NL193426C

NL193426C - Werkwijze voor het aanbrengen van een moffellaklaag op een voorwerp.

Info

Publication number: NL193426C
Application number: NL8101280A
Authority: NL
Original assignee: Hunter Douglas Ind Bv
Priority date: 1981-03-16
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1999-10-04
Also published as: ES508830A0; CH652945A5; CA1202138A; SE8200098L; FR2501706B1; ES8404396A1; IT1149521B; DE3200730C3; SE464583B; GB2094815B; DE8226552U1; GB2141725A; DK161154C; NL8101280A; JPS57168967A; DK161154B; JPS6128707B2; MX161416A; GB2094815A; JPS61141974A

Description

1 193426

Werkwijze voor het aanbrengen van een moffellaklaag op een voorwerp.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een uit meer lagen bestaande bekledingslaag op een voorwerp, met als buitenste laag een uit een vloeibaar mengsel gevormde, watervrije 5 moffellak die is gebaseerd op polyacrylaat, polyester en/of polyurethaan onder toepassing van een moffeitemperatuur tot 300°C en een daarmee in overeenstemming gekozen en van de laagdikte afhankelijke moffeltijd tussen 15 seconden en 30 minuten en welke lak in natte toestand betrokken op het niet vluchtige deel van de natte lak 10 tot 60 gew. -% van in de lak niet-opiosbare, niet-elastomere, slijtvaste polyamide-deeltjes bevat met een middellijn tussen 2 en 200 micrometer.

10 De niet tijdig (17 maart 1982) ter inzage gelegde oudere (6 september 1980) Europese octrooiaanvrage 47508 waarin Nederland aangewezen is, beschrijft een weer- en licht-bestendige bekleding met een goede mechanische vervormbaarheid, goede slijtvastheid en goede bestendigheid tegen chemicaliën. Dit doei wordt bereikt door toepassing van 5-40 gew.% polyamidedeeltjes in een polyamide suspensie met een korrelgrootte van kleiner dan 100 pm in een urethaan vormend bekledingssysteem waarin een hydroxyl- 15 houdend bindmiddel zoals polyesters, polyolen, polyethers, polyurethanen, polyacrylaten en andere polymeren met hydroxylgroepen en ten minste een polyisocyanaat met gemaskeerde (geblokte) isocyanaat-groepen aanwezig is.

Er bestaat behoefte aan een werkwijze om voorwerpen te lakken, welke leiden tot een laklaag, die naast het behoud van de in het algemeen gewenste lakeigenschappen zoals goede bestendigheid tegen 20 ultravioletlicht, goede hardheid (gemeten als potloodhardheid), goede hechting aan metalen en grondlagen, goede bestendigheid tegen slijtage en onbeperkte kleurenkeus, in het bijzonder een goede bestendigheid tegen blootstelling aan de atmosferische omstandigheden en een laag vuilaantrekkend vermogen als eigenschap hebben. Voor voorwerpen, die na het lakken nog vervormd worden moet de laklaag daarnaast nog een zeer goede flexibiliteit bezitten.

25 Dergelijke gelakte voorwerpen kunnen producten, zoals dak- en gevelbekledingen, buitenjalouzieên, rolluiken en gelakt plaatwerk voor auto’s zijn.

Dergelijke producten worden veelal vervaardigd uit gelakt metaalband op rollen. Het materiaal daarvoor wordt vanaf de rol continu gelakt en gemoffeld en daarna (veelal in een ander bedrijf) geprofileerd tot de gewenste vormen en afmetingen. Het is duidelijk dat in het bijzonder een sterke profilering bijvoorbeeld door 30 vouwen over 180°C zware eisen stelt aan de buigzaamheid en de hechting, terwijl de overige eigenschappen dan niet slechter mogen worden.

Omdat juist op de radii van de vouwen de laklaag wordt uitgerekt en dus dunner wordt, en slijtage vaak het eerste optreedt op die radii is duidelijk, dat voor tal van toepassingen de bestendigheid tegen slijtage van beslissend belang is.

35 De uitvinding heeft tot doel een werkwijze voor het aanbrengen van een bekledingslaag te verschaffen die voldoet aan de hierboven beschreven eisen.

