datum: Januar 2015) das uneinheitliche Aussehen einer Lackierung, verursacht durch unregelmäßige, willkürlich auf der Oberfläche verteilte Bereiche, die sich in Farbe und/oder Glanz unterscheiden. Eine derartige, fleckenähnliche Inhomogenität stört den gleichmäßigen Gesamteindruck der Lackierung und ist in der Regel unerwünscht. Eine Methode zur Bestimmung der Wolkigkeit ist nachstehend angegeben.
Erfindungsgemäßes Verfahren zum Screening von Beschichtungsmittel- Zusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Screening von Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen,
Die Schritte (1 ) bis (3) des Verfahrens zum Screening von
Beschichtungsmitelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen sind identisch zu den Schritten (1 ) bis (3) des Verfahrens zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge von bei Durchführung einer Rotationszerstäubung einer Beschichtungsmitelzusammensetzung gebildeten Filamenten. Hinsichtlich dieser Schritte wird daher auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Screening von Beschichtungsmittel- Zusammensetzungen bei der Entwicklung von Ladeformulierungen umfasst wenigstens die Schritte (1 ) bis (3), (4B), (5B) und (6B) sowie gegebenenfalls (7B), nämlich
Schritte (1 ), (2) und (3) für eine Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1), wie sie innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge von bei Durchführung einer Rotationszerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung gebildeten Filamenten definiert sind, also
(1) Zerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) mittels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller aufweist,
(2) optische Erfassung der bei der Zerstäubung gemäß Schritt (1 ) an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera, (3) digitale Auswertung der durch die optische Erfassung gemäß Schrit (2) erhaltenen optischen Daten unter Erhalt der mittleren Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente, die sich an der Glockentellerkante des Glockentellers befinden,
(4B) Vergleich der gemäß Schritt (3) für die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) bestimmte mitlere Filamentlänge mit in einer elektronischen Datenbank hinterlegten mittleren Filamentlängen weiterer Beschichtungsmittelzusammensetzungen, wobei diese Datenbank mittels des vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen und/oder Aktualisierung einer elektronischen Datenbank erhältlich ist,
(5B) Überprüfung auf Basis des Vergleichs gemäß Schritt (4B), ob die gemäß Schritt (3) für die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) bestimmte mitlere Filamentlänge die Bedingung erfüllt, dass sie geringer ist als wenigstens eine In der Datenbank hinterlegte mitlere Filamentlänge einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (X2), die von der Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1 ) verschieden ist, jedoch einen zur Besch ichtungs- m'ittelzusammensetzung (X1) identischen Pigment-Gehalt aufweist oder einen solchen Pigment-Gehalt aufweist, der um maximal ±10 Gew.-% von dem Pigment-Gehalt der Beschichtungsmitteizusammensetzung (X1 ) abweicht, bezogen auf die in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) vorhandene Pigment-Menge, und welche zudem das oder die identische(n) Pigment(e) oder das oder die im Wesentlichen identische(n) Pigment(e) enthält wie die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ),
(6B) Auswahl der Besch ichtu ngsm ittelzusammensetzu ng (X1 ) zum Aufbringen auf ein Substrat, falls die für die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) bestimmte mittlere Filamentlänge die in Schritt (5B) genannte Bedingung erfüllt oder Anpassen wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1 ) und/oder wenigstens eines Verfahrensparameters bei der Durchführung der Schrite (1) bis (3) des Verfahrens zum Screening von Beschichtungsmitelzusammensetzungen, falls die für die Beschichtungsmittelzusammensetzung (XI ) bestimmte mitlere Filamentlänge die in Schritt (5B) genannte Bedingung nicht erfüllt,
(7B) wenigstens einfache Wiederholung der Schrite (1 ) bis (3), (4B) und (5B), falls gemäß Schritt (6B) wenigstens eine Parameteranpassung erforderlich gewesen ist, bis gemäß einer wenigstens einfach wiederholten Durchführung von Schritt (6B) aufgrund der Erfüllung der in Schritt (5B) genannten Bedingung eine Auswahl der eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzung zum Aufbringen auf ein Substrat erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Screening von Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen ermöglicht somit eine Anpassung im Sinne einer Verringerung von bei der Zerstäubung entstehenden mitleren Filamentlängen von Beschichtungsmittelzusammensetzungen wie der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) basierend auf bzw. im Vergleich zu bekannten mittleren Filamentlängen von Vergleichsbeschichtungsmiteizusammensetzungen wie der Beschichtungsmitelzusammensetzung (X2).
Unter dem Begriff „im Wesentlichen identisches Pigment“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Effektpigmenten verstanden, dass das oder die in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) und das oder die in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X2) vorhandenen Effektpigmente als erste Bedingung (i) zu wenigstens 80 Gew.-%, vorzugsweise zu wenigstens 85 Gew.-%, besonders bevorzugt zu wenigstens 90 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zu wenigstens 95 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 97,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf ihr Gesamtgewicht, vorzugsweise aber jeweils zu weniger als 100 Gew.-%, eine identische chemische Zusammensetzung aufweisen. Beispielsweise sind in (X1) und (X2) vorhandene Effektpigmente im Wesentlichen identisch, wenn es sich dabei jeweils um Aluminium-Effektpigmente handelt, die jedoch eine unterschiedliche Beschichtung aufweisen, wie beispielsweise in einem Fall eine Chromatierung und im anderen Fall eine Silikatschicht oder in einem Fall beschichtet sind und im anderen Fall nicht. Eine weitere zusätzliche Bedingung (ii) für„im Wesentlichen identische Pigmente“ im Sinne der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Effektpigmenten ist, dass sich die Effektpigmente in ihrer mitleren Partikelgröße um höchstens ±20%, vorzugsweise um höchstens ±15%, besonders bevorzugt um höchstens ±10% voneinander unterscheiden. Bei der mitleren Partikelgröße handelt es sich um das arithmetische Zahlenmittel des gemessenen mittleren Partikeldurchmessers (d^m-Wert; anzahl-bezogener Medianwert), der gemäß ISO 13320 (Datum: 2009) mitels Laserbeugung bestimmt wird. Der Begriff des Effektpigments per se ist nachstehend näher und weiter erläutert.
Unter dem Begriff „im Wesentlichen identisches Pigment“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Farbpigmenten verstanden, dass das oder die in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) und das oder die in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X2) vorhandenen Farbpigmente sich als erste Bedingung (i) in ihrer Buntheit zu höchstens ±20%, vorzugsweise um höchstens ±15%, besondere bevorzugt um höchstens ±10%, insbesondere um höchstens ±5% voneinander unterscheiden. Die Buntheit bezeichnet dabei die a, fr-Buntheit CIE 1976 (CIELAB-Buntheit): Cab = [(a *)2 + (fr *f ]V2 und wird bestimmt nach DIN EN ISO 11664-4 {Datum: Juni 2012). Als weitere zusätzliche Bedingung (ii) für„im Wesentlichen identische Pigmente“ im Sinne der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Farbpigmenten ist, dass sich die Farbpigmente in ihrer mittleren Partikelgröße um höchstens ±20%, vorzugsweise um höchstens ±15%, besonders bevorzugt um höchstens ±10% voneinander unterscheiden. Bei der mittleren Partikelgröße handelt es sich um das arithmetische Zahlenmittel des gemessenen mittleren Partikeldurchmessers (dN,5o%-Wert), der gemäß ISO 13320 (Datum: 2009) mittels Laserbeugung bestimmt wird. Der Begriff des Farbpigments per se ist nachstehend näher und weiter erläutert.
Vorzugsweise beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren für den Fall, dass gemäß Schritt (6B) eine Auswahl der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) zum Aufbringen auf ein Substrat getroffen wird, wenigstens die zusätzlichen Schrite (6C), (6D) und (6E), nämlich
(6C) Aufträgen der Beschichtungsmrttelzusammensetzung (X1) auf ein
Substrat unter Bildung eines auf dem Substrat befindlichen Films und Einbrennen dieses Films unter Bildung einer auf dem Substrat befindlichen Beschichtung,
(6D) Untersuchung und Beurteilung der nach Schrit (6C) erhaltenen Beschichtung hinsichtlich des Auftretens oder Nicht-Auftretens von Oberflächendefekten und/oder optischen Defekten und
(6E) Inkorporation der nach Durchführung von Schrit (6D) erhaltenen Ergebnisse in eine elektronische Datenbank, vorzugsweise in die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen und/oder Aktualisieren einer elektronischen Datenbank erhältlichen Datenbank.
Falls die Überprüfung auf Basis des Vergleichs gemäß Schrit (4B) in Schrit (5B) ergibt, dass in der Datenbank keine Daten betreffend eine Beschichtungsmittelzusammensetzung (X2) hinterlegt sind, die einen zur Besch ichtungsm ittelzusammensetzung (X1 ) identischen Pigment-Gehalt aufweist oder einen solchen Pigment-Gehalt aufweist, der um maximal ±10 Gew.-% von dem Pigment-Gehalt der Beschichtungsmittel-zusammensetzung (X1 ) abweicht, bezogen auf die in der Beschichtungsmittel-zusammensetzung (X1) vorhandene Pigment- Menge, und welche nicht das oder die identische(n) Pigmente oder das oder die im Wesentlichen identische(n) Pigment(e) enthält wie die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ), so wird vorzugsweise dennoch eine Auswahl gemäß Schritt (6B) getroffen. Bei weiterer Ausführung der vorgenannten Schritte (6C), (6D) und (6E) kann so in vorteilhafter Weise die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen und/oder Aktualisieren einer elektronischen Datenbank erhältliche Datenbank weiter aktualisiert werden.
Vorzugsweise greift das erfindungsgemäße Verfahren zum Screening von Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lack- formuliert! ngen innerhalb von Schrit (4B) und/oder (5B) auf eine mitels des vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen und/oder Aktualisierung einer elektronischen Datenbank erstellte und/oder aktualisierte Datenbank zu, zu deren Erstellen und/oder Aktualisierung neben den Schriten (1) bis (3), (4A) und (5A) zudem wenigstens die weiteren Schritte (3A), (3B) und (3C) durchgeführt worden sind, wobei Schritt (5A) die Wiederholung dieser Schrite (3A), (3B) und (3C) beinhaltet hat. Mit anderen Worten wind der Vergleich gemäß Schritt (4B) und/oder die Überprüfung gemäß Schritt (5B) vorzugsweise basierend auf einer elektronischen Datenbank durchgeführt, die nicht nur die ermitelten mittleren Filamentlängen der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erstellen und/oder Aktualisierung der Datenbank eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzungen enthält, sondern zudem die Ergebnisse der Untersuchungen und Beurteilungen hinsichtlich des Auftretens oder Nicht-Auftretens von Oberflächendefekten und/oder optischen Defekten von aus diesen Beschichtungsmittelzusammensetzungen gemäß Schritt (3A) hergestellten Beschichtungen.
Falls die Überprüfung gemäß Schritt (5B) auf Basis des Vergleichs gemäß Schritt (4B)) basierend auf einer solchen bevorzugt erstellten und/oder aktualisierten Datenbank ergibt, dass in der Datenbank Daten betreffend eine
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X2) hinterlegt sind, die einen zur Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) identischen Pigment-Gehalt aufweist oder einen solchen Pigment-Gehalt aufweist, der um maximal ±10 Gew„-% von dem Pigment-Gehalt der Beschichtungsmitteizusammensetzung (X1 ) abweicht, bezogen auf die in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) vorhandene Pigment- Menge, und welche das oder die identische(n) Pigmente oder das oder die im Wesentlichen identische(n) Pigment{e) enthält wie die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ), und deren Zerstäubung zu einer ermittelten mittleren Filamentlänge geführt hat, die bereits geringer ist als die ermittelte mittlere Filamentlänge der Beschichtungsmiteizusammensetzung (X1 ), so erfolgt gemäß Schritt (6B) wie vorstehend ausgeführt eine Anpassung wenigstens eines Parameters. Das Anpassen wenigstens eines Parameters Innerhalb des Rezeptes der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) gemäß Schritt (6B) umfasst vorzugsweise wenigstens eine Anpassung ausgewählt aus der Gruppe an Anpassungen nachfolgender Parameter:
(i) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) als Bindemittelkomponente (a) enthaltenem Polymeren,
(ii) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) als Bindemittelkomponente (a) enthaltenen Polymeren durch wenigstens ein von diesem verschiedenes Polymer,
(iii) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) als Komponente (b) enthaltenen Pigments und/oder Füllstoffs, wobei dies für darin enthaltene Pigmente nur innerhalb des vorgenannten Rahmens möglich ist,
(Iv) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmitelzusammensetzung (XI ) als Komponente (b) enthaltenen Füllstoffs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Füllstoff,
(v) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels und/oder von darin enthaltenem
Wasser,
(vi) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittel-zusamrnensetzung (X1) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels durch wenigstens ein von diesem verschiedenen organischen Lösemittel,
(vii) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) als Komponente (d) enthaltenen Additivs,
(viii) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) als Komponente (d) enthaltenen Additivs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Additiv, und/oder Zugabe wenigstens eines weiteren von diesem verschiedenen Additivs,
(ix) Änderung der Reihenfolge der zur Herstellung der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) eingesetzten
Komponenten und/oder
(x) Erhöhung oder Erniedrigung des Energieeintrags der
Durchmischung bei der Hereteilung der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ).
Mittels Parameter (v) kann insbesondere die Spritzviskosität der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) erhöht oder erniedrigt werden. Parameter (vii) und/oder (viii) umfasst/umfassen insbesondere den Austausch und/oder die Zugabe von Verdickern als Additive bzw. die Änderung ihrer Menge in (X1). Solche Verdicker werden nachstehend im Rahmen der Komponente (d) näher beschrieben. Parameter (i) und/oder (ii) umfasst/umfassen insbesondere den Austausch und/oder die Zugabe von Bindemiteln bzw. die Änderung ihrer Menge in (X1 ). Der Begriff des Bindemitels wird nachstehend näher erläutert. Darunter sind auch Vernetzer (Vernetzungsmittel) zu subsumieren. Dementsprechend umfassen die Parameter (i) und/oder (ii) auch eine Änderung des relativen Gewichtsverhältnisses von Vernetzer und demjenigen Bindemittelbestandteil, der mit dem Vernetzer eine Vernetzungsreaktion eingeht. Parameter (I) bis (iv) umfasst/umfassen insbesondere den Austausch und/oder die Zugabe von Bindemiteln und/oder Pigmenten bzw. die Änderung Ihrer Menge in (X1). Dementsprechend umfassen diese Parameter (i) bis (iv) implizit auch eine Änderung des Pigment-/Bindemittel-Verhältnisses innerhalb von (X1).
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge und dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erstellen und/oder Aktualisierung einer elektronischen Datenbank hierin zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich des Verfahrens zum Screening von
Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen. Vorzugsweise wird in Schrit (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Basislack, besonders bevorzugt ein wässriger Basislack, als Beschichtungsmittelzusammensetzung eingesetzt, insbesondere ein wässriger Basislack, welcher wenigstens ein Pigment wie ein Effektpigment enthält. Insofern betrifft das erfindungsgemäße Verfahren zum Screening von Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen insbesondere eine Screening von wässrigen Basislacken, die wenigstens ein Pigment wie ein Effektpigment enthalten und wild daher unter Berücksichtigung des Einflusses der Art des darin enthaltenen wenigstens einen Pigments wie eines Effektpigment, seiner Menge, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, und/oder des Pigment-Bindemittel-Verhältnisses im Basislack, durchgefühlt.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es insbesondere möglich, auf Grundlage der ermitelten mittleren Filamentlängen eine Untersuchung und insbesondere eine Verbesserung von bestimmten erwünschten Eigenschaften von mittels der Rotationszerstäubung herzustellenden Beschichtungen zu erzielen, insbesondere hinsichtlich einer Vermeidung oder zumindest einer Verringerung der Neigung zur Ausbildung bzw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten. Hier sind insbesondere eine Verringerung von Nadelstichen bzw. eine Erhöhung der Nadelstichrobustheit, eine Verbesserung des Verlaufs und eine Verringerung/Vermeidung der Wolkigkeit zu nennen.
Das erfindungsgemäße Verfahren enthält wenigstens die Schritte (1 ) bis (3) (4B), (5B) und (6B) sowie gegebenenfalls (7B) kann jedoch optional noch weitere Schritte umfassen. Die Schritte (1 ) bis (3), (4B), (5B) und (6B) werden vorzugsweise in numerischer Reihenfolge durchgeführt. Vorzugsweise enthält das Verfahren jedoch keinen Schritt, der eine Aushärten bzw. Einbrennen der eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung {X1 ) vorsieht. In den erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzungen
Die nachstehenden Ausführungsformen beziehen sich sowohl auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der mitleren Filamentlänge als auch auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen einer elektronischen Datenbank als auch auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Screening von Beschichtungsmitelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich dabei insbesondere auf die eingesetzten vorgenannten Beschichtungsmitelzusammensetzungen (X1 ), (X2), (i) und (ii).
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung
« wenigstens ein als Bindemitel ersetzbares Polymer als Komponente (a),
• wenigstens ein Pigment und/oder wenigstens einen Füllstoff als Komponente
(b) und
• Wasser und/oder wenigstens ein organisches Lösemittel als Komponente (c).
Der Begriff „umfassend“ bzw. „enthaltend“ im Sinne der vorliegenden Erfindung, insbesondere im Zusammenhang mit der erfindungsgemäß eingesetzten
Beschichtungsmittelzusammensetzung, hat vorzugsweise die Bedeutung„bestehend aus“. Dabei können hinsichtlich der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung beispielsweise neben den Komponenten (a), (b) und (c) eine oder mehrere der weiteren nachstehend genannten optionalen Komponenten in dieser enthalten sein. Alle Komponenten können dabei jeweils in ihren nachstehend genannten bevorzugten Ausführungsformen vorliegen.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung eine in der Automobilindustrie ersetzbare Beschichtungs- mrttelzusammensetzung. Dabei sind sowohl Beschichtungsmitelzusammensetzungen einsetzbar, die im Rahmen einer OEM-Serienlackierung als auch im Rahmen einer Reparaturlackierung eingesetzt werden können. In der Automobilindustrie ersetzbare Beschichtungsmittelzusammensetzungen sind beispielsweise Elektrotauchlacke, Primer, Füller, Basislacke, insbesondere Wasserbasislacke (wässrige Basislacke), Decklacke einschließlich von Klarlacken, insbesondere lösemitelbasierten Klarlacken. Der Einsatz von Wasserbasislacken ist besonders bevorzugt.