De uitvinding wordt daartoe gekenmerkt, doordat men a. grootte, vorm en hoeveelheid van de polyamidedeeltjes in de natte buitenste laklaag, alsook de dikte van de natte buitenste laklaag, zo op elkaar afstemt, dat meer dan de helft van de polyamidedeeltjes gedeeltelijk 40 uit de natte buitenste laklaag uitsteekt, en b. het moffelen van de polyamidedeeltjes bevattende natte buitenste laklaag bij een zodanige temperatuur boven het verwekingspunt van de polyamidedeeltjes en gedurende een zodanige tijd uitvoert, dat de uit de buitenste laklaag stekende gedeelten van de polyamidedeeltjes ten minste gedeeltelijk over het oppervlak van de in hun directe omgeving liggende ten minste reeds gedeeltelijk uitgeharde laklaag uitvloeien.

45 Door de eigenschappen van het deeltjesmateriaal en door de grootte en de vorm van die deeltjes wordt bereikt, dat na drogen of harden van de lak, bijvoorbeeld door verdampen van het oplosmiddel, ten minste het grootste gedeelte van de aanwezige kunststofdeeltjes boven de laag bindmiddel uitsteekt. Het gevolg daarvan is, dat slijtende invloeden in de eerste plaats hun afslijtende werking zullen uitoefenen op de hoogste gedeelten van die uit de laag stekende deeltjes, zodat de eigenlijke vlakke laklaag gespaard blijft.

50 Hierdoor kan men aan een laklaag met een betrekkelijk willekeurig bindmiddel een goede slijtvastheid verlenen.

Volgens de uitvinding wordt de temperatuur tijdens het moffelen zo hoog gekozen, dat verweken van de kunststofdeeltjes optreedt, waardoor deze deeltjes onder gedeeltelijk smelten worden afgerond. Dit afronden blijkt een vermindering van de wrijvingscoêfficient mee te brengen, hetgeen vaak nuttig is.

55 Het Duitse Offenlegungsschrift 1.644.711 heeft betrekking op de samenstelling van een vloerlak op basis van bij voorkeur polyurethanen, ureum-formaldehyde harsen en epoxy harsen die zonder verhitting wordt aangebracht. Weliswaar bevat deze lak kunststofdeeltjes, in het bijzonder polyamidedeeltjes, voor het 193426 2 verkrijgen van een anti-slip werking, maar deze zullen niet vervloeien.

Ofschoon deze lak kunststofdeeltjes bevat die zich in de uitgeharde laklaag aan het oppervlak bevinden, kunnen deze door het achterwege blijven van verhitting niet vervloeien. Een dergelijk vervloeien zou bovendien afbreuk doen aan de gewenste anti-slipwerking. Korrelgrootte (volgens de voorbeelden 100-200 5 pm) en verdeling (de uitgeharde laag heeft een korrelig respectievelijk mat oppervlak) verschillen sterk van de uitvinding en de dikte van de natte laklaag, die niet is aangegeven, speelt bij deze toepassing blijkbaar geen bijzondere rol.

Het Duitse octrooischrift 2.632.884 omschrijft een lak met fluor-koolstof omvattende polymeren. Deze polymeren worden toegevoegd in de vorm van kunststofdeeltjes, die klein genoeg zijn om een dunne film 10 met een egaal vlak oppervlak te kunnen vormen.

De deeltjes zijn echter te klein om althans gedeeltelijk boven de natte laklaag uit te steken en zullen ook niet over het oppervlak van de in hun directe omgeving liggende laklaag kunnen uitvloeien. Bovendien is de lak bedoeld om te worden toegepast als tussenlaag voor een Teflon® bekleding; een sterk hechtende fluorpolymeer bevattende bekleding kan echter ook worden verkregen met toepassing van één laag. De 15 lagen hebben in het algemeen een dikte van 2-15 respectievelijk 5-50 pm (droge toestand) en zijn gevormd onder toepassing een droging met lucht en verder zodanig gemoffeld dat het toegepaste fluorpolymeer is samengevloeid.