Der Begriff des Basislacks ist dem Fachmann bekannt und beispielsweise definiert im Römpp Lexikon, Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, 10. Auflage, Seite 57. Unter einem Basislack ist demzufolge insbesondere ein in der Automobillackierung und allgemeinen Industrielackierung eingesetzter farbgebender und/oder farbgebender und einen optischen Effekt gebender Zwischenbeschichtungsstoff zu verstehen. Dieser wird im Allgemeinen auf einem mit Füller oder Primer vorbehandelten Metall- oder Kunststoffuntergrund, mitunter auch direkt auf dem Kunststoffuntergrund aufgebracht. Auch Altlackierungen, welche gegebenenfalls noch vorbehandelt werden müssen (beispielsweise durch Anschleifen), können als Untergründe dienen. Mittlerweile ist es durchaus üblich, mehr als eine Basislackschicht aufzutragen. Dementsprechend stellt in einem solchen Fall eine erste Basislackschicht den Untergrund für eine zweite dar. Um eine Basislackschicht insbesondere gegen Umwelteinflüsse zu schützen, wird auf dieser mindestens noch eine zusätzliche Klarlackschicht appliziert Ein Wasserbasislack ist ein wässriger Basislack, in dem der Anteil an Wasser > als der Anteil an organischen Lösemitteln ist, bezogen auf das Gesamtgewicht an Wasser und organischen Lösemitteln in Gew.-% innerhalb des Wasserbasislacks.
Die Anteile in Gew.-% aller in der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung enthaltenen Komponenten wie der Komponenten (a), (b) und (c) und gegebenenfalls einer oder mehrere der weiteren nachstehend genannten optionalen Komponenten addieren sich auf 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise liegt der Festkörpergehatt der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung in einem Bereich von 10 bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt von 11 bis 42,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 12 bis 40 Gew.-%, insbesondere von 13 bis 37,5 Gew. %, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmiitelzusammensetzung. Die Bestimmung des Festkörpergehalts, also des nicht-flüchtigen Anteils, erfolgt gemäß der nachstehend beschriebenen Methode.
Komponente (a)
Unter dem Begriff „Bindemiter werden im Sinne der vorliegenden Erfindung in Einklang mit der DIN EN ISO 4618 (deutsche Fassung, Datum: März 2007) vorzugsweise die für eine Filmbildung verantwortlichen nicht-flüchtigen Anteile einer Zusammensetzung wie der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittel zusammensetzung mit Ausnahme der darin enthaltenen Pigmente und/oder Füllstoffe verstanden. Der nicht-flüchtige Anteil kann gemäß nachstehend beschriebener Methode bestimmt werden. Ein Bindemiteibestandteil ist demzufolge jede Komponente, die zum Bindemittelgehalt einer Zusammensetzung wie der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung beiträgt. Als Beispiel sei ein Basislack wie ein wässriger Basislack genannt, der wenigstens ein als Bindemitel ersetzbares Polymer als Komponente (a) wie zum Beispiel ein nachstehend beschriebenes SCS-Polymerisat, ein Vemetzungsmitte! wie ein Melaminharz und/oder ein polymeres Additiv enthält.
Besondere bevorzugt wird als Komponente (a) ein sogenanntes Saat-Kem-Schale- Polymerisat (SCS-Polymerisat) eingesetzt. Solche Polymerisate bzw. wässrige Dispersionen enthaltend solche Polymerisate sind beispielsweise aus WO 2016/1 16299 A1 bekannt. Vorzugsweise ist das Polymerisat ein (Meth)acryl- Copolymerisat. Vorzugsweise wird das Polymerisat in Form einer wässrigen Dispersion eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt wird als Komponente (a) ein Polymerisat mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 100 bis 500 nm eingesetzt, herstellbar durch aufeinanderfolgende radikalische Emulsionspolymerisation von drei vorzugsweise voneinander verschiedenen Monomerenmischungen (A), (B) und (C) von olefinisch ungesättigten Monomeren in Wasser, wobei die Mischung (A) mindestens 50 Gew.-% von Monomeren mit einer Löslichkeit in Wasser von kleiner 0,5 g/l bei 25°C enthält und ein Polymer, welches aus der Mischung (A) hergestellt wird, eine Glasübergangstemperatur von 10 bis 65°C besitzt,
die Mischung (B) mindestens ein mehrfach ungesättigtes Monomer enthält und ein Polymer, welches aus der Mischung (B) hergestellt wird, eine Glasübergangstemperatur von -35 bis 150C besitzt, und
ein Polymer, welches aus der Mischung (C) hergestellt wird, eine Glasübergangstemperatur von -50 bis 15°C besitzt,
und wobei
i. zunächst die Mischung (A) polymerisiert wird,
ii. dann die Mischung (B) in Gegenwart des unter i. hergestellten Polymerisats polymerisiert wird, und
iii. danach die Mischung (C) in Gegenwart des unter ii. hergestellten Polymerisats polymerisiert wird. Die Herstellung des Polymerisats umfasst die aufeinanderfolgende radikalische Emulsionspolymerisation von drei Mischungen (A), (B) und (C) von olefinisch ungesättigten Monomeren jeweils in Wasser. Es handelt sich also um eine mehrstufige radikalische Emulsionspolymerisation, wobei I. zunächst die Mischung (A) polymerisiert wird, dann ii. in Anwesenheit des unter i. hergestellten Polymerisats die Mischung (B) polymerisiert wird und weiterhin Iii. in Anwesenheit des unter ii. hergestellten Polymerisats die Mischung (C) polymerisiert wird. Alle drei Monomermischungen werden also über eine jeweils separat durchgeführte radikalische Emulsionspolymerisation (das heißt Stufe oder auch Polymerisationsstufe) polymerisiert, wobei diese Stufen aufeinanderfolgend stattfinden. Die Stufen können - zeitlich betrachtet - direkt hintereinander stattfinden. Möglich ist es genauso, dass nach Abschluss einer Stufe die entsprechende Reaktionsiösung für eine gewisse Zeitspanne gelagert und/oder in ein anderes Reaktionsgefäß überführt wird und erst dann die nächste Stufe durchgeführt wird. Bevorzugt umfasst die Herstellung des Polymerisats neben der Polymerisation der Monomerenmischungen (A), (B) und (C) keine weiteren
Polymerisationsschritte.
Bei den Mischungen (A), (B) und (C) handelt es sich um Mischungen von olefinisch ungesättigten Monomeren. Geeignete olefinisch ungesättigte Monomere können einfach oder mehrfach olefinisch ungesättigt sein. Beispiele geeigneter einfach olefinisch ungesättigter Monomere umfassen insbesondere (meth)acrylat-basierte einfach olefinisch ungesätigte Monomere, Allylgruppen-haltige einfach olefinisch ungesättigte Monomere und weitere Vinylgruppen-haltige einfach olefinisch ungesättigte Monomere wie beispielsweise vinylaromatische Monomere. Der Begriff (Meth)acryl beziehungsweise (Meth)acrylat umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl Methacrylate als auch Acrylate. Bevorzugt werden jedenfalls, aber nicht zwingend ausschließlich, (meth)acrylat-basierte einfach olefinisch ungesättigte Monomere eingesetzt.
Die Mischung (A) enthält mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 55 Gew.-%, von olefinisch ungesättigten Monomeren mit einer Wasserlöslichkeit von kleiner 0,5 g/1 bei 25°C. Ein entsprechendes bevorzugtes Monomer ist Styrol. Die Löslichkeit der Monomere in Wasser wird mittels der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt. Bevorzugt enthält die Monomerenmischung (A) keine hydroxyfunktionellen Monomere. Ebenfalls bevorzugt enthält die Monomerenmischung (A) keine säurefunktionellen Monomere. Ganz besonders bevorzugt enthält die Monomerenmischung (A) gar keine Monomere mit funktionellen Gruppen enthaltend Heteroatome. Dies bedeutet, dass Heteroatome, sofern vorhanden, lediglich in Form von verbrückenden Gruppen vorhanden sind. Dies Ist beispielsweise der Fall in den oben beschriebenen {methjacrylat-baslerten, einfach olefinisch ungesättigten Monomeren, die als Rest R einen Alkylrest besitzen. Bevorzugt enthält die Monomerenmischung (A) ausschließlich einfach olefinisch ungesättigte Monomere. Vorzugsweise enthält die Monomerenmischung (A) mindestens einen einfach ungesättigten Ester der (Meth)acrylsäure mit einem Alkylrest und mindestens ein Vinylgruppen-haltiges einfach olefinisch ungesättigtes Monomer mit einem an der Vinylgruppe angeordneten Rest, der aromatisch ist oder der gemischt gesättigt- aliphatisch-aromatisch Ist, wobei dann die aliphatischen Anteile des Rests Alkylgruppen sind. Die in der Mischung (A) enthaltenen Monomere werden so ausgewählt, dass ein daraus hergestelltes Polymer eine Glasübergangstemperatur von 10 bis 65°C, bevorzugt von 30 bis 50°C besitzt. Die Glasübergangstemperatur kann dabei mittels der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt weiden. Das in Stufe L durch die Emulsionspolymerisation der Monomerenmischung (A) hergestellte Polymerisat wird auch als Saat bezeichnet. Die Saat besitzt bevorzugt eine mittlere Teilchengröße von 20 bis 125 nm (gemessen mitels dynamischer Lichtstreuung wie nachstehend beschrieben; vgl. Bestimmungsmethoden
Die Mischung (B) enthält mindestens ein mehrfach olefinisch ungesätigtes Monomer, bevorzugt mindestens ein zweifach olefinisch ungesättigtes Monomer. Ein entsprechendes bevorzugtes Monomer Ist Hexandioldlacrylat. Bevorzugt enthält die Monomerenmischung (B) keine hydroxyfunktionellen Monomere. Ebenfalls bevorzugt enthält die Monomerenmischung (B) keine säurefunktionellen Monomere. Ganz besonders bevorzugt enthält die Monomerenmischung (B) gar keine Monomere mit funktionellen Gruppen enthaltend Heteroatome. Dies bedeutet, dass Heteroatome, sofern vorhanden, lediglich in Form von verbrückenden Gruppen vorhanden sind. Dies ist beispielsweise der Fall in den oben beschriebenen (meth)acrylat-basierten, einfach olefinisch ungesätigten Monomeren, die als Rest R einen Alkylrest besitzen. Vorzugsweise enthaft die Monomerenmischung (B) neben dem mindestens einen mehrfach olefinisch ungesätigten Monomer jedenfalls noch folgende Monomere: Zum einen mindestens einen einfach ungesättigten Ester der (Meth)acrylsäure mit einem Alkylrest und zum anderen mindestens ein Vinylgruppen-haltiges einfach olefinisch ungesättigtes Monomer mit einem an der Vinylgruppe angeordneten Rest, der aromatisch ist oder der gemischt gesättigt-aliphatisch-aromatisch Ist, wöbe! dann die aliphatischen Anteile des Rests Alkylgruppen sind. Der Anteil von mehrfach ungesättigten Monomeren beträgt bevorzugt von 0,05 bis 3 moL-%, bezogen auf die molare Gesamtmenge von Monomeren der Monomerenmischung (B). Die in der Mischung (B) enthaltenen Monomere werden so ausgewählt, dass ein daraus hergestelltes Polymer eine Glasübergangstemperatur von -35 bis 15°C, bevorzugt von -25 bis +7°C besitzt. Die Glasübergangstemperatur kann dabei mitels der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt werden. Das in Stufe ii. durch die Emulsionspolymerisation der Monomerenmischung (B) in Anwesenheit der Saat hergestellte Polymerisat wird auch als Kern bezeichnet. Nach der Stufe ii. resultiert also ein Polymerisat, welches Saat und Kern umfasst. Das Polymerisat, welches nach der Stufe ii. erhalten wird, besitzt bevorzugt eine mitlere Teilchengröße von 80 bis 280 nm, bevorzugt 120 bis 250 nm (gemessen mittels dynamischer Lichtstreuung wie nachstehend beschrieben; vgl. Bestimmungsmethoden). Die in der Mischung (C) enthaltenen Monomere werden so ausgewählt, dass ein daraus hergestelltes Polymer eine Glasübergangstemperatur von -50 bis 15°C, bevorzugt von -20 bis +12°G besitzt. Die Glasübergangstemperatur kann dabei mittels der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt werden. Die olefinisch ungesätigten Monomere der Mischung (C) werden dabei bevorzugt so ausgewählt, dass das resultierende Polymerisat, umfassend Saat, Kem und Schale, eine Säurezahl von 10 bis 25 hat. Demzufolge enthält die Mischung (C) bevorzugt mindestens eine alpha-beta ungesättigte Carbonsäure, insbesondere bevorzugt (Meth)acrylsäure. Die olefinisch ungesätigten Monomere der Mischung (C) werden zudem oder alternativ bevorzugt so ausgewählt, dass das resultierende Polymerisat, umfassend Saat, Kern und Schale, eine OH-Zahl von 0 bis 30, bevorzugt 10 bis 25 hat Bei allen vorstehend genannten Säurezahlen und OH-Zahlen handelt es sich um auf Basis der insgesamt eingesetzten Monomerenmischungen berechnete Werte. Vorzugsweise enthält die Monomerenmischung (C) mindestens eine alpha-beta ungesätigte Carbonsäure und mindestens einen einfach ungesättigten Ester der (Meth)acrylsäure mit einem mit einer Hydroxylgruppe substituierten Alkylrest. Besonders bevorzugt enthält die Monomermischung (C) mindestens eine alpha-beta ungesättigte Carbonsäure, mindestens einen einfach ungesättigten Ester der (Meth)acrylsäure mit einem mit einer Hydroxylgruppe substituierten Alkylrest und mindestens einen einfach ungesättigten Ester der {Meth)acrylsäure mit einem Alkylrest. Sofern im Rahmen der vorliegenden Erfindung von einem Alkylrest ohne weitere Spezifizierung gesprochen wird, ist hierunter immer ein reiner Alkylrest ohne funktionelle Gruppen und Heteroatome zu verstehen. Das in Stufe iii. durch die Emulsionspolymerisation der Monomerenmischung (C) in Anwesenheit von Saat und Kern hergestellte Polymerisat wird auch als Schale bezeichnet. Nach der Stufe iii. resultiert also ein Polymerisat, welches Saat, Kem und Schale umfasst, also Polymerisat (b). Das Polymerisat (b) besitzt nach seiner Herstellung eine mittlere Teilchengröße von 100 bis 500 nm, bevorzugt 125 bis 400 nm, ganz besonders bevorzugt von 130 bis 300 nm (gemessen mittels dynamischer Lichtstreuung wie nachstehend beschrieben; vgl. Bestimmungsmethoden.)
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung einen Anteil an Komponente (a) wie wenigstens einem SCS- Polymerisat in einem Bereich von 1 ,0 bis 20 Ge .-%, besonders bevorzugt von 1 ,5 bis 19 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 2,0 bis 18,0 Gew.-%, insbesondere von 2,5 bis 17,5 Gew.-%» am meisten bevorzugt von 3,0 bis 15,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung. Die Bestimmung beziehungsweise Festlegung des Anteils der Komponente (a) an der Beschichtungsmittelzusammensetzung kann über die Bestimmung des
Festkörpergehalts (auch genannt nicht flüchtiger Anteil, Festkörpergehalt oder Festkörperanteil) einer wässrigen Dispersion enthaltend Komponente (a) erfolgen.
Zusätzlich oder alternativ, vorzugsweise zusätzlich, zu dem wenigstens einen vorbeschriebenen SCS-Polymerisat als Komponente (a) kann die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmitelzusammensetzung mindestens ein von dem Polymerisat verschiedenes Polymer als Bindemittel der Komponente (a) enthalten, insbesondere mindestens ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyurethanen, Polyharnstoffen, Polyestern, Poly(meth)acrylaten und/oder Mischpolymerisaten der genannten Polymere, insbesondere Polyurethan-
Poly(meth)acrylate und/oder Polyurethan-Polyharnstoffe.
Bevorzugte Polyurethane werden beispielsweise beschrieben in der deutschen Patentanmeldung DE 199 48 004 A1 , Seite 4, Zeile 19 bis Seite 11 , Zeile 29 (Polyurethanpräpolymer B1 ), in der europäischen Patentanmeldung EP 0 228 003 A1 , Seite 3, Zeile 24 bis Seite 5, Zeile 40, in der europäischen Patentanmeldung EP 0 634 431 A1 , Seite 3, Zeile 38 bis Seite 8, Zeile 9, und der internationalen Patentanmeldung WO 92/15405, Seite 2, Zeile 35 bis Seite 10, Zeile 32. Bevorzugte Polyester werden beispielsweise in DE 4009858 A1 in Spalte 6, Zeile 53 bis Spalte 7, Zeile 61 und Spalte 10, Zeile 24 bis Spalte 13, Zeile 3 oder WO 2014/033135 A2, Seite 2, Zeile 24 bis Seite 7, Zeile 10 sowie Seite 28, Zeile 13 bis Seite 29, Zeile 13 beschrieben. Bevorzugte Polyurethan-Poly(meth)acrylat-Mischpolymerisate ((meth)acrylierte Polyurethane) und deren Herstellung werden beispielsweise in WO 91/15528 A1 , Seite 3, Zeile 21 bis Seite 20, Zeile 33 sowie in DE 4437535 A1 , Seite 2, Zeile 27 bis Seite 6, Zeile 22 beschrieben. Bevorzugte Polyurethan-Polyhamstoffe-Mischpolymerisate sind Polyurethan- Polyharnstoff-Partikel, vorzugsweise solche mit einer mittleren Teilchengröße von 40 bis 2000 nm, wobei die Polyurethan-Polyharnstoff-Partikel, jeweils in umgesetzter Form, mindestens ein Isocyanatgmppen-haltiges Polyurethan-Präpolymer enthaltend anionische und/oder in anionische Gruppen überführbare Gruppen sowie mindestens ein Polyamin enthaltend zwei primäre Aminogruppen und ein oder zwei sekundäre Aminogruppen enthalten. Vorzugsweise werden derartige Mischpolymerisate in Form einer wässrigen Dispersion eingesetzt. Solche Polymere sind grundsätzlich durch an sich bekannte Polyaddition von beispielsweise Polyisocyanaten mit Polyolen sowie Polyaminen herstellbar. Die mittlere Teilchengröße solcher Polyurethan-Polyharnstoff-Partikel wird wie nachfolgend beschrieben bestimmt (gemessen mittels dynamischer Lichtstreuung wie nachstehend beschrieben; vgl. Bestimmungsmethoden).