De Britse octrooiaanvrage 2.054.410 omschrijft een lak die geschikt is om lasnaden van een metalen lichaam tegen erosie te beschermen. De lak omvat kunststofdeeltjes die een maximale diameter van 80 pm 20 hebben. De door middel van verhitten gedroogde laklaag heeft in alle genoemde voorbeelden een dikte die beduidend groter is dan de diameter van de betreffende kunststofdeeltjes. Dit betekent dat de dikte van de natte laklaag eveneens groter zal zijn dan de diameter van de kunststofdeeltjes zodat niet aan de eerdergenoemde relevante voorwaarden overeenkomstig de uitvinding ten aanzien van de uit de natte laklaag uitstekende deeltjes is voldaan.

25 Het Amerikaanse octrooischrift 3.097.105 betreft een lak waarin dermate grote deeltjes zijn gebracht dat deze lak, na te zijn aangebracht, verhit en uitgehard een gerimpeld oppervlak heeft waarbij de deeltjes onder vorming van clusters zijn samengesmolten. Dit decoratieve effect wordt verkregen door relatief grote deeltjes (60-100 mesh screen) in een lage concentratie (1-15 gewichts procenten) aan een bindmiddel toe te voegen. Zowel het bindmiddel als de kunststofdeeltjes hebben een andere samenstelling als die volgens 30 de uitvinding. Een en ander heeft tijdens het moffelen als resultaat dat de kunststofdeeltjes tot een netwerk van clusters samensmelten.

Overeenkomstig de uitvinding kunnen de polyamidedeeltjes desgewenst zelf een pigment bevatten of een UV-stabilisator.

Volgens een zeer gunstige uitvoeringsvorm kan de hoeveelheid polyamidedeeltjes, berekend op de natte 35 lak, variëren van 5-40 vol.%, welke deeltjes 0-40 gew.% pigment kunnen bevatten, terwijl de hoeveelheid vluchtige bestanddelen in de natte lak kan variëren van 10-70 gew.%, de niet-vluchtige bestanddelen voor 5-60 vol.% bestaan uit de kunststofdeeltjes en het filmvormende gedeelte van de lak 0-40 gew.% pigment kan bevatten.

In de praktijk kan men de hoeveelheid aan het oppervlak liggende kunststofdeeltjes regelen door juiste 40 keuze van de grootte en de hoeveelheid kunststofdeeltjes in de lak, hun vorm en door de dikte van de opgebrachte natte laaglak, alsmede door het gehalte aan oplosmiddel in die lak.

Het bindmiddel op basis van polyaerylaat, polyester en/of polyurethaan moet uiteraard zo worden gekozen, dat in de natte lak de polyamidedeeltjes goed bevochtigd zijn, zodat de deeltjes in suspensie blijven en na drogen of uitharden het bindmiddel goed hecht aan deze deeltjes. In het bijzonder polyester is 45 als bindmiddel zeer geschikt.

Doordat de hoeveelheid polyamide deeltjes groot kan zijn, kan men het lakoppervlak zeer dicht bezetten met deze deeltjes. De bestendigheid tegen krassen blijkt dan zeer goed te zijn. Echter wordt ook bij een betrekkelijk geringe bezettingsgraad de krasbestendigheid reeds sterk verbeterd.

Bij buigen van gelakte platen verkregen van de lak volgens de uitvinding blijkt de flexibiliteit in vergelij-50 king met platen met eenzelfde lak zonder de kunststofdeeltjes duidelijk beter te zijn. Zelfs blijkt het in vele gevallen mogelijk een metalen plaat, die is gelakt volgens de uitvinding, te buigen over 180° (= T 0, dat wil zeggen kromtestraal 0) zonder dat de laklaag scheurtjes vertoont.

De voor de deeltjes gebruikte polyamiden zijn inert, niet elastomeer, hebben een groot molecuuigewicht en lossen niet op in of reageren niet met het gebruikte bindmiddel. Voorbeelden zijn polyamide 6, polyamide 55 7, polyamide 9, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 13, polyamide 6:6, polyamide 6:10, polyamide 13:13, polyamide 6:13 of mengsels daarvan. Deze hebben allen een verwekingspunt van ten minste 180°C en sommigen tot 270°C. Polyamide 11 en polyamide 12 zijn bijzonder geschikt door hun betrekkelijk laag 3 193426 smeltpunt.