Der Anteil solcher vom SCS-Polymerisat verschiedener Polymere in der Beschichtungsmittelzusammensetzung ist bevorzugt kleiner als der Anteil des SCS- Polymerisats. Die beschriebenen Polymere sind bevorzugt hydroxyfunktionell und besitzen insbesondere bevorzugt eine OH-Zahl im Bereich von 15 bis 200 mg KOH/g, besonders bevorzugt von 20 bis 150 mg KOH/g.
Besonders bevorzugt enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen mindestens ein hydroxyfunktionelies Polyurethan-Poly(meth)acrylat-Mischpolymerisat, nochmals bevorzugt mindestens ein hydroxyfunktionelies Polyurethan-Poly(meth)acrylat-Mischpolymerisat sowie mindestens einen hydroxyfunktionellen Polyester sowie gegebenenfalls ein vorzugsweise hydroxyfunktionelies Polyurethan-Polyhamstoff-Mischpolymerisat.
Der Anteil der weiteren Polymere als Bindemittel der Komponente (a) - zusätzlich zu einem SCS-Polymerisat - kann breit variieren und liegt vorzugsweise im Bereich von 1 ,0 bis 25,0 Gew.-%, bevorzugt 3,0 bis 20,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 5,0 bis 15,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der
Beschichtungsmittelzusammensetzung Zudem kann die Beschichtungsmittelzusammensetzung mindestens ein an sich bekanntes typisches Vernetzungsmittel enthalten. Sofern er ein Vemetzungsmittel enthält, handelt es sich bevorzugt um mindestens ein Aminoplastharz und/oder mindestens ein blockiertes oder freies Polyisocyanat, bevorzugt ein Aminoplastharz. Unter den Aminoplastharzen sind insbesondere Melaminharze bevorzugt Sofern die Beschichtungsmitteizusammensetzung Vernetzungsmitel enthält, liegt der Anteil dieser Vemetzungsmittel, insbesondere Aminoplastharze und/oder blockierter oder freier Polyisocyanate, besonders bevorzugt Aminoplastharze, darunter bevorzugt Melaminharze, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20,0 Gew.-%, bevorzugt 1 ,0 bis 15,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 ,5 bis 10,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung. Der Anteil an Vernetzungsmittel ist bevorzugt kleiner als der Anteil des SCS-Polymerisats in der Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Komponente (b)
Ein Fachmann ist mit den Begriffen der„Pigmente“ und der„Füllstoffe“ vertraut.
Der Begriff„Füllstoff1 ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus der DIN 55943 {Datum: Oktober 2001). Unter einem „Füllstoff wird im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine in der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung wie beispielsweise einem Wasserbasislack im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, unlösliche Komponente verstanden, die insbesondere zur Vergrößerung des Volumens eingesetzt wird. Vorzugsweise unterscheiden sich„Füllstoffe“ im Sinne der vorliegenden Erfindung von„Pigmenten“ durch ihren Brechungsindex, der für Füllstoffe <1 ,7 beträgt. Jeder übliche dem Fachmann bekannte Füllstoff kann als Komponente (b) eingesetzt werden. Beispiele geeigneter Füllstoffe sind Kaolin, Dolomit, Calcit, Kreide, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Graphit, Silikate wie Magnesiumsilikate, insbesondere entsprechende Schichtsilikate wie Hectorft, Bentonit, Montmorillonit, Talkum und/oder Glimmer, Kieselsäuren, insbesondere pyrogene Kieselsäuren, Hydroxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder organische Füllstoffe wie Textilfasern, Cellulosefasern, Polyethylenfasern oder Polymerpulver. Der Begriff„Pigment“ ist dem Fachmann ebenfalls bekannt, beispielsweise aus der DIN 55943 {Datum: Oktober 2001). Unter einem„Pigment“ werden im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise pulver- oder plättchenförmige Komponenten verstanden, die in der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung wie beispielsweise einem Wasserbasislack im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig unlöslich sind. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Farbmittel und/oder um Substanzen, die aufgrund ihrer magnetischen, elektrischen und/oder elektromagnetischen Eigenschaften als Pigment eingesetzt werden können. Von„Füllstoffen“ unterscheiden sich Pigmente vorzugsweise durch ihren Brechungsindex, der für Pigmente >1 ,7 beträgt.
Vorzugsweise werden unter den Begriff der „Pigmente“ Farbpigmente und Effektpigmente subsumiert.
Ein Fachmann ist mit dem Begriff der Farbpigmente vertraut. Die Begriffe „farbgebendes Pigment“ und „Farbpigment“ sind im Sinne der vorliegenden Erfindung austauschbar. Eine entsprechende Definition der Pigmente und weitere Spezifizierungen davon ist in der DIN 55943 (Datum: Oktober 2001 ) geregelt. Als Farbpigment können anorganische und/oder organische Pigmente eingesetzt werden. Als besonders bevorzugte Farbpigmente werden Weißpigmente, Buntpigmente und/oder Schwarzpigmente eingesetzt. Beispiele für Weißpigmente sind Titandioxid, Zink-Weiß, Zinksulfid und Lithopone. Beispiele für Schwarzpigmente sind Ruß, Eisen-Mangan-Schwarz und Spinellschwarz. Beispiele für Buntpigmente sind Chromoxid, Chromoxidhydratgrün, Kobaltgrün, Ultramaringrün, Kobaltblau, Ultramarinblau, Manganblau, Ultramarinviolett, Kobalt- und Manganviolet, Eisenoxidrot, Cadmiumsulfoselenid, Molybdatrot und Ultramarinrot, Eisenoxidbraun, Mischbraun, Spinell- und Korundphasen und Chromorange, Eisenoxidgelb, Nickeltitangelb, Chromtitangelb, Cadmiumsulfid, Cadmiumzinksulfid, Chromgelb und Bismutvanadat.
Ein Fachmann ist mit dem Begriff der Effektpigmente vertraut. Eine entsprechende Definition findet sich beispielsweise im Römpp Lexikon, Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, 10. Auflage, Seiten 176 und 471. Eine Definition von Pigmentgen im Allgemeinen und weitere Spezifizierungen davon sind in der DIN 55943 (Datum: Oktober 2001 ) geregelt. Vorzugsweise handelt es sich bei Effektpigmenten um solche Pigmente, die optisch effektgebend oder färb- und optisch effektgebend, insbesondere optisch effektgebend, sind. Die Begriffe„optisch effektgebendes und farbgebendes Pigment“,„optisch effektgebendes Pigment“ und „Effektpigment“ sind daher vorzugsweise austauschbar. Bevorzugte Effektpigmente sind beispielsweise plätchenförmige Metalleffektpigmente wie blätchenförmige Aluminiumpigmente, Goldbronzen, feuergefärbte Bronzen und/oder Eisenoxid- Aluminiumpigmente, Perglanzpigmente wie Fischsilber, basisches Bleicarbonat, Bismutoxidchlorid und/oder Metalloxid-Glimmer-Pigmente (Mica) und/oder sonstige Effektpigmente wie blättchenförmiges Graphit, blättchenförmiges Eisenoxid, Mehrschicht-Effekt-Pigmente aus PVD-Filmen und/oder Liquid Crystal Polymer- Pigmente. Besonders bevorzugt sind blättchenförmige Effektpigmente, insbesondere blättchenförmige Aluminiumpigmente und Metalloxid-Glimmer-Pigmente.
Besonders bevorzugt enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung wie beispielsweise ein Wasserbasislack wenigstens ein Effektpigment als Komponente (b).
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Besch ichtungsmittel- zusammensetzung einen Anteil an Effektpigment als Komponente (b) in einem Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 ,5 bis 18 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 2 bis 16 Gew.-%, insbesondere von 2,5 bis 15 Gew.-%, am meisten bevorzugt von 3 bis 12 Gew.-% oder von 3 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung. Der gesamte Anteil aller Pigmente und/oder Füllstoffe in der Beschichtungsmittelzusammensetzung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 40,0 Gew.-%, bevorzugter von 2,0 bis 20,0 Gew.-%, besonders bevorzugt von 3,0 bis 15,0 Gew,- %, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise liegt das relative Gewichtsverhältnis der Komponente (b) wie wenigstens eines Effektpigments zu der Komponente (a) wie wenigstens einem SCS-Polymerisat in der Beschichtungsmittelzusammensetzung in einem Bereich von 4:1 bis 1 :4, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2:1 bis 1 :4, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 2:1 bis 1 :3, insbesondere in einem Bereich von 1 :1 bis 1 :3 oder von 1:1 bis 1 :2,5.
Komponente (c)
Die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung ist vorzugsweise wässrig. Es handelt sich dabei vorzugsweise um ein System, das als Lösemitel (also als Komponente (c)) hauptsächlich Wasser, vorzugsweise in einer Menge von wenigstens 20 Gew.-%, und organische Lösemitel in geringeren Anteilen, vorzugsweise in einer Menge von <20 Gew,-%, enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmitteizusammensetzung.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung einen Anteil an Wasser von mindestens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 30 Gew.-%, insbesondere von mindestens 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmitelzusammensetzung einen Anteil an Wasser, der in einem Bereich von 20 bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 25 bis 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 55 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmitelzusammensetzung.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung einen Anteil an organischen Lösemiteln, der in einem Bereich von <20 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0 bis <20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis <20 Gew.-% oder bis 15 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Als Beispiele für solche organischen Lösemitel seien heterocyclische, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, ein- oder mehrwertige Alkohole, insbesondere Methanol und/oder Ethanol, Ether, Ester, Ketone und Amide, wie z. B. N-Methylpyrrolidon, N-Ethylpyrrolidon, Dimethylformamid, Toluol, Xylol, Butanol, Ethyl- und Butylglyko! sowie deren Acetate, Butyldlglykol, Diethylenglykoldimethylether, Cyclohexanon, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Aceton, Isophoron oder Mischungen davon genannt.
Weitere optionale Komponenten
Die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung kann optional noch mindestens einen Verdicker (auch als Verdickungsmittel bezeichnet) als Komponente (d) enthalten. Beispiele für derartige Verdicker sind anorganische Verdicker, beispielsweise Metallsilikate wie Schichtsilikate, und organische Verdicker, beispielsweise Poly(meth)acrylsäure-Verdicker und/oder (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker, Polyurethan-Verdicker sowie polymere Wachse. Das Metallsilikat wird bevorzugt aus der Gruppe der Smektite ausgewählt. Besonders bevorzugt werden die Smektite aus der Gruppe der Montmorillonite und Hectorite ausgewählt. Insbesondere werden die Montmorillonite und Hectorite aus der Gruppe bestehend aus Aluminium-Magnesium-Silikaten sowie Natrium-Magnesium- und Natrium-Magnesium-Fluor-Lithium-Schichtsilikaten, ausgewählt. Diese anorganischen Schichtsilikate werden zum Beispiel unter der Marke Laponite® vertrieben. Verdickungsmittel auf Basis von Poly(meth)acrylsäure und (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker sind gegebenenfalls vernetzt und/oder mit einer geeigneten Base neutralisiert. Beispiele solcher Verdickungsmittel sind „Alkali Swellable Emulsions” (ASE), und hydrophob modifizierte Varianten davon, die„Hydrophically modified Alkali Swellable Emulsions" (HASE). Vorzugsweise sind diese Verdickungsmittel anionisch. Entsprechende Produkte wie Rheovis® AS 1130 sind kommerziell erhältlich. Verdickungsmittel auf Basis von Polyurethanen (z.B. Polyurethan-Assoziativ-Verdickungsmittel) sind gegebenenfalls vernetzt und/oder mit einer geeigneten Base neutralisiert. Entsprechende Produkte wie Rheovis® PU 1250 sind kommerziell erhältlich. Als polymere Wachse eignen sich beispielsweise gegebenenfalls modifizierte polymere Wachse auf Basis von Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren. Ein entsprechendes Produkt ist zum Beispiel unter der Bezeichnung Aquatix® 8421 kommerziell erhältlich. Die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung kann je nach erwünschter Anwendung ein oder mehrere üblicherweise eingesetzte Additive als weitere Komponente(n) (d) enthalten. Beispielsweise kann die Beschichtungsmittelzusammensetzung wenigstens ein Additiv ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Reaktiwerdünnern, Lichtschutzmiteln, Antioxidantien, Entlüftungsmitteln, Emulgatoren, Slipadditiven, Polymerisationsinhibitoren, Initiatoren für radikalische Polymerisationen, Haftvermittler, Verlaufsmitteln, filmbildende Hilfsmitteln, Sag-Control-Agents (SCAs), Flammschutzmitteln, Korrosionsinhibitoren, Sikkativen, Bioziden und Mattierungsmiteln enthalten. Sie können in den bekannten und üblichen Anteilen eingesetzt werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzung kann unter Einsatz der übtichen und bekannten Mischverfahren und Mischaggregate erfolgen.
Bestimmungsmethoden
1. Bestimmung des nicht-flüchtigen Anteils
Die Bestimmung des nicht-flüchtigen Anteils (des Festkörpers) erfolgt gemäß DIN EN ISO 3251 (Datum: Juni 2008). Dabei werden 1 g Probe in eine vorher getrocknete Aluminiumschale eingewogen und 60 Minuten bei 125 °C im Trockenschrank getrocknet, im Exsikkator abgekühlt, und dann zurückgewogen. Der Rückstand bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Probe entspricht dem nicht-flüchtigen Anteil. Das Volumen des nicht-flüchtigen Anteils kann falls erforderlich gegebenenfalls gemäß DIN 53219 (Datum: August 2009) bestimmt werden.
2. Bestimmung des zahlenmittleren Molekulargewichts
Das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn) wird, soweit nicht anders angegeben, mittels eines Dampfdruckosmometers Typ 10.00 (Firma Knauer) an
Konzentrationsreihen in Toluol bei 50°C mit Benzophenon als Eichsubstanz zur Bestimmung der experimentellen Eichkonstante des eingesetzten Messgeräts nach E. Schröder, G. Müller, K.-F. Arndt, "Leitfaden der Polymercharakterisierung", Akademie-Verlag, Berlin, S. 47 - 54, 1982, ermittelt.
3. Bestimmung der OH-Zahl und der Säure-Zahl
Die Bestimmung der OH-Zahl und der Säure-Zahl erfolgt jeweils durch Berechnung.
4. Bestimmung der mittleren Teilchengröße von SCS-Polyrnerisaten und Polvurethan-Polvhamstoff-Partikeln
Die mittlere Teilchengröße wird mittels dynamischer Lichtstreuung
(Photonenkorrelationsspektroskopie) (PCS) in Anlehung an DIN ISO 13321 (Datum: Oktober 2004) bestimmt. Zur Messung eingesetzt wird dabei ein“Malvern Nano S90“ (Fa. Malvern Instruments) bei 25 ± 1 °C. Das Gerät deckt einen Größenbereich von 3 bis 3000 nm ab und ist ausgestattet mit einem 4mW He-Ne Laser bei 633 nm. Die jeweiligen Proben werden mit partikelfreiem, deionisierten Wasser als Dispergiermedium verdünnt und anschließend in einer 1 ml Polystyrol-Küvette bei geeigneter Streuintensität vermessen. Die Auswertung erfolgte mittels digitalem Korrelator unter Zuhilfenahme der Auswertungssoftware Zetasizer Vers. 7.11 (Fa. Malvern Instruments). Es wird fünf Mai gemessen und die Messungen an einer zweiten, frisch präparierten Probe wiederholt Hinsichtlich des SCS-Poiymerisats wird unter der mittleren Teilchengröße das arithmetische Zahlenmitei des gemessenen mittleren Partikeldurchmessers (Z-Average mean; Zahlenmittel; dN,5o%-
Wert) verstanden. Die Standardabweichung einer 5-fachen Bestimmung beträgt dabei < 4 %. Hinsichtlich der einsetzbaren Polyurethan-Polyhamstoff-Partikel wird unter der mittleren Teilchengröße das arithmetische Volumenmitel aus der mitleren Partikelgröße der Einzelpräparationen verstanden (V-Average mean; Volumen mittel; dv,5o%-Wert (Volumen-bezogener Medianwert)). Die maximale Abweichung des Volumenmittels von fünf Einzelmessungen beträgt dabei ± 15 %. Die Überprüfung erfolgt jeweils mit Polystyrol-Standards mit zertifizierten Partikelgrößen zwischen 50 bis 3000 nm.
5. Bestimmung der Schichtdicken
Die Bestimmung der Schichtdicken erfolgt nach DIN EN ISO 2808 {Datum: Mai 2007), Verfahren 12A unter Verwendung des Messgerätes MiniTest® 3100-4100 der Firma ElektroPhysik.
6. Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen und des schichtdickenabhänaiaen Verlaufs
Zur Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen sowie des schichtdickenabhängigen Verlaufs werden keilförmige Mehrschichtlackierungen nach der folgenden allgemeinen Vorschrift hergestellt:
Ein mit einer Standard-KTL (CathoGuand® 800 der Firma BASF Coatings GmbH) beschichtetes Stahlblech der Abmessungen 30 x 50 cm wird an einer Längskante mit einem Klebstreifen (Tesaband, 19 mm) versehen, um nach der Beschichtung Schichtdickendifferenzen ermiteln zu können. Ein Wasserbasiskack wird elektrostatisch als Keil mit einer Zielschichtdicke {Schichtdicke des getrockneten Materials) von 0-40 pm aufgetragen. Dabei beträgt die Ausflussrate zwischen 300 und 400 ml/min; die Drehzahl der ESTA-Glocke wird zwischen 23.000 und 43.000 U/min variiert; die genauen Angaben der jeweils konkret gewählten Applikationsparameter werden nachfolgend innerhalb des experimentellen Teils angegeben. Nach einer Ablüftzeit von 4-5 Minuten bei Raumtemperatur (18 bis 23 °C) wird der Aufbau im Umluftofen für 10 Minuten bei 60 °C getrocknet. Nach Entfernen des Klebestreifens wird auf die getrocknete Wasserbasislackschicht per Fließbecherpistole manuell ein handelsüblicher Zweikomponenten-Ktarlack (ProGloss® der Firma BASF Coatings GmbH) mit einer Zielschichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials) von 40-45 pm aufgetragen. Die resultierende Klarlackschicht wird während 10 Minuten bei Raumtemperatur (18 bis 23 °C) abgelüftet; anschließend erfolgt die Härtung Im Umluftofen bei 140 °C für weitere 20 Minuten.
Die Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen erfolgt visuell nach der folgenden allgemeinen Vorschrift: Die Trockenschichtdicke des Wasserbasislacks wird kontrolliert und für den Basislack-Schichtdickenkeil werden die Bereiche von 0- 20 pm sowie von 20 pm bis zum Ende des Keils auf dem Stahlblech markiert. Die Auswertung der Nadelstiche erfolgt visuell in den zwei getrennten Bereichen des Wasserbasislack-Keils. Je Bereich wird die Anzahl der Nadelstiche ausgezählt. Alle Ergebnisse werden auf eine Fläche von 200 cm2 normiert und anschließend zu einer Gesamtanzahl addiert. Zusätzlich wird gegebenenfalls protokolliert, ab welcher Trockenschichtdicke des Wasserbasislack-Keils keine Nadelstiche mehr auftreten.
Die Beurteilung des schichtdickenabhängigen Verlaufs erfolgt nach der folgenden allgemeinen Vorschrift: Die Trockenschichtdicke des Wasserbasislacks wird kontrolliert, und für den Basislack-Schichtdickenkeil werden unterschiedliche Bereiche, beispielsweise von 10-15 pm, 15-20 pm und 20-25 pm auf dem Stahlblech markiert. Die Bestimmung bzw. Beurteilung des schichtdickenabhängigen Verlaufs erfolgt mit Hilfe des Messgerätes Wave scan der Firma Byk-Gardner GmbH innerhalb der zuvor ermitelten Basislack-Schichtdickenbereiche. Zu diesem Zweck wird ein Laserstrahl unter einem Winkel von 60° auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet, und es werden auf einer Messstrecke von 10 cm die Schwankungen des reflektierten Lichts im sogenannten short wave-Beretch (0,3 bis 1 ,2 mm) und im sogenannten long wave-Bereich {1 ,2 bis 12 mm) mit Hilfe des Messgeräts registriert (long wave = LW; short wave = SW; je niedriger die Werte, desto besser ist das Erscheinungsbild). Außerdem wird als Maß der Schärfe eines in der Oberfläche des Mehrschichtaufbaus reflektierten Bildes mit Hilfe des Messgerätes die Kenngröße„distinctness of imgage“ (DOi) bestimmt (je höher der Wert, desto besser ist das Erscheinungsbild).
7. Bestimmung der Wolkigkeit
Zur Bestimmung der Wolkigkeit werden Mehrschichtlackierungen nach der folgenden allgemeinen Vorschrift hergestellt:
Auf ein mit einer konventionellen Füllerlackierung beschichtetes Stahlblech der Abmessungen 32 x 60 cm wird ein Wasserbasisiack mittels Zweifachauftrag appliziert; die Applikation im ersten Schrit erfolgt elektrostatisch mit einer Zielschichtdicke von 8-9 pm, im »eiten Schrit wird nach einer 2-minüten Ablüftzeit bei Raumtemperatur ebenfalls elektrostatisch mit einer Zielschichtdicke von 4-5 pm appliziert. Die resultierende Wasserbasislackschicht wird anschließend nach erneuter Ablüftzeit bet Raumtemperatur (18 bis 23 °C) von 5 Minuten im Umluftofen für 5 Minuten bei 80 °C getrocknet. Beide Basislackaufträge erfolgen dabei mit einer Drehzahl von 43.000 U/min sowie einer Ausflussrate von 300 ml/min. Auf die getrocknete Wasserbasislackschicht wird ein handelsüblicher Zweikomponenten- Klarlack (ProGloss der BASF Coatings GmbH) mit einer Zielschichtdicke von 40- 45 pm appliziert. Die resultierende Klarlackschicht wird während 10 Minuten bei Raumtemperatur (18 bis 23 °C) abgelüftet; anschließend erfolgt die Härtung im Umluftofen bei 140 °C für weitere 20 Minuten.
Die Wolkigkeit wird dann mit dem Messgerät cloud-runner der Firma BYK-Gardner GmbH beurteilt. Das Gerät gibt u.a. die drei Kenngrößen„Mottling15“,„Mottling45“ und„Mottling60“ aus, die als Maß für die Wolkigkeit, gemessen in den Winkeln 15°, 45° und 60° relativ zum Reflexionswinkel der zur Messung benutzten Lichtquelle, angesehen werden können. Je größer der Wert, desto ausgeprägter ist das Wolkigkeitsbild.
8. Bestimmung der Fadenlebensdauer in einem Dehnexperiment
Bei der Hochrotationszerstäubung treten Strömungen auf, die einen hohen Dehnanteil aufweisen. Um das Dehnverhalten der verwendeten Proben zu untersuchen, wird das Gerät Haake CaBER 1 (Firma Thermo Scientific) verwendet. Die Probe befindet sich dabei zwischen zwei parallel angeordneten Platten, die einen Durchmesser von 6 mm und einen Abstand von 2 mm zueinander aufweisen. Anschließend wird die obere Plate innerhalb von 40 ms soweit nach oben verschoben, dass der neue Abstand beider Platten 10 mm beträgt. Dabei entsteht ein instabiler Flüssigkeitsfaden, dessen Durchmesser sich aufgrund von Kapillarkräften verjüngt. Die Aufzeichnung des Fadendurchmessers (also des Filamentdurchmessers) erfolgt mittels einer Hochgeschwindigkeitskamera bei einer Bildrate von 1000 Bilder pro Sekunde und einer Auflösung von 1024 x 1024 Pixel. Aus dem Verlauf des Fadendurchmessers werden dehn-rheologische Eigenschaften über das Material bestimmt. Dabei weisen solche Materialien einen höheren Widerstand gegenüber Dehnströmungen auf (also eine höhere Dehnviskosität), die eine längere Fadenlebensdauer (Filamentlebensdauer) zeigen.
9. Bestimmung der mitleren Filamentlänge mitels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der mittleren Filamentlinge
Der Zerfall der Filamente an der Glockenkante wird mittels der
Hochgeschwindigkeitskamera Fastcam SA-Z (Firma Photon Tokyo, Japan) bei einer Bildrate von 100.000 Bilder pro Sekunde und einer Auflösung von 512 x 256 Pixel aufgenommen. 2000 Bilder wenden pro Aufnahme für die Bildauswertung verwendet. Zuallererst werden die einzelnen Bilder in mehreren Arbeitsschritten bearbeitet, um die Länge der Filamente auswerten zu können. Im ersten Prozessschritt wird die Glockenkante von den jeweiligen Bildern entfernt. Dazu wird jedes Bild mittels eines Gauß-Filters so stark geglättet, dass nur noch die Glockenkante zu erkennen ist. Diese Bilder werden anschließend binarisiert und invertiert (a). Anschließend werden auch die Ursprungsbilder binarisiert (b) und mit den invertierten Bildern (a) zusammenaddiert. Als Resultat erhält man eine binarisierte Bilderreihe ohne Glockenkante, die zur weiteren Auswertung invertiert wird (c). Im nächsten Schrit werden Bedingungen so definiert, dass Filamente von anderen Objekten unterschieden werten können. Zunächst werden die Hypotenusen aller Objekte bestimmt, welche mitels xmin, Xmax, ymin und ymax der Objekte berechnet werden. Die Hypotenusen der Objekte müssen größer als ein bestimmter Wert h sein, damit dessen Objekt als Filament angesehen wird. Alle kleineren Objekte, wie Tropfen, werden für die weitere Auswertung nicht weiter berücksichtigt. Zudem muss jedes Objekt einen y-Wert aufweisen, der sich in der unmitelbaren Nähe der Glockenkante befindet. Damit werden längere Fragmente, die nicht mit der Glockenkante verbunden sind, für die Auswertung der Filamentlänge ausgeschlossen. Als letztes müssen die restlichen Objekte die Voraussetzung erfüllen, dass ihr minimaler x-Wert größer als 0 und ihr maximaler x-Wert kleiner als 256 ist. So werden nur Filamente ausgewertet, die sich komplett im aufgenommen Bildrahmen befinden. Alle Objekte, die die vier Bedingungen erfüllen können, werden einzeln abgerufen und mittels der Skelet-Methode verjüngt. Als Resultat ist nur noch ein Pixel jedes Objekts mit maximal einem anderen Pixel verbunden. Anschließend wird die Anzahl der Pixel pro Filament zusammengezählt. Da die Pixelgröße bekannt ist, kann die reale Länge der Filamente berechnet werden. Durch diese Bildauswertung werden etwa 15.000 Filamente pro Aufnahme ausgewertet. Das gewährleistet eine hohe Statistik bei der Bestimmung der Filamentlängen.
10. Bestimmung der Löslichkeit der Monomere der Mischung (A) in Wasser die zur Herstellung von SCS-PoIvmerisaten eingesetzt werden kann
Die Löslichkeit der Monomere in Wasser wird über eine Gleichgewichtseinstellung mit dem Gasraum oberhalb der wässrigen Phase bestimmt (analog der Literatur X,- S. Chat, Q.X. Hou, F.J. Schork, Journal of Applied Polymer Science Vol. 99, 1296- 1301 (2006)). Dazu wird in einem 20 ml Gasraumprobenröhrchen zu einem definierten Volumen an Wasser wie 2 ml eine so große Masse des jeweiligen Monomers gegeben, dass sich diese Masse jedenfalls nicht vollständig in dem gewählten Volumen Wasser lösen kann. Zusätzlich wird ein Emulgator (10 ppm, bezogen auf Gesamtmasse der Probenmischung) hinzugegeben. Um die Gleichgewichtskonzentration zu erhalten, wird die Mischung ständig geschütelt. Die überstehende Gasphase wird gegen Inertgas ausgetauscht, so dass sich wieder ein Gleichgewicht einstellt. In der entnommenen Gasphase wird jeweils der Anteil der zu detektieren Substanz gemessen (beispielsweise mitels Gaschromatographie). Die Gleichgewichtskonzentration in Wasser kann bestimmt werden, indem der Anteil des Monomers in der Gasphase graphisch ausgewertet wird. Die Steigung der Kurve ändert sich von einem nahezu konstanten Wert (S1) zu einer signifikant negativen Steigung (S2) sobald der überschüssige Monomeranteil aus der Mischung entfernt wurde. Die Gleichgewichtskonzentration ist dabei an dem Schnittpunkt der Geraden mit der Steigung S1 und der Geraden mit der Steigung S2 erreicht. Die beschriebene Bestimmung wird bei 25°C durchgeführt. 11. Bestimmung der Glasüberqanastemperaturen von Polymeren, die jeweils aus
Monomeren der Mischungen (Ai (B) bzw. fC) erhältlich sind
Die Glasübergangstemperatur Tg wird experimentell in Anlehnung an DIN 51005 (Datum: August 2005) „Thermische Analyse (TA) - Begriffe“ und DIN 53785 „Thermische Analyse - Dynamische Differenzkalorimetrie (DDK)“ (Datum: März 1994) bestimmt. Dabei wird eine Probe von 15 mg in ein Probenpfännchen eingewogen und in ein DSC-Gerät eingeführt. Es wird auf die Starttemperatur abgekühit und im Anschluss daran ein 1. und ein 2. Messlauf bei einer Inertgasspülung (N2) von 50 ml/min mit einer Heizrate von 10 K/min durchgeführt, wobei zwischen den Messläufen wieder auf die Starttemperatur abgekühlt wird. Die Messung erfolgt im Temperaturbereich von etwa 50 °C niedriger als die erwartete Glasübergangstemperatur bis etwa 50 °C höher als die erwartete Glasübergangstemperatur. Als Glasübergangstemperatur wild in Anlehnung an DIN 53765, Punkt 8.1 , diejenige Temperatur im 2. Messlauf bezeichnet, bei der die Hälfte der Änderung der spezifischen Wärmekapazität (0,5 Delta cp) erreicht ist. Sie wird aus dem DDK-Diagramm (Auftragung des Wärmestroms gegen die Temperatur) ermitelt Es handelt sich um die Temperatur, die dem Schnittpunkt der Mitellinie zwischen den extrapolierten Basislinien vor und nach dem Glasübergang mit der Messkurve entspricht. Für eine zielführende Abschätzung der bei der Messung zu erwartenden Glasübergangstemperatur kann die bekannte Fox-Gleichung herangezogen werden. Da die Fox-Gleichung eine gute Näherung darstellt, die auf den Glasübergangstemperaturen der Homopolymere und deren Gewichtsteilen ohne Einbeziehung des Molekulargewichts basiert, kann sie als zielführendes Hilfsmitel für den Fachmann bei der Synthese eingesetzt werden, sodass eine gewünschte Glasübergangstemperatur über wenige zielgerichtete Versuche eingestellt werden kann.
12- Bestimmung des Nissegrads
Es , wird der Nässegrad eines nach Auftrag einer Beschichtungsmittelzusammensetzung wie eines Wasserbasislacks auf ein Substrat gebildeten Films beurteilt. Dabei wird die Beschichtungsmitelzusammensetzung elektrostatisch als Konstantschicht in der gewünschten Zielschichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials) wie einer Zielschichtdicke, die in einem Bereich von 15 pm bis 40 pm liegt, mittels Rotationszerstäubung aufgetragen. Dabei beträgt die Ausflussrate zwischen 300 und 400 ml/min und die Drehzahl der ESTA-G locke des Rotationszerstäubers liegt in einem Bereich von 23.000 und 63.000 U/min (die genauen Angaben der jeweils konkret gewählten Applikationsparameter werden an den relevanten Stellen nachfolgend innerhalb des experimentellen Teils angegeben). Eine Minute nach Abschluss des Auftrags erfolgt eine visuelle Beurteilung des auf dem Substrat gebildeten Films hinsichtlich seines Nässegrades. Dieser wird anhand einer Skala von 1 bis 5 {1 = sehr trocken bis 5 = sehr nass) protokolliert.
13· Bestimmung des Auftretens von Kochern
Zur Bestimmung der Kochemeigung wird in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 (Datum: Januar 2010) und DIN EN ISO 28199-3 (Datum: Januar 2010) eine Mehrschichtlackierung nach der folgenden allgemeinen Vorschrift hergestellt: Ein mit einer gehärteten kathodischen Elektrotauchlackschicht (KTL) (CathoGuard® 800 der Firma BASF Coatings GmbH) beschichtetes Lochblech der Abmessungen 57 cm x 20 cm aus Stahl (gemäß DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.1 , Ausführung A) wird analog DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.2 (Ausführung A) vorbereitet Anschließend erfolgt in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.3 die Applikation eines wässrigen Basislacks elektrostatisch in einem Einmalauftrag als Keil mit einer Zielschichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials; T rockenschichtdicke) im Bereich von 0 pm bis 30 pm. Die resultierende Basislackschicht wird ohne vorherige Ablüftzeit im Umluftofen für 5 Minuten bei 80 °C zwischengetrocknet. Die Bestimmung der Kochergrenze, d.h. derjenigen Basislackschichtdicke, ab der Kocher auftreten, erfolgt nach DIN EN ISO 28199-3, Punkt 5.
14. Bestimmung des Auftretens von Läufern
Zur Bestimmung der Läuferneigung werden in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 (Datum: Januar 2010) und DIN EN ISO 28199-3 (Datum: Januar 2010) Mehrschichtlackierungen nach der folgenden allgemeinen Vorschrift hergestellt: a) Wasserbasislacke
Ein mit einer gehärteten kathodischen Elektrotauchlackschicht (KTL) (CathoGuard® 800 der Firma BASF Coatings GmbH) beschichtetes Lochblech der Abmessungen 57 cm x 20 cm aus Stahl (gemäß DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.1 , Ausführung A) wird analog DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.2 (Ausführung A) vorbereitet. Anschließend erfolgt in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.3 die Applikation eines wässrigen Basislacks elektrostatisch in einem Einmalauftrag als Keil mit einer Zielschichtdicke {Schichtdicke des getrockneten Materials) im Bereich von 0 mhh bis 40 pm. Die resultierende Basislackschicht wird nach einer Ablüftzeit bei 18-23°C von 10 Minuten im Umluftofen für 5 Minuten bei 80 °C zwischengetrocknet. Dabei werden die Bleche senkrecht stehend abgelüftet und zwischengetrocknet. b) Klarlacke:
Ein mit einer gehärteten kathodischen Elektrotauchlackschicht (KTL) (CathoGuard®
800 der Firma BASF Coatings GmbH) sowie mit einem handelsüblichen Wasserbasislack (ColorBrite der Firma BASF Coatings GmbH) beschichtetes Lochblech der Abmessungen 57 cm x 20 cm aus Stahl (gemäß DIN EN ISO 28199- 1 , Punkt 8.1 , Ausführung A) wird analog DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.2 (Ausführung A) vorbereitet. Anschließend erfolgt in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.3 die Applikation eines Klarlacks elektrostatisch in einem Einmalauftrag als Keil mit einer Zielschichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials) im Bereich von 0 pm bis 60 pm. Die resultierende Klarlackschicht wird nach einer Ablüftzeit bei 18-23°C von 10 Minuten im Umluftofen für 20 Minuten bei 140 °C gehärtet. Dabei werten die Bleche senkrecht stehend abgelüftet und gehärtet.
Die Bestimmung der Läuferneigung wird jeweils nach DIN EN ISO 28199-3, Punkt 4 durchgeführt. Zusätzlich zu der Schichtdicke, bei der ein Läufer die Länge von 10 mm ab Unterkante des Loches überschreitet, wird diejenige Schichtdicke bestimmt, ab der eine erste Läufemeigung an einem Loch visuell zu beobachten ist.
15. Bestimmung des Deckvermöqens
Die Bestimmung des Deckvermögens erfolgt gemäß DIN EN ISO 28199-3 (Januar 2010; Punkt 7). Beispiele und Vergleichsbeispiele
Die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, sind jedoch nicht einschränkend auszulegen.
Sofern nicht anders angeführt, handelt es sich bei den Angaben in Teilen um Gewichtsteile und bei Angaben in Prozenten jeweils um Gewichtsprozente .
1. Herstellung einer wässrigen Dispersion APt
1.1 Die nachfolgend genannten und zur Herstellung der wässrigen Dispersion AD1 eingesetzten Komponenten haben folgende Bedeutungen:
DMEA Dimethylethanolamin
VE-Wasser deionisiertes Wasser
EF 800 Aerosol® EF-800, kommerziell erhältlicher Emulgator der
Firma Cytec
APS Ammoniumperoxodisulfat
1 ,6-HDDA 1 ,6-Hexandioldiacrylat
2-HEA 2-Hyd roxyethylacrylat
MMA Methacrylsäuremethylester
1.2 Herstellung der wässrigen Dispersion AD1 enthaltend ein mehrstufiges SCS- Polyacrylat
Monomerenmischuna fAl Stufe i.
80 Gew.-% der Positionen 1 und 2 gemäß der nachstehenden Tabelle 1.1 werden in einen Stahlreaktor (5 L Volumen) mit Rückflusskühler gegeben und auf 80°C aufgeheizt. Die restlichen Anteile der unter„Vorlage“ in Tabelle 1.1 aufgeführten Komponenten werden in einem separaten Gefäß vorgemischt. Dieses Gemisch und davon getrennt die Inäiatorlösung (Tabelle 1.1 , Position 5 und 6) werden zeitgleich innerhalb von 20 min in den Reaktor zugetropft, wobei in der Reaktionslösung ein Anteil der Monomere, bezogen auf die Gesamtmenge an in Stufe i. eingesetzten Monomeren, von 6,0 Gew.-% während der gesamten Reaktionsdauer nicht überschritten wird. Im Anschluss wird 30 min gerührt.
Monomerenmischunq (Bl Stufe ii.
Die in Tabelle 1.1 unter„Mono T angegebenen Komponenten werden in einem separaten Gefäß vorgemischt. Dieses Gemisch wird Innerhalb von 2 Stunden in den Reaktor zu getropft, wobei In der Reaktionslösung ein Anteil der Monomere, bezogen auf die Gesamtmenge an in Stufe ii. eingesetzten Monomeren, von 6,0 Gew.-% während der gesamten Reaktionsdauer nicht überschriten wird. Im Anschluss wird 1 Stunde gerührt.
Monomerenmischunq (CI Stufe iii.
Die in Tabelle 1.1 unter„Mono 2“ angegebenen Komponenten werden in einem separaten Gefäß vorgemischt. Dieses Gemisch wird innerhalb von 1 Stunde in den Reaktor zu getropft, wobei in der Reaktionslösung ein Anteil der Monomere, bezogen auf die Gesamtmenge an in Stufe iii. eingesetzten Monomeren, von 6,0 Gew.-% während der gesamten Reaktionsdauer nicht überschriten wird. Im Anschluss wird 2 Stunden gerührt.
Danach wird das Reaktionsgemisch auf 60°C abgekühlt und das Neutralisationsgemisch (Tabelle 1.1 , Positionen 20, 21 und 22) in einem separaten Gefäß vorgemischt. Das Neutralisationsgemisch wird innerhalb von 40 min in den Reaktor zu getropft, wobei der pH-Wert der Reaktionslösung auf einen pH-Wert von 7,5 bis 8,5 eingestellt wird. Anschließend wird das Reaktionsprodukt noch 30 min gerührt, auf 25°C abgekühlt und filtriert.
Der Festkörper der so erhaltenen wässrigen Dispersion AD1 wurde zur Reaktionskontrolle bestimmt. Das Ergebnis ist zusammen mit dem pH-Wert und der bestimmten Teilchengröße n Tabelle 1.2 angeben. Tabelle 1.1 : Wässrige Dispersion AD1 enthaltend ein mehrstufiges Polyacrylat
Tabelle 1 .2: Kennzahlen der wässrigen Dispersion AD1 bzw. des enthaltenden Polymerisats
2. Herstellung einer wässrigen Folvurethan-Folvhamstoff-Dispersion PD1 Herstellung einer teilneutralisierten Präpolymerlösung
In einem Reaktionsgefäß, ausgerüstet mit Rührer, Innenthermometer, Rückflusskühler und elektrischer Heizung, wurden 559,7 Gewichtsteile eines linearen
Polyesterpolyols und 27,2 Gewichtsteile Dimethylolpropionsäure (Fa. GEO Speciality Chemicals) in 344,5 Gewichtsteilen Methylethylketon unter Stickstoff gelöst. Das lineare Polyesterdiol wurde zuvor aus dimerisierter Fettsäure (Pripol® 1012, Fa. Croda), Isophthalsäure (Fa. BP Chemicals) und Hexan-1 ,6-diol (Fa. BASF SE) hergestellt (Gewichtsverhältnis der Ausgangsstoffe: dimere Fettsäure zu Isophthalsäure zu Hexan-1 ,6-diol = 54,00 : 30,02 : 15,98) und wies eine Hydnoxylzahl von 73 mg KOH / g Festanteil, eine Säurezahl von 3,5 mg KOH i g Festanteil und ein berechnetes, zahlenmittleres Molekulargewicht von 1379 g/mol und ein über Dampfdruckosmometrie bestimmtes zahlenmittleres Molekulargewicht von 1350 g/mol auf. Zu der resultierenden Lösung wurden bei 30°C hintereinander 213,2 Gewichtsteile Dicyclohexylmethan-4,4‘-diisocyanat (Desmodur® W, Fa. Covestro AG) mit einem Isocyanatgehalt von 32,0 Gew.-% und 3,8 Gewichtsteile Dibutylzinndilaurat (Fa. Merck) hinzugegeben. Anschließend wurde unter Rühren auf 80°C erwärmt. Es wurde bei dieser Temperatur weiter gerührt, bis der Isocyanatgehalt der Lösung 1 ,49 Gew.-% betrug und konstant war. Danach wurden 626,2 Gewichtsteile Methylethylketon zum Prä polymer gegeben und das Reaktionsgemisch auf 40°C abgekühlt. Nach Erreichen von 40°C wurden 11 ,8 Gewichtsteile Triethylamin (Fa. BASF SE) innerhalb von zwei Minuten zugetropft und weitere 5 Minuten der Ansatz gerührt.
Umsetzung des Präpolymeren mit Diethylentriamindiketimin
Anschließend wurden 30,2 Gewichtsteile einer 71 ,9 Gew.-% Anlösung von Diethylentriamindiketimin in Methylisobutyiketon (Verhältnis Isocyanatgruppen des Prä polymeren zu Diethylentriamindiketimin (mit einer sekundären Aminogruppe): 5:1 mol/mol, entspricht zwei NCO-Gruppen pro blockierter, primärer Aminogruppe) innerhalb einer Minute zugemischt, wobei die Reaktionstemperatur nach Zugabe zur Präpolymerlösung kurzzeitig um 1 °C anstieg. Die Anlösung von Diethylentriamindiketimin in Methylisobutyiketon wurde zuvor durch azeotropes Auskreisen von Reaktionswasser bei der Reaktion von Diethylentriamin (Fa. BASF SE) mit Methylisobutylketon in Methylisobutylketon bei 1 10 - 140°C hergesteilt. Durch Verdünnen mit Methylisobutylketon wurde auf eine Aminäquivalentmasse (Lösung) von 124,0 g/eq eingestellt. Mittels IR-Spektroskopie wurde anhand der Restabsorption bei 3310 cm-1 eine Blockierung der primären Aminogruppen von 98,5% ermittelt. Der Feststoffgehalt der Isocyanatgruppen-haltigen Polymerlösung wurde mit 45,3 % bestimmt.
Dispergierung und Vakuumdestillation
Nach 30 Minuten Rühren bei 40°C wurde der Inhalt des Reaktors innerhalb von 7 Minuten in 1206 Gewichtsteile deionisiertes Wasser (23°C) dispergiert. Aus der resultierenden Dispersion wurde Methylethylketon bei 45°C unter Vakuum abdestilliert und eventuelle Lösemittel- und Wasserverluste mit deionisiertem Wasser ausgeglichen, so dass ein Feststoffgehalt von 40 Gew.-% resultierte. Es wurde eine weiße, stabile, feststoffgehaltreiche, niedrigviskose Dispersion mit vernetzten Partikeln erhalten, die auch nach 3 Monaten keinerlei Absetzen aufwies. Die so erhaltene Mikrogel-Dispersion (PD1 ) wies folgende Kennzahlen auf:
Feststoffgehalt (130°C, 60 min, 1 g): 40,2 Gew.-%
Methylethylketon-Gehalt (GC): 0,2 Gew.-%
Methylisobutylketon-Geha!t (GC): 0,1 Gew.-%
Viskosität (23°C, Rotationsviskosimeter, Scherrate= 1000/s): 15 mPa-s
Säurezahl: 17,1 mg KOH / g
Feststoffgehalt
Neutralisationsgrad (berechnet): 49 %
pH (23°C): 7,4
Partikelgröße (Photonenkorrelationsspektroskopie,
Volumenmitel): 167 nm
Gelanteil (gefriergetrocknet): 85,1 Gew.-%
Gelanteil (130°C): 87,3 Gew„-% 3. Herstellung von Färb- und Füllstoffpasten
3.1 Herstellung einer Gelbpaste Pi
Die Gelbpaste P1 wird aus 17,3 Gewichtsteilen Sicotrans-Geib L 1916, erhältlich von BASF SE, 18,3 Gewichtsteilen eines gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE 40 09 858 A1 hergestellten Polyesters, 43,6 Gewichtsteilen einer gemäß der internationalen Patentanmeldung WO 92/15405, Seite 15, Zeile 23-28 hergestellten Bindemitteldispersion, 16,5 Gewichtsteilen deionisiertes Wasser sowie 4,3 Gewichtsteilen Butylglykol hergestellt.
3.2 Herstellung einer Weißpaste P2
Die Weißpaste P2 wird aus 50 Gewichtsteilen Titan Rutil 2310, 6 Gewichtsteilen eines gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE 40 09 858 A1 hergestellten Polyesters, 24,7 Gewichtsteilen einer gemäß der Patentanmeldung EP 022 8003 B2, S, 8, Z. 6 bis 18 hergestellten Bindemitteldispersion, 10,5 Gewichtsteilen deionisiertes Wasser, 4 Gewichtsteilen 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decindiol, 52%ig in BG (erhältlich von BASF SE), 4,1 Gewichtsteilen Butylglykol, 0,4 Gewichtsteilen 10%iges Dimethylethanolamin in Wasser sowie 0,3 Gewichtsteilen Acrysol RM-8 (erhältlich von der Firma The Dow Chemical Company) hergestellt.
3.3 Herstellung einer Schwarzpaste P3
Die Schwarzpaste P3 wird aus 57 Gewichtsteilen einer gemäß WO 92/15405, S. 13, Z. 13 bis S. 15, Z. 13 hergestellten Polyurethandispersion, 10 Gewichtsteilen Ruß (Ruß Monarch® 1400 der Firma Cabot Corporation), 5 Gewichtsteilen eines Polyesters, hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE 40 09 858 A1 , 6,5 Gewichtsteilen einer 10%igen wässrigen Dimethylethanolamin-Lösung, 2,5 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polyethers (Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE), 7 Gewichtsteilen Butyldiglykol und 12 Gewichtsteilen deionisiertem Wasser hergestellt.
3.4 Herstellung einer Bariumsulfatpaste P4
Die Bariumsulfatpaste P4 wird aus 39 Gewichtsteilen einer gemäß EP 0228003 B2, S. 8, Z. 6 bis 18 hergestellten Polyurethandispersion, 54 Gewichtsteilen Bariumsulfat (Blanc fixe micro der Firma Sachtleben Chemie GmbH), 3,7 Gewichtsteilen Butyl- glykol und 0,3 Gewichtsteilen Agitan 282 (erhältlich von Munzing Chemie GmbH) und 3 Gewichtsteilen deionisiertem Wasser hergestellt.
3,5 Herstellung einer Steatitpaste P5
Die Steatitpaste P5 wird aus 49,7 Gewichtsteilen einer gemäß WO 91/15528, S. 23, Z. 26 bis S. 24, Z. 24 hergestellten wässrigen Bindemitteldispersion, 28,9 Gewichtsteile Steatit {Microtalc IT extra der Firma Mondo Minerals B.V.), 0,4 Gewichtsteilen Agitan 282 (erhältlich von Münzing Chemie GmbH), 1 ,45 Gewichtsteilen Disperbyk®- 184 (erhältlich von BYK-Chemie GmbH), 3,1 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polyethers (Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE) und 16,45 Gewichtsteilen deionisiertem Wasser hergestellt.
4. Herstellung weiterer Zwischenprodukte
4.1 Herstellung eines Mischlackes ML1
In Anlehnung an die Patentschrift EP 1534792 - B1 , Spalte 11 , Zeile 1-13 werden 81 ,9 Gewichtsteile deionisiertes Wasser, 2,7 Gewichtsteile Rheovis® AS 1130 (erhältlich von BASF SE), 8,9 Gewichtsteile 2,4,7»9-Tetramethyl-5-decindiol, 52%ig in BG (erhältlich von BASF SE), 3,2 Gewichtsteile Dispex Ultra FA 4437 (erhältlich von BASF SE) sowie 3,3 Gewichtsteile 10%iges Dimethylethanolamin in Wasser miteinander vermischt; die resultierende Mischung wird anschließend homogenisiert.
4.2 Herstellung eines Mischlackes ML2
47,38 Gewichtsteile der wässrigen Dispersion AD1, 42,29 Gewichtsteile deionisiertes Wasser, 6,05 Gewichtsteile 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decindiol, 52%ig in Butylglykol {erhältlich von BASF SE), 2,52 Gewichtsteile Dispex Ultra FA 4437 (erhältlich von BASF SE), 0,76 Gewichtsteile Rheovis® AS 1 130 (erhältlich von BASF SE) sowie 1 ,0 Gewichtsteile 10%iges Dimethylethanolamin in Wasser werden miteinander vermischt und die resultierende Mischung anschließend homogenisiert.
ML1 und ML2 werden zur Herstellung von Effektpigmentpasten eingesetzt. 5. Herstellung von wässrigen Basislacken
5.1 Herstellung der Wasserbasislacke WBL1 bis WBL§
Die in der Tabelle 5 1 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt Im nächsten Schrit wird aus den unter ^luminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s 1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Innerhalb der Reihe WBL1 bis WBL3 ist jeweils der Anteil an Aluminiumpigment und damit das Pigment/Bindemittelverhältnis erhöht worden. Im Vergleich zu WBL1 ist der Anteil an Pigment in WBL2 verdoppelt und in WBL3 verdreifacht worden. Gleiches gilt für die Reihe WBL4 bis WBL6: Im Vergleich zu WBL4 ist der Anteil an Pigment in WBL5 verdoppelt und in WBL6 verdreifacht worden
Tabelle 5.1 : Herstellung der Wasserbasislacke WBL1-WBL6
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 16,10 12,89 9,68 - deionisiertes Wasser 12,84 10,26 7,72 12,83 10,28 7,73
1-Propoxi-2-propanol 2,67 2,14 1,61
n-Butoxipropanol 2,09 1,67 1 ,25 -
2-Ethylhexanol 3,17 2,54 1,91 2,17 1,74 1,30
Wässrige Bindemitteldispersion AD1 25,27 20,23 15,20 16,10 12.89 9,68
Wässrige Polyurethan-Polyhamstoff-
7,34 5,88 4,41 32,36 25.90 19,46 Dispersion PD1
Polyester; hergestellt gemäß Seite 28, Zeilen 13
4,25 3,41 2,56 5,34 4.27 3,21 bis 33 (Beispiel BE1 ) WO 2014/033135 A2
Melaminformaldehydharz (Cymel® 203 der Firma
3,17 2,54 1 ,91 3,17 2,54 1,91 Allnex)
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,75 0,60 0,45 1 ,34 1 ,06 0,80 Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE 0,67 0,53 0,40 - 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decindiol, 52%ig in BG
1,00 0,80 0,60 (erhältlich von BASF SE)
Isobutanol 3,50 2,80 2,11
Butylglykol 1 ,25 1,00 0,75 9,09 7.28 5,47
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU1250 in
Butylglykol (Rheovis® PU 1250 erhältlich von 0,33 0,27 0,20
BASF SE)
Atuminiumpigment-Vormischung:
Mischlack ML1 . 12,45 24,93 37,38 12,45 24,93 37,38
Mischung zweier handelsüblicher
Aluminiumpigmente, erhältlich von Firma Altana- 12,46 4,15 8,31 12,46 Eckart (Stapa© Hydrolux 2153 & Hydrolux 600 im
Verhältnis 1 : 1)
Summe: 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis Pigment/Bindemittel: 0,18 0,44 0,86 0,12 0,29 0,56 5.2 Herstellung der Wasserbasislacke WBL7 und WBL8
Die in der Tabelle 5.2 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird jeweils aus den unter ^Muminiumpigment-Vormischung“ bzw. „Micapigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischungen werden separat zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe einer Vormischung wird jeweils 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 95±10 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s'1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Tabelle 5.2: Herstellung der Wasserbasislacke WBL7 und WBL8
WBL7 WBL8
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-Sch ichtsilikatlösu ng 14.4 13.4 deionisiertes Wasser 11.5 11.4
1-Propoxi-2-propanol 2,4
n-Butoxipropanol 1,9 1,1
2-Ethylhexanol 2,8
Wässrige Bindemitteldispersion AD1 22.6
Wässrige Polyurethan-Polyhamstoff-Dispersion PD1 6,6
Polyurethandispersion, hergesteiit gemäß WO 92/15405, S. 13, Z.
29,3 13 bis S. 15, Z. 13
Polyester; hergesteilt gemäß Seite 28, Zeilen 13 bis 33 (Beispiel
3,8 1,5 BE1) WO 2014/033135 A2
Polyester; hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE
2,2 40 09 858 A1
Polyurethanmodifiziertes Polyacrylat; hergestellt gemäß S. 7, Z. 55
2,2 bis S.8, Z. 23 der DE 4437535 A1
Melaminformaldehydharz (Cymel® 203 der Firma Allnex) 2,8
Melaminformaldehyd harz (Maprenal® 909/93IB der Firma INEOS
3,3 Melamines GmbH)
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,7 1,0
Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE 0,6
2,4,7,9-T etramethyl-5-decind iol, 52%ig in BG (erhältlich von BASF
0,2
SE)
Isobutanol 3,1
Isopropanol 1,8
Butylglykol 1,1 2,6
Hydrosol A170, erhältlich von DHC Solvent Chemie GmbH 0,4
Methoxlpropano! 2,0
Isopar® L, erhältlich von Exxon Mobile 1,5
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU1250 in Butylglykol
0,3 0,3
(Rheovis® PU 1250 erhältlich von BASF SE)
BYK-347® der Firma Altana/BYK-Chemie GmbH 0,4
Gelbpaste P1 1 ,7 1,7
Weißpaste P2 0,7 0,7
Schwarzpaste P3 3.4 3.4
Bariumsuifatpaste P4 0,7 0,7
Steatitpaste P5 1.4 1.4 Aluminiumpigment-Vormischung:
Mischlack ML1 12,2 12,2
Mischung zweier handelsüblicher Aluminiumpigmente, erhältlich
von Firma Altana-Eckart (Stapa® Hydralux 2153 & Hydralux 600 im 4,0 4,0
Verhältnis 1 : 1)
Micapigment-Vormischung:
Mischlack ML1 1,0 1,0
Handelsübliches Micapigment Mearlin® Exterior Fine Russet 459V
der Firma BASF SE) 0,3 0,3
Summe: 100,0 100,0
Verhältnis Pigment/Bindemittel: 0,3 0,3
Festkörper (eingestellt): 21,6% 21,7%
5.3 Herstellung der Wasserbasislacke WBL9 bis WBL12
Die in der Tabelle 5.3 unter„wässrige Phase“ aufgefühlten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter„Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s'1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Innerhalb der Reihe WBL9 bis WBL10 ist jeweils der Anteil an Aluminiumpigment und damit das Pigment/Bindemittelverhältnis erniedrigt worden. Gleiches gilt für die
Reihe WBL11 bis WBL12. Tabelle 5.3: Herstellung der Wasserbasislacke WBL9 bis WBL12
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 17,87 17,87 17,87 17,87 deionisiertes Wasser 12,23 16,74 12,07 16,68 2-Ethyihexano! 1 ,99 1 ,99 1 ,99 1 ,99
PoJyu rethandispersion, hergestellt gemäß WO
25,41 25,41 25,41 25,41 92/15405, S. 13, Z. 13 bis S. 15, Z. 13
Daotan® VTW 6464, erhältlich von Allnex 1 ,59 1 ,59 1 ,59 1 ,59
Polyurethanmodifiziertes Polyacrylat; hergestellt
gemäß S. 7, Z. 55 bis S.8, Z. 23 der DE 4437535 2,78 2,78 2,78 2,78 A1
3 Gew.-%ige wässrige Rheovis® AS 1130
Lösung, Rheovis® AS 1130 erhältlich von BASF 5,08 5,08 5,08 5,08
SE
Melaminformaldehydharz (Cymel® 1 133 der
3,57 3,57 3,57 3,57 Firma Alinex)
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,95 0,95 0,95 0,95 Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE 0,40 0,40 0,40 0,40
2,4,7,9-Tetramethyl-5-decindiol, 52%ig in BG
1 ,35 1 ,35 1 ,35 1 ,35
(erhältlich von BASF SE)
Triisobutylphosphat 1,19 1 ,19 1 ,19 1 ,19
Isopropanol 1,95 1 ,95 1 ,95 1,95
Butylglykol 2,54 2,54 2,54 2,54
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU1250 in
Butylglykol (Rheovis® PU 1250 erhältlich von 0,24 0,24 0,24 0,24
BASF SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von BASF SE 0,64 0,64 0,64 0,64
Tinuvin® 384-2, erhältlich von BASF SE 0,40 0,40 0,40 0,40
Aluminiu pigment-Vormiechung:
Aluminiumpigment Stapa® Hydrolux 600,
7,22 2,71
erhältlich von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® Hydrolux 200,
7,38 2,77 erhältlich von Firma Altana-Eckart
Butylglykol 9,60 9,60 9,60 9,60
Polyester; hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte _ nn
3,00 3,00 3,00
16, Z. 37-59 der DE 40 09 858 A1
Summe: 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis Pigment/Bindemittel: 0,35 0,13 0,35 0,13 5.4 Herstellung der Wasserbasislacke WBL13 bis WBL16
Die in der Tabelle 5.4 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter„Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s\ gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Innerhalb der Reihe WBL13 bis WBL14 ist jeweils der Anteil an Aluminiumpigment und damit das Pigment/Bindemittelverhältnis erniedrigt worden. Gleiches gilt für die Reihe WBL15 bis WBL16.
Tabelle 5.4: Herstellung der Wasserbasislacke WBL13 bis WBL16
WBL13 WBL14 WBL15 WBL16
3%Ige N a-Mg -Sch ichts s 11 katföso n g 14,45 14,45 14,45 14,45 deionisiertes Wasser 8,99 13,50 8,83 13,44 2-Ethylhexanol 1,91 1,91 1,91 1,91
Wässrige Bindemitteldispersion AD1 26,33 26,33 26,33 26,33
Wässrige Polyurethan-Poiyharnstoff-Dispersion PD1 6,09 6,09 6,09 6,09
Polyester; hergestellt gemäß Seite 28, Zeilen 13 bis 33
3,01 3,01 3,01 3,01
(Beispiel BE1) WO 2014/033135 A2
Melaminformaldehydharz (Cymel® 203 der Firma
6,67 6,67 6,67 6,67
Ailnex)
deionisiertes Wasser 1,69 1,69 1,69 1,69
Rheovis® AS 1130, erhältlich von BASF SE 0,22 0,22 0,22 0,22
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,51 0,51 0,51 0,51
2,4,7,9-Tetramethyi-5-decindiol, 52%ig in BG (erhältlich
0,29 0,29 0,29 0,29 von BASF SE)
Butyfglykof 3,89 3,89 3,89 3,89
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU 1250 in
0,07 0,07 0,07 0,07
Butylglyko! (Rheovis® PU 1250 erhältlich von BASF SE) Aluminiumpigment-Vor ischung;
Mischlack ML2 18,66 18,66 18,66 18,66
Aluminiumpigment Stapa® Hydra!ux 600, erhältlich von
7,22 2,71
Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® Hydrolux 200, erhältlich von
7,38 2,77 Firma Altana-Eckart
Summe; 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis Pigment/Bindemittel; 0,25 0,09 0,25 0,09
5.5 Herstellung der Wasserbasislacke WBL17 bis WBL24, WBL17a und WBL21a
Die in der Tabelle 5 5 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schrit wird aus den unter .Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s 1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/GC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Zusätzlich wurden die Proben WBL17 und WBL21 auf eine Spritzviskosität von 120±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s 1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab GG mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt (resultierend in WBL17a bzw. WBL21a). Tabelle 5,5: Herstellung der Wasserbasislacke WBL17 bis WBL24
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-
17,87 17,87 17,87 17,87 17,87 17,87 17,87 17,87 Schichteilikatlösung
deionisiertes Wasser 11 ,45 12,07 16,45 16,68 11 ,61 12,07 16,51 16,68 2-Ethylhexanol 1 ,99 1,99 1 ,99 1 ,99 1 ,99 1,99 1 ,99 1,99 Polyurethandispersion,
hergestellt gemäß WO
25,41 25,41 25,41 25,41 25,41 25,41 25,41 25,41 92/15405, S, 13, Z. 13 bis S.
15, Z. 13
Daotan® VTW 6464,
1,59 1,59 1,59 1 ,59 1,59 1 ,59 1 ,59 1,59 erhältlich von Allnex
Polyurethanmodifiziertes
Polyacrylat; hergestellt
2,78 2,78 2,78 2,78 2,78 2,78 2,78 2,78 gemäß S. 7, Z. 55 bis S.8, Z.
23 der DE 4437535 A1
3 Gew.-%ige wässrige
Rheovis® AS 1130 Lösung,
5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 Rheovis® AS 1130 erhältlich
von BASF SE
Melaminformaldehyd harz
(Cymel® 1133 der Firma 3,57 3,57 3,57 3,57 3,57 3,57 3,57 3,57 Allnex)
10%iges
Dimethylethanolamin in 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95
Wasser
Pluriol® P900, erhältlich von
0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
BASF SE
2,4,7,9-Tetramethyl-5- decindioi, 52%ig in BG 1,35 1,35 1,35 1 ,35 1 ,35 1 ,35 1 ,35 1 ,35 (erhältlich von BASF SE)
Triisobutylphosphat 1 ,19 1 ,19 1,19 1 ,19 1,19 1 ,19 1 ,19 1 ,19
Isopropanol 1 ,95 1 ,95 1 ,95 1 ,95 1,95 1,95 1 ,95 1 ,95
Butylglykol 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54
50 Gew.-%ige Lösung von
Rheovis® PU1250 in
Butylglykol (Rheovis® 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24
PU 1250 erhältlich von BASF
SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von
0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64
BASF SE
Tinuvin® 384-2, erhältlich von
0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
BASF SE
Aluminiumpigment Stapa® IL
HYDROLAN 9157, ertiältlich 8,00 3,00
von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® IL
HYDROLAN 214 N0.55,
7,38 2,77
erhältlich von Firma Altana- Eckart
Aluminiumpigment Stapa® IL
HYDROLAN 2197, erhältlich 7,84 2,94 von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® IL
HYDROLAN 2153, erhältlich 7,38 - 2,77 von Firma Altana-Eckart
Butylglykol 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60
Polyester; hergestellt gemäß
Beispiel D, Spalte 16, Z. 37- 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00
59 der DE 4009858 A1
Summe: 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis
0,35 0,13 0,35 0,13 0,35 0,13 0,35 0,13
Pigment/Bindemittel:
5.6 Herstellung der Wasserbasislacke WBL25 bis WBL30
Die in der Tabelle 5.6 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird jeweils aus den unter „Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischungen werden separat zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe einer Vormischung wird jeweils 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±10 mPa s bei einer Scherbelastung von 1000 s'1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 X, eingestellt. Tabelle 5.8: Herstellung der Wasserbasislacke WBL25 bis WBL30
Wässrige Phase;
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 14,45 14,45 14,45 14,45 14,45 14,45 deionisiertes Wasser 8,21 8,83 13,21 13,44 8,21 13,21 2-Ethylhexanol 1,91 1,91 1,91 1,91 1,91 1 ,91
Wässrige Bindemitteldispersion AD1 26,33 26,33 26,33 26,33 26,33 26,33
Wässrige Polyurethan-Polyharnstoff-Dispereion
6,09 6,09 6,09 6,09 6,09 6,09
PD1
Polyester; hergestellt gemäß Seite 28, Zeilen
3,01 3,01 3,01 3,01 3,01 3,01 13 bis 33 (Beispiel BE1) WO 2014/033135 A2
Melaminformaldehydharz (Cymel® 203 der
6,67 6,67 6,67 6,67 6,67 6,67 Firma Allnex)
deionisiertes Wasser 1,69 1 ,69 1 ,69 1,69 1,69 1 ,69
Rheovis® AS 1130, erhältlich von BASF SE 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51
2,4.7, 9-T etramethy !-5-deci ndiol3 52%ig in BG
0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 (erhältlich von BASF SE)
Butylglykol 3,89 3,89 3,89 3,89 3,89 3,89
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU 1250
in Butylglykol (Rheovis® PU 1250 erhältlich von 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 BASF SE)
Aluminiumpigment-Vormlschung:
Mischlack ML2 18,66 18,66 18,66 18,66 18,66 18,66
Aluminiumpigment Stapa® IL HYDROLAN
8,00 3,00
9157, erhältlich von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® IL HYDROLAN 214
7,38 2,77
N0.55, erhältlich von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® HYDROLUX 2197 ,
8,00 3,00 erhältlich von Firma Altana-Eckart
Summe: 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis Pigment/Bindemittel: 0,25 0,09 0,25 0,09 0,25 0,09
5.7 Herstellung der Wasserbasislacke WBL31 und WBL31a
Die in der Tabelle 5.7 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter .Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 130±5 mPa-s (WBL31) bzw. 80±5 mPa-s (WBL31a) bei einer Scherbelastung von 1000 s'1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter {Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt Im Fall von WBL31a wird hierzu eine höhere Menge an deionisiertem Wasser eingesetzt.
Tabelle 5,7: Herstellung der Wasserbasislacke WBL31 und WBL31a
WBL31 WBL31a
3%ige Na-Mg-Sch ichtsilikatlösung 17,00 17,00 deionisiertes Wasser 10.89 10.89
2-Ethylhexano! 1.89 1.89
Polyurethandispersion, hergestellt gemäß WO 92/15405, S. 13, Z.
24,17 24,17
13 bis S. 15, Z. 13
Daotan® VTW 6464, erhältlich von Allnex 1,51 1,51
Polyurethanmodifiziertes Polyacrylat; hergestellt gemäß S. 7, Z, 55
2,64 2,64 bis S.8, Z. 23 der DE 4437535 A1
3 Gew.-%ige wässrige Rheovis® AS 1130 Lösung, Rheovis® AS
4,83 4,83
1130 erhältlich von BASF SE
Melami nformaldehyd arz {Cymel® 1133 der Firma Allnex) 3,40 3,40
10%Sges Di ethyiethanoiamin in Wasser 0,90 0,90
Piurioi® P900, erhältlich von BASF SE 0,38 0,38
2,4,7,9-Tetramethyi-5-decindiol, 52%ig in BG (erhältlich von BASF
1,28 1,28
SE)
Triisobutylphosphat 1,13 1,13
Isopropanol 1,85 1,85
Butyiglykol 2,42 2,42
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU 1250 in Butyiglykol
0,23 0,23
(Rheovis® PU 1250 erhältlich von BASF SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von BASF SE 0,61 0,61
Tinuvin® 384-2, erhältlich von BASF SE 0,38 0,38 deionisiertes Wasser 7,91 12,10
Alumlniumpigment-Vormlschung:
Aluminiumpigment Stapa® HYDROLUX VP56450, erhältlich von
3,26 3,26
Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® HYDROLUX 1071, erhältlich von Firma
1 ,30 1,30
Altana-Eckart
Butyiglykol 9,21 9,21
Polyester; hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE
2,79 2,79
40 09 858 A1
Summe: 100,00 104,19
Verhältnis Rgment/Bindem Ittel: 0,23 0,23 5.8 Herstellung der Wasserbasislacke WBL32 und WBL33
Die io der Tabelle 5.8 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter „Butylglykol/Polyester-Mischung (3:1)“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisfertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 135±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s 1, gemessen mit einem Rotations- Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 X, eingestellt.
Tabelle 5.8: Herstellung der Wasserbasislacke WBL32 und WBL33
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 20,82 20,82 deionisiertes Wasser 13,34 13,34
2-Ethylhexanol 2,32 2,32
Polyurethandispersion, hergestellt gemäß WO 92/15405, S. 13, Z.
29,60 29,60
13 bis S. 15, Z. 13
Daotan® VTW 6464, erhältlich von Allnex 1,85 1 ,85
Polyurethanmodifiziertes Polyacrylart; hergestellt gemäß S. 7, Z. 55
3,24 3,24 bis S.8, Z. 23 der DE 4437535 A1
3 Gew.-%ige wässrige Rheovis® AS 1130 Lösung, Rheovis® AS
5,92 5,92
1130 erhältlich von BASF SE
Melaminformaldehydharz (Cymel® 1133 der Firma Allnex) 4,16 4,16
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 1,11 1,11
Pluriol® P9Q0, erhältlich von BASF SE 0,47 0,47
2,4, 7,9-T etramethyl-5-deci ndiol , 52%ig in BG (erhältlich von BASF
1 ,57 1 ,57
SE)
Triisobutylphosphat 1 ,39 1 ,39
Isopropanol 2,27 2,27
Butylglykol 2,96 2,96
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU 1250 in Butylglykol
0,28 0,28
(Rheovis® PU1250 erhältlich von BASF SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von BASF SE 0,75 0,75
Tinuvin® 384-2, erhältlich von BASF SE 0,47 0,47
Butylglykol 5,63 9,38
Polyester; hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE
1,88 3,13
40 09 858 A1
Summe: 100,00 105,00 5.9 Herstellung der Wasserbasislacke WBL34, WBL35, WBL34a und WBL35a Die in der Tabelle 5.9 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Nachdem 10 min lang gerührt wurde, wird anschließend mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 120±5 mPa-s (WBL34 und WBL35) bzw. 80+5 mPa-s (WBL34a und WBL35a) bei einer Scherbelastung von 1000 s'1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Tabelle 5.9: Herstellung der Wasserbasislacke WBL34, WBL34a, WBL35 und WBL35a
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-Schichtsil i katlösu ng 19,69 19,69 19,69 19,69 deionisiertes Wasser 12,62 12,62 12,62 12,62 2-Ethylhexanol 2,19 2,19 2,19 2,19
Polyurethandispersion, hergestellt gemäß WO
28,00 28,00 28,00 28,00 92/15405, S. 13, Z. 13 bis S. 15, Z. 13
Daotan® VTW 6464, erhältlich von Allnex 1 ,75 1 ,75 1,75 1 ,75 Polyurethan modifiziertes Polyacrylat; hergestellt
gemäß S. 7, Z. 55 bis S.8, Z. 23 der DE 4437535 3,06 3,06 3,06 3,06 A1
3 Gew.-%ige wässrige Rheovis® AS 1 130
Lösung, Rheovis® AS 1130 erhältlich von BASF 5,60 5,60 5,60 5,60 SE
Melaminformaldehydharz (Cymel® 1133 der
3,93 3,93 3,93 3,93 Firma Allnex)
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 1 ,05 1 ,05 1,05 1 ,05 PlurioS® P900, erhältlich von BASF SE 0,44 0,44 0,44 0,44
2,4,719-Tetramethyl-5-decindiol, 52%ig in BG
1,49 1,49 1 ,49 1,49 (erhältlich von BASF SE)
Triisobutyiphosphat 1,31 1 ,31 1 ,31 1,31
Isopropanol 2,15 2,15 2,15 2,15
Butylglykol 2,80 2,80 2,80 2,80
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU 1250 in
Butylglykol (Rheovis® PU 1250 erhältlich von 0,26 0,26 0,26 0,26 BASF SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von BASF SE 0,71 0,71 0,71 0,71 Tinuvin® 384-2, erhältlich von BASF SE 0,44 0,44 0,44 0,44 Butylglykol 12,50 - 12,50 deionisiertes Wasser 3,00 3,00 Summe; 87,50 100,00 90,50 103,00 6. Untersuchungen und Vergleich der Eigenschaften der wässrigen Basislacke bzw. der daraus erhaltenen Filme und Beschichtungen
6,1 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL1 bis WBL6 hinsichtlich Fadenlebensdauer bzw mittlerer Filamentlänge an der Gtockenkante
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL1 bis WBL6 hinsichtlich Fadenlebensdauer bzw. mittlerer Filamentlänge bzw. Nässegrad erfolgten gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Es sind jeweils die Reihen WBL1 bis WBL3 und WBL4 bis WBL6 untereinander zu vergleichen, da hier in aufsteigender numerischer Reihenfolge der Lacke der darin enthaltene Anteil an Pigment und daraus resultierend das Pigment/Bindemittel-Verhältnis erhöht worden sind. Die Tabelle 6.1 fasst die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.1 : Vergleich Fadenlebensdauer und mittlerer Filamentlänge und Nässegrad
Wasserbasislack
Mittlere Filamentlänge an Glockenkante [mpi]
1610 851 651 1290 1090 807
Bei den Proben WBL1 bis WBL3 und analog bei den Proben WBL4 bis WBL6 zeigen die CaBER-Messungen eine steigende Fadenlebensdauer bei zunehmender Konzentration an Aluminiumpigment innerhalb der untersuchten Basislacke. Basierend auf vorhandener Literatur (z.B. Ergungor et al., J. Non-Newtonian Fluid Mech. 138 (2006), Seiten 1-6; Thompson et al., J. Non-Newtonian Fluid Mech. 147 (2007), Seiten 11-22) liegt der Schluss nahe, dass damit auch ein zunehmend schwierigerer Zerfall von an der Glocke gebildeten Fäden korrelieren sollte, der zu einer gröberen Zerstäubung und damit zu Filamenten mit höheren mittleren Filamentlängen führen sollte. Eine solche gröbere Zerstäubung und damit zu erwartende höhere mittlere Filamentlängen bringt der Fachmann üblicherweise mit einem zu erwartenden nässeren Lackierbild in Verbindung. Überraschenderweise wurde allerdings bei einer Beurteilung des Nässegrades einer Lackierung von WBL1 bis WBL3 und analog von WBL4 bis WBL6 genau das Gegenteil gefunden, d.h. der Nässegrad nimmt ab.
Die Bestimmung der mitleren Filamentlänge an der Glockenkante zeigt, dass mit steigender Konzentration der Aluminiumpigmente innerhalb der jeweiligen Basislacke (die Konzentration nimmt von WBL1 bis WBL3 bzw. von WBL4 bis
WBL6 zu) kleinere Filamente mit geringeren Filamentlängen gebildet werden, was mit dem visuell beurteilten Nässegrad korreliert. Mit anderen Worten wird die Zerstäubung mit steigender Konzentration der Aluminiumpigmente insgesamt feiner, da kleinere Filamente gebildet werden, und es resultiert ein geringerer Nässegrad, was konträr zu dem ist, was ein Fachmann aufgrund der CaBER-Messungen und der steigenden Fadenlebensdauem innerhalb der Reihen WBL1 bis WBL3 bzw. WBL4 bis WBL6 erwartet hätte.
6.2 Vergleich zwischen den Wasserbasisiacken WBL7 und WBL8 hinsichtlich des Auftretens von Nadelstichen
Die Untersuchungen an den Wasserbasisiacken WBL7 und WBÜB hinsichtlich der Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen und der Filamentlänge erfolgt gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Tabelle 6.2 fasst die Ergebnisse zusammen.
WBL8 erwies sich im Vergleich zu WBL7 als deutlich kritischer bezüglich des Auftretens von Nadelstichen, insbesondere bei einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl von 23.000 U/min. Dieses Verhalten korreliert mit einer größeren Filamentlänge, die im Fall von WBL8 im Vergleich zu WBL7 experimentell ermittelt worden ist und die ihrerseits ein Maß für eine gröbere Zerstäubung bzw. einen erhöhten Nässegrad ist. Tabelle 6.2: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des Auftretens von Nadelstichen
Ausflussrate: 300 ml/min; Drehzahl: 43.000 U/min
WBL Fllamerrtiinge [mm] Nadelstiche Nässegrad
WBL7 0,719 0 2
WBL8 0,783 >100 3
Ausflussrate: 400 ml/min; Drehzahl: 23000 U/min
WBL Fllamentlinge [mm] Nadelstiche Nissegrad
WBL7 1,091 0 3
WBL8 1,124 >150 4
6.3 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL9 bis WBL16 hinsichtlich der Beurteilung der Wolkigkeit , des Auftretens von Nadelstichen und dem schichtdickenabhängigen Verlauf Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL9 bis WBL16 hinsichtlich der Beurteilung der Wolkigkeit, von Nadelstichen sowie des schichtdickenabhängigen Verlaufs erfolgen gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Die Tabellen 6.3 und 6.4 fassen die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.3: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Nadelstichen sowie Wolkigkeit {gemessen mit dem cloud-runner der Fa. Byk-Gardner)
Ausfiussrate: 300 ml/min; Drehzahl: 43000 U/min
WBL Filamentlänge [mm] Nadelstiche MottlingiS Motling45 Mottling60
WBL9 0,591 >100 3.8 4.2 4,1
WBL10 0,717 >100 2.9 4,4 3,5
WBL11 0,775 >100 3,4 5.3 4,9
WBL12 0,820 >100 4,8 4.4 6,3
WBL13 0,578 0 3,3 3,9 3,9
WBL14 0,699 0 2.7 3,8 3,4
WBL15 0,676 0 3.8 4,7 5,6
WBL16 0,768 0 4,1 4,4 6,1
Im direkten Vergleich der Probenpaare WBL9 und WBL13, WBL10 und WBL14, WBL11 und WBL15 bzw. WBL12 und WBL16, die jeweils das gleiche Pigment sowie die gleiche Menge an Pigment beinhalten, zeigt sich, dass die Basislacke WBL13 bis WBL16 bei einer Ausflussrate von 300 ml/min sowie einer Drehzahl von 43.000 U/min jeweils eine kleinere Filamentlänge als die korrespondierende Referenzprobe WBL9 bis WBL12 aufweisen und damit feiner zerstäuben. Dies spiegelt sich in einer signifikant besseren Nadelstichrobustheit und außerdem einer geringeren Wolkigkeit wider. Tabelle 6,4: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des schichtdickenabhängigen Verlaufs
Ausflussrate: 300 ml/min; Drehzahl: 43000 U/min
10-15 pm 15-20 pm 20-25 pm
FilamentNässe-
WBL länge SW DOI SW DOI SW DOI grad
[mm]
WBL9 0,591 11 ,5 77,3 16,1 72,2 17,2 71 ,6 2
WBL11 0,775 14,7 64,6 19,9 63,8 24,0 60,8 4
WBL10 0,717 8,60 85,05 11 ,90 83,82 14,30 82,73 3
WBL12 0,820 10,40 74,35 15,10 71 ,44 18,70 68,37 4 WBL9 und WBL11 weisen jeweils ein Pigment/Bindemitel-Verhältnis von 0,35 auf, wohingegen WBL10 und WBL12 jeweils ein Pigment/Bindemitel-Verhältnis von 0,13 aufweisen.
Die experimentellen Ergebnisse zeigen eine Korrelation zwischen den Filamentlängen bzw. den daraus resultierenden Zerstäubungseigenschaften und der Appearance/dem Verlauf, hier in Abhängigkeit der Schichtdicke: Beim Vergleich der Proben mit identischem Pigment/Bindemitel-Verhältnis von 0,35 (WBL9 und
WBL11) bzw. 0,13 (WBL10 und WBL12) zeigt sich, dass eine größere Filamentlänge, also eine gröbere und damit nässere Zerstäubung zu schlechteren Verlaufswerten führt, was durch die erhaltenen short wave- und DOI-Werte illustriert wird.
6.4 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL9 bis WBL20 sowie WBL25 bis WBL28 hinsichtlich Deckvermögens, Wolkenneigung, Nadelstichen und Verlauf (Einfluss Pigment)
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL9 bis WBL20 sowie WBL25 bis WBL28 hinsichtlich Deckvermögens, Wolkenneigung, Nadelstichen und Verlauf erfolgten gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Im Speziellen wird dabei verdeutlicht, wie anhand eines Austausches des eingesetzten Aluminiumpigments, im Besonderen hinsichtlich seiner Korngröße, die Zerstäubung und die daraus resultierenden Beschichtungseigenschaften beeinflusst werden können. Bei allen Experimenten betrug die Ausflussrate 300 ml/min; die Drehzahl der ESTA-G locke betrug 43.000 U/min. Die Tabellen 6.5 bis 6.9 fassen die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.5: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Deckvermögen, Wolkigkeit
(visuelle Auswertung) sowie Nadelstichen
Aluminium-Pigment
FilamentDeckverNadel¬
WBL Morphologie pW Wolken
länge [mm] mögen [pm] stiche
WBL17 Comflake 19 fein 0,35 0,713 9 2-3 90
WBL18 Comflake 34 grab 0,35 0,835 11 34 130
WBL19 Comflake 19 fein 0,13 0,829 14 3 120
WBL20 Comflake 34 grob 0,13 0,874 16 3-4 160
Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
2) p/b = Pigment-Bindemitelverhältnss
Tabelle 6.6: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Deckvermögen, Wolkigkeit (visuelle Auswertung)
Aluminium-Pigment
Korngröße Fllament- Deckver¬
WBL Morphologie p/b2* Wolken
d501> [pm] lärtge [mm] mögen [pm]
WBL25 Comflake 19 fein 0,25 0,685 10 2-3
WBL26 Comflake 34 grob 0,25 0,791 12 34
WBL27 Comflake 19 fein 0,09 0,728 14 3
WBL28 Comflake 34 grob 0,09 0,799 16 3-4 Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
2i p/b = Pigment-Bindemittelverhältnis
Tabelle 6.7: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich schichtdickenabhängigen Verlaufs
Aluminium-Pigment 10-15 um SD 15-20 um SD 20-25 um SD
Morpho- Korngröße /h2) Filament¬
WBL SW DOI SW DOI SW DOI
logie d50'> [pm] piD länge [mm]
WBL9 Comflake 16 fein 0,35 0,594 11 ,5 77,3 16,1 72,2 17,2 71 ,6
WBL11 Comflake 34 grab 0,35 0,775 14,7 64,6 19,9 63,8 24,0 60,8
WBL10 Comflake 16 fein 0,13 0,717 8,6 85,1 11 ,9 83,8 14,3 82,7
WBL12 Comflake 34 grob 0,13 0,821 10,4 74,3 15,1 71,4 18,7 68,4
Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
2) p/b = Pigment-Bindemittelverhältnis Tabelle 6.8: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich schichtd icke nabhäng igen Verlaufs
Aluminium-Pigment 15-20 pm SD 20-25 pm SD 25-30 pm SD
Korngröße Filament¬
WBL Morphologie p/b2» SW DO! SW DOI SW DOI d501> [pm] länge [mm]
WBL13 Comflake 16 fein 0,25 0,579 20,6 70,4 25,1 62,8 26,1 62,2
WBL15 Comflake 34 grob 0,25 0,678 23,1 61,9 25,3 56,6 26,1 53,6
WBL14 Comflake 16 fein 0,09 0,703 14,1 81,4 20,4 76,1 23,6 72,2
WBL16 Comflake 34 grob 0,09 0,769 19,6 68,8 21,7 67,1 24,5 63,1 1> Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
2> p/b = Pigment-Bindemitelverhältnis
Tabelle 6.9: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Wolkigkeit
Aluminium-Pigment
Morpho- Korngröße Filament¬
WBL MotlinglS Motf!ing45 Mottling60 logie d501> [pm] länge [mm]
WBL9 Comflake 16 fein 0,35 0,594 3.8 4,2 4,1
WBL11 Comflake 34 grob 0,35 0,775 3,4 5,3 4,9
WBL10 Comflake 16 fein 0,13 0,717 2.9 4,4 3,5
WBL12 Comflake 34 grob 0,13 0,821 4,8 4,4 6,3
1> Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
2> p/b = Pigment-Bindemittelverhältnis
In allen untersuchten Fällen (bei jeweils unterschiedlichen Pigmentgehalten) führt ein Austausch des eingesetzten Effektpigments, insbesondere hinsichtlich seiner geringeren Korngröße (bezogen auf den d50-Wert des Pigmentes) zu kürzeren mittleren Filamentlängen an der Glockenkante. Diese dadurch bedingt feinere Zerstäubung wirkt sich positiv auf das Deckvermögen, die Wolkenneigung sowie Nadelstiche und den Verlauf (SW und DOI) aus. 6.5 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL17 bis WBL24 sowie WBL29 und WBL30 hinsichtlich Wolkenneigung und Nadelstichen (Einfluss des
Pigmentanteils) Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL17 bis WBL24 sowie WBL29 und WBL30 hinsichtlich Wolkenneigung und Nadelstichen erfolgten gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Im Speziellen wird dabei verdeutlicht, wie anhand der Menge der eingesetzten Aluminiumpigmente die Zerstäubung und die daraus resultierenden Beschichtungseigenschaften beeinflusst werden können. Bei allen Experimenten betrug die Ausflussrate 300 ml/min; die Drehzahl der ESTA- Glocke betrug 43.000 U/min. Die Tabellen 6.10 und 6.1 1 fassen die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.10: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Nadelstiche
Aluminium-Pigment
Filament-
WBL Morphologie pW Nadelstiche
lange [mm]
WBL17 Comflake 19 fein 0,35 0,713 90
WBL19 Comflake 19 fein 0,13 0,829 120
WBL18 Comflake 34 grob 0,35 0,835 130
WBL20 Comflake 34 grob 0,13 0,874 160
WBL21 Silberdollar 12 fein 0,35 0,735 90
WBL22 Silbendollar 12 fein 0,13 0,832 140
WBL23 Silberdollar 24 grob 0,35 0,720 80
WBL24 Silberdollar 24 grob 0,13 0,743 100
1> Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
3 p/b = Pigment-Bindemittel Verhältnis
Tabelle 6.1 1 : Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Wolkigkeit
Aluminium-Pigment
Filament¬
WBL Morphologie pW Wolken
länge [mm]
WBL29 Silberdollar 9 fein 0,25 0,634 2
WBL30 Silberdollar 9 fein 0,09 0,717 3
1> Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart 2) p/b = Pigment-Bindemittelverhältnis
Im Vergleich der jeweiligen Probenpaare, die sich nur hinsichtlich des Pigment- Bindemittel-Vertiältnisses, also bezüglich der Pigmentmenge unterscheiden, zeigte sich, dass eine Erhöhung der Menge des eingesetzten Aluminiumpigmentes zu einer besseren Zerstäubung führte (geringere Filamentlänge) und dadurch Nadelstiche und die Wolkenanfälligkeit positiv beeinflusst wurden.
6.6 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL17 bzw. WBL17a sowie WBL21 bzw. WBL21a hinsichtlich Nadelstiche (Einfluss Spritzviskosität bzw. Menge an Wasser)
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL17 bzw. WBL17a sowie WBL21 bzw. WBL21a hinsichtlich Nadelstiche erfolgte gemäß der vorstehend beschriebenen Methode. Im Speziellen wind dabei verdeutlicht, wie anhand der eingestellten Spritzviskosität (also der Menge an zugesetztem Wasser) die Zerstäubung und die daraus resultierenden Beschichtungseigenschaften beeinflusst werden können. Bei allen Experimenten betrug die Ausflussrate 300 ml/min; die Drehzahl der ESTA-Glocke betrug 43.000 U/min. Tabelle 6.12 fasst die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.12: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Nadelstiche
Spritzviskosität Filament*
WBL Nadelstiche
[mPa-sp länge [mm]
WBL17 80 0,713 90
WBL17a 120 0,829 120
WBL21 80 0,835 130
WBL21a 120 0,874 160 Die Beispiele belegen, dass durch eine geringere Spritzviskosität bei der Zerstäubung des Materials kürzere Filamente an der Glockenkante erzeugt werden, die sich positiv auf die Nadelstichsensitivität auswirken. 6.7 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL32 und WBL33 sowie
WBL34 und WBL35 bzw. WBL34a und WBL35a hinsichtlich des Nässegrads
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL32 und WBL33 sowie WBL34 und WBL35 bzw. WBL34a und WBL35a hinsichtlich des Nässegrads erfolgte gemäß der vorstehend beschriebenen Methode. Im Speziellen wird dabei verdeutlicht, wie anhand einer zusätzlichen Menge eines Co-Bindemittels (Polyester), insbesondere jedoch eines Lösungsmittels, die Zerstäubung und der daraus resultierende Nässegrad, der für Eigenschaften wie Wolkigkeit, Nadelstichrobustheit etc. verantwortlich ist, beeinflusst werden kann. Die Versuche an den Proben WBL32 und WBL33 wurden bei einer Drehzahl der ESTA-G locke von 63.000 U/min durchgeführt, die der Proben WBL34 und WBL35 bzw. WBL34a und WBL35a bei 43.000 U/min und 63.000 U/min. In allen Fällen betrug die Ausflussrate 300 ml/min. Die Tabellen 6.13 und 6.14 fassen die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.13: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des Nässegrads
Filament¬
WBL Nässegrad
länge [mm]
WBL32 0,585 2
WBL33 0,865 4
Bei einer erhöhten Einsatzmenge eines Gemisches aus einem Polyester (hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE 40 09 858 A1 ) und Butylglykol um zwei Drittel (WBL33 im Vergleich zu WBL32) wird eine signifikant schlechtere Zerstäubung, belegt durch eine höhere Filamentlänge an der Glockenkante, gefunden, die sich in einem deutlich höherem Nässegrad ausdrückt. Tabelle 6.14: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des Nissegrads
Drehzahl Spritzviskosität Filament¬
Nässegrad
[U/min] [mPa-sp länge [mm]
WBL34 63000 120 0,639 2
WBL35 63000 120 1,403 5
WBL34a 63000 80 0,664 2
WBL35a 63000 80 0,992 4
WBL34 43000 120 0,835 2
WBL35 43000 120 1,331 5
WBL34a 43000 80 0,760 2
WBL35a 43000 80 0,914 4
Für beide Ausflussraten (63.000 U/min bzw. 43.000 U/min) konnte für die jeweiligen Probenpaare, die auf die gleiche Spritzviskosität eingestellt wurden (120 mPa-s bzw. 80 mPa-s) gezeigt werden, dass durch die Zugabe von Butylglykol die Filamentlänge und damit auch der Nässegrad, der ursächlich für z.B. die Wolken- oder Nadelstichempfindlichkeit ist, beeinflusst wird; das Lösungsmittel bewirkt eine signifikante Verlängerung der Filamente an der Glocke während der Zerstäubung und dadurch einen deutlich nässeren abgeschiedenen Film.
6.8 Die Beispiele belegen, dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen Methode Vorhersagen zur Zerstäubung eines Lackes getroffen werden können, die mit qualitativen Eigenschaften der finalen Beschichtung (Anzahl Nadelstiche, Nässegrad, Wolkigkeit oder Verlauf bzw. Appearance sowie Deckvermögen) korrelieren und insbesondere besser als andere Methoden des Stands der Technik korrelieren. Die erfindungsgemäße Methode ermöglicht damit ein einfaches und effizientes Verfahren zur Qualitätssicherung. Sie kann helfen, Lackentwicklungen zielgerichteter durchzuführen und dabei auf aufwendige Beschichtungsprozesse von Modetlsubstraten {inkl. Einbrennen der Materialien) wenigstens zum Teil zu verzichten. 7. Untersuchungen an Klarlacken tozw. der daraus erhaltenen Filme und Beschichtungen
Vergleich zwischen den Klarlacken KL1, KL1a sowie KL1b hinsichtlich Läufergrenzen
Die Untersuchungen an den Klarlacken KL1 und KL1a sowie KL1b hinsichtlich ihres Läuferverhaltens erfolgte gemäß der vorstehend beschriebenen Methode. Im Speziellen wird dabei verdeutlicht, wie anhand der durch die Zugabe eines Lösungsmittels adaptierten Spritzviskosität sowie durch den Verzicht auf dem Fachmann bekannte Additive wie Rheologiesteuerungsmittel das Läuferverhalten beeinflusst werden kann. Es handelt sich dabei um folgende Materialien:
Klariack KL1
Bei der Probe KL1 handelt es sich um einen handelsüblichen Zweikomponenten- Klarlack (ProGloss der BASF Coatings GmbH), enthaltend pyrogene Kieselsäure als Rheologiehilfsmittel (AerosiKD-Typen der Firma Evonik), wobei der Stammlack mit Ethyl-3-ethoxypropionat auf eine Viskosität von 100 mPa-s bei 1000/s eingestellt wurde.
Klarlack KL1a
Probe KL1a entspricht KL1 mit dem Unterschied, dass der Stammlack mit Ethyl-3- ethoxypropionat auf eine Viskosität von 50 mPa-s bei 1000/s eingestellt wurde. Klariack KL1b
Probe KL1b entspricht KL1 mit dem Unterschied, dass diese keine pyrogene Kieselsäure als Rheologiehilfsmittel enthält. Der Stammlack wurde ebenfalls mit Ethyl-3-ethoxypropionat wie im Fall von KL auf eine Viskosität von 100 mPa-s bei 1000/s eingestellt.
Die Versuche wurden an den Proben bei einer Drehzahl der ESTA-Glocke von 55.000 U/min durchgeführt. Die Ausflussrate betrug 550 ml/min. Die Tabelle 7.1 fasst die Ergebnisse zusammen. Tabelle 71 : Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des Läuferverhaltens
Fflament- Läuferstart (> 0 mm) Läufergrenze (> 10 mm)
Klarlack
länge [mm] [pm] [pm]
KL1 1,1 48 58
KL1a >KL1 38 44
KUb 1,4 36 42 Im Fall von KL1 b wurden mittlere Filamentlängen ermitelt, die länger waren als i Fall von KL1. Gleiches gilt für KL1a: auch hier wurden mitlere Filamentlängen ermitelt, die länger waren als im Fall von KL1.
Die Ergebnisse belegen somit, dass durch rezeptive Maßnahmen wie Reduktion der Spritzviskosität (KL1a) bzw. Eliminierung der Rheologiehilfsmittel auf Basis pyrogener Kieselsäure (KL1b) im Vergleich zur Referenz KL1 die Zerstäubung verschlechtert werden kann (längere Filamente an der Glockenkante während des Atomisierungsprozesses), was sich jeweils in einer Verschlechterung der Läuferstabilität auswirkt.
Die Beispiele belegen, dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen Methode insbesondere auch für Klarlacke Vorhersagen zur Zerstäubung eines Lackes getroffen werden können, die mit qualitativen Eigenschaften der finalen Beschichtung (z.B. Läuferverhalten) korrelieren und insbesondere besser als andere Methoden des Stands der Technik korrelieren. Die erfindungsgemäße Methode ermöglicht damit ein einfaches und effizientes Verfahren zur Qualitätssicherung. Sie kann helfen, Lackentwicklungen zielgerichteter durchzuführen und dabei auf aufwendige Beschichtungsprozesse von Modellsubstraten (inkl. Einbrennen der Materialien) wenigstens zum Teil zu verzichten.

Claims

Ansprüche:
1. Ein Verfahren zur Bestimmung der mittleren Filamentlänge von bei Durchführung einer Rotationszerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung gebildeten Filamenten, welches wenigstens die Schritte
(1) bis (3) umfasst, nämlich
(1) Zerstäubung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung mittels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller aufweist,
(2) optische Erfassung der bei der Zerstäubung gemäß Schrit (1 ) an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera, und
(3) digitale Auswertung der durch die optische Erfassung gemäß Schritt (2) erhaltenen optischen Daten unter Erhalt der mitleren Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente, die sich an der Glockentellerkante des Glockentellers befinden.
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Schrit (1 ) eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung ein vorzugsweise wässriger Basislack ist.
3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schrit (1) eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung wenigstens ein als Bindemittel einsetzbares Polymer als Komponente (a), wenigstens ein
Pigment und/oder wenigstens einen Füllstoff als Komponente (b) und Wasser und/oder wenigstens ein organisches Lösemittel als Komponente (c) enthält.
4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente (b) wenigstens ein Effektpigment in der Beschichtungsmittelzusammensetzung enthalten ist.
5. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubung gemäß Schrit (1) bei einer Ausflussrate der zu zerstäubenden Beschichtungsmittelzusammensetzung in einem Bereich von 100 bis 1.000 ml/min und/oder bei einer Drehzahl des Glockentellers in einem Bereich von 15.000 bis 70.000 Umdrehungen/min durchgeführt wird.
6. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erfassung gemäß Schritt (2) erfolgt, indem mitels der wenigstens einen Kamera 30.000 bis 250.000 Bilder des Glockentellers und der Glockentellerkante pro Sekunde während der Zerstäubung aufgenommen werden.
7. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Auswertung gemäß Schritt (3) mittels Bildanalyse und/oder Videoanalyse der gemäß Schritt (2) erhaltenen optischen Daten erfolgt.
8. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Auswertung gemäß Schritt (3) auf Grundlage von wenigstens 1000 gemäß Schritt (2) erfassten Bildern durchgeführt wird.
9. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Auswertung gemäß Schritt (3) wenigstens sechs Stufen (3a) bis (3f) umfasst, nämlich
(3a) Glättung der als optische Daten nach Durchführung von Schrit (2) erhaltenen Bilder mittels eines Gauß-Filters zur Entfernung des
Glockentellers von den Bildern,
(3b) Binarisierung und Invertierung der gemäß Stufe (3a) geglätteten Bilder,
(3c) Binarisierung der in Stufe (3a) eingesetzten Bilder und Addition der so binarisierten Bilder zu den invertierten Bildern aus Stufe (3b) unter Erhalt binarisierter Bilder ohne Glockentellerkante und Invertierung der so erhaltenen Bilder,
(3d) Entfernung von Tropfen, fragmentierten Filamenten und nicht an der Glockentellerkante befindlichen Filamenten von den gemäß Stufe (3c) erhaltenen Bildern unter Erhalt von Bildern, auf denen alle verbleibenden befindlichen Objekte Filamente sind,
(3e) Entfernung derjenigen Filamente von den gemäß Stufe (3d) erhaltenen Bildern, die sich nicht vollständig innerhalb der Bilder befinden, und
(3f) Verjüngung aller nach Stufe (3e) in den Bildern verbleibenden Filamente auf ihre Anzahl an Pixeln, Addition der Anzahl an Pixeln für jedes der Filamente, Bestimmung der Filamentlänge jedes der Filamente auf Grundlage der Pixelgröße und Ermittlung der mittleren Filamentlänge für die Gesamtheit aller vermessenen Filamente.
10. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung gemäß Stufe (3d) erfolgt durch (i) Bestimmung der Länge aller Hypotenusen aller auf den Bildern befindlichen Objekte, (ii) Kennzeichnung von Objekten als Tropfen und/oder fragmentierte Filamente auf den Bildern, wenn die ermittelten Werte der Hypotenusen dieser Objekte einen bestimmten Wert h unterschreiten und Eliminieren dieser Objekte und (iii) Überprüfen der verbleibenden Objekte, nämlich der Filamente, anhand ihrer Position auf den Bildern dahingehend, ob sich diese an der Glockentellerkante befunden haben, und Eliminieren derjenigen Filamente, auf die dies nicht zutrifft.
1 1. Ein Verfahren zum Erstellen und/oder Aktualisierung einer elektronischen Datenbank beinhaltend mittlere Filamentlängen zerstäubter und voneinander unterschiedlicher Beschichtungsmittelzusammensetzungen, wobei das Verfahren wenigstens die Schritte (1 ) bis (3), (4A) und (5A) umfasst, nämlich Schritte (1 ), (2) und (3) wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert für eine erste Beschichtungsmitelzusammensetzung (i),
(4A) Inkorporation der gemäß Schritt (3) für die erste Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) ermittelte mitlere Filamentlänge in eine elektronische Datenbank,
(5A) wenigstens einfache Wiederholung der Schrite (1 ) bis (3) und (4A) für wenigstens eine weitere von der ersten Beschichtungsmittel- Zusammensetzung (i) verschiedene Beschichtungsmittelzusammensetzung
12, Das Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es zudem wenigstens die weiteren Schritte (3A), (3B) und (3C) umfasst, nämlich (3A) Aufträgen der in Schritt (1 ) zerstäubten ersten
Beschichtungsmittelzusammensetzung (i) auf ein Substrat unter Bildung eines auf dem Substrat befindlichen Films und Einbrennen dieses Films unter
Bildung einer auf dem Substrat befindlichen Beschichtung, (3B) Untersuchung und Beurteilung der nach Schritt (3A) erhaltenen
Beschichtung hinsichtlich des Auftretens oder Nicht-Auftretens von Oberflächendefekten und/oder optischen Defekten und
(3C) Inkorporation der nach Durchführung von Schritt (3B) erhaltenen Ergebnisse in die elektronische Datenbank, wobei Schritt (5A) die wenigstens einfache Wiederholung dieser Schritte (3A), (3B) und (3G) für die wenigstens eine weitere von der ersten Beschichtungsmittel-zusammensetzung (i) verschiedene Beschichtungs- mittelzusammensetzung beinhaltet.
13. Ein Verfahren zum Screening von Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei der Entwicklung von Lackformulierungen, welches wenigstens die Schritte (1 ) bis (3), (4B), (5B) und (6B) sowie gegebenenfalls (7B) umfasst, nämlich Schritte (1), (2) und (3) wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert für eine Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1 ),
(4B) Vergleich der gemäß Schrit (3) für die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) bestimmte mittlere Filamentlänge mit in einer elektronischen Datenbank hinterlegten mittleren Filamentlängen weiterer Beschichtungsmitelzusammensetzungen, wobei diese Datenbank mittels des Verfahrens gemäß Anspruch 11 oder 12 erhältlich ist,
(5B) Überprüfung auf Basis des Vergleichs gemäß Schritt (4B), ob die gemäß Schritt (3) für die Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1) bestimmte mittlere Filamentlänge die Bedingung erfüllt, dass sie geringer ist als wenigstens eine in der Datenbank hinterlegte mittlere Filamentlänge einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (X2), die von der Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1 ) verschieden ist, jedoch einen zur Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1 ) identischen Pigment-Gehalt aufweist oder einen solchen Pigment-Gehalt aufweist, der um maximal ±10 Gew.-% von dem Pigment-Gehalt der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) abweicht, bezogen auf die in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) vorhandene Pigment-Menge, und welche zudem das oder die Identische(n) Pigment(e) oder das oder die im Wesentlichen identische(n) Pigment(e) enthält wie die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ),
(6B) Auswahl der Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1) zum Aufbringen auf ein Substrat, falls die für die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) bestimmte mittlere Filamentlänge die in Schrit (5B) genannte Bedingung erfüllt oder
Anpassen wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1 ) und/oder wenigstens eines Verfahrensparameters bei der Durchführung der Schritte (1 ) bis (3) des Verfahrens zum Screening von Beschichtungsmitelzusammensetzungen, falls die für die Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) bestimmte mittlere Filamentlänge die in Schritt (5B) genannte Bedingung nicht erfüllt, (7B) wenigstens einfache Wiederholung der Schritte (1) bis (3), (4B) und
(5B), falls gemäß Schritt (6B) wenigstens eine Parameteranpassung erforderlich ist, bis gemäß einer wenigstens einfach wiederholten Durchführung von Schrit (6B) aufgrund der Erfüllung der in Schritt (5B) genannten Bedingung eine Auswahl der eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzung zum Aufbringen auf ein Substrat erfolgt.
14. Das Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) und/oder wenigstens eines Verfahrensparameters bei der Durchführung der Schrite (1 ) bis (3) gemäß Schritt (6B) wenigstens eine Anpassung ausgewählt aus der Gruppe an Anpassungen nachfolgender Parameter umfasst:
(i) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) als Bindemitelkomponente (a) enthaltenem Polymeren,
(ii) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (X1 ) als Bindemittelkomponente (a) enthaltenen Polymeren durch wenigstens ein von diesem verschiedenes Polymer,
(iii) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments und/oder Füllstoffs, wobei dies für darin enthaltene Pigmente nur innerhalb des vorgenannten Rahmens möglich ist,
(iv) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1) als Komponente (b) enthaltenen Füllstoffs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Füllstoff,
(v) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels und/oder von darin enthaltenem
Wasser,
(vi) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittel-zusammensetzung (X1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels durch wenigstens ein von diesem verschiedenen organischen Lösemittel,
(vii) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) als Komponente (d) enthaltenen Additivs,
(viii) wenigstens teiiweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) als Komponente (d) enthaltenen Additivs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Additiv, und/oder Zugabe wenigstens eines weiteren von diesem verschiedenen Additivs,
(ix) Änderung der Reihenfolge der zur Herstellung der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (X1 ) eingesetzten
Komponenten und/oder
(x) Erhöhung oder Erniedrigung des Energieeintrags der
Durchmischung bei der Herstellung der
Beschichtungsmitteizusammensetzung (X1 ).
15. Das Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Verfahren zum Screening von wässrigen Basisiacken ist, die wenigstens ein Effektpigment als eine Komponente (b) enthalten.
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