Volgens de uitvinding voert men het moffelen uit bij zo hoge temperatuur en gedurende zo lange tijd, dat de uit de laag stekende deeltjes onder beheerst smelten zodanig vervloeien, dat de uitstekende gedeelten ongeveer de vorm aannemen van afgeplatte spijkerkoppen, die met de kopranden boven op het bindmiddel 5 liggen en een gedeelte van de laag bindmiddel afdekken. Wanneer de lak bestemd is voor toepassing in de buitenlucht is het zeer gewenst polyamidedeeltjes te gebruiken, die een op zichzelf bekende UV-stabilisator bevatten. Deze stabilisator beschermt dan niet alleen de kunststofdeeltjes, maar ook de er onder liggende laklaag tegen afbraak door UV-licht, hetgeen de levensduur van de laklaag vergroot. Ook wordt bij deze uitvoeringsvorm de verkregen laklaag beter bestand tegen weersinvloeden en slijtage, terwijl verder de 10 aanhechting van vuil sterk wordt verminderd.

Bij in het bijzonder ’’coil coating” is toepassen van een polyamide met betrekkelijk laag verwekingspunt, zoals polyamide 11 of polyamide 12 bijzonder gunstig.

Het uitstekende volume van de deeltjes hangt af van onder andere de deeltjesgrootte en het deeltjesgehalte van de lak en van de samenstelling van bindmiddel en oplosmiddel en kan dus daarmee worden 15 bijgeregeld. Al naar de grootte en vorm van de deeltjes verkrijgt men een verschillend gestructureerd oppervlak. Met deeltjes van ca. 20 micron verkrijgt men een oppervlak met goede glans, terwijl die glans vermindert, naarmate de deeltjes grover worden. Ook de hoeveelheid gebruikte deeltjes heeft uiteraard invloed op de glans. Verder zijn bij voorkeur de deeltjes zo klein, dat althans een groot gedeelte van elk deeltje binnen de laag bindmiddel blijft, omdat dan die deeltjes beter verankerd blijven.

20 Om een gelijke slijtvastheid te bereiken, zal men in het algemeen van fijne deeltjes meer moeten toevoegen dan van grovere deeltjes.

De uitvinding wordt hierna toegelicht, maar niet beperkt door de volgende voorbeelden.

In deze voorbeelden is de lak een moffellak toegepast bij het zogenaamde "coil coating”. Hierbij brengt men op een aluminiumstrip die van een rol wordt toegevoerd, met een verfrol een laag lak aan, desgewenst 25 aan beide kanten, waarna de strook continu door een moffeloven wordt gevoerd, waar de strook wordt verhit op een temperatuur (gemeten als de temperatuur van het metaal) waarvan de maximale waarde (PMT) in elk voorbeeld wordt vermeld. De verblijftijd in de moffeloven is ca. 30 sec. Tijdens dit verhitten verdampt het oplosmiddel, waarna de strook wordt afgekoeld en weer opgewikkeld tot een rol. Tijdens dit oprollen is de laklaag droog en gehard.

30 Desgewenst kan men ook meer dan één dergelijk lakstation toepassen, bijvoorbeeld om een afzonderlijke grondlaag aan te brengen of om de achterkant in een andere kleur te lakken.

Voorbeeld I

a. Niet volgens de uitvinding: 35 Op een strook aluminium met een dikte van 0,4 mm wordt eerst een gekleurde grondlaag (20 micrometer dik; droge laagdikte) aangebracht met als bindmiddel een polyester uit de handel (Alkynol 1160, Bayer), bereid uit neopentylglycol en ftaalzuuranhydride, opgelost tot een concentratie van 60 gew.% in Solvesso 100 (een aromatische petroleumfractie uit de handel). Over de droge grondlaag heen wordt, met hetzelfde mengsel van bindmiddel en oplosmiddel een ongekleurde bovenlaag (15 micrometer dik; droge laagdikte) 40 aangebracht. Er wordt gemoffeld gedurende 30 sec. De PMT is 230°C. De met de genoemde laagdiktes overeenkomende natte laag is in beide gevallen ongeveer tweemaal zo dik.

De eigenschappen van de verkregen laag zijn:

Buigzaamheid: T 2: geen barst- of scheurvorming in de lak na buigen om een doom met een diameter van tweemaal de plaatdikte. [Dat wil zeggen bij T 0 (volledige 180° buiging, doomdiameter 0) en bij T1 45 (doomdiameter eenmaal plaatdikte) vertoonde de lak barsten en scheuren].

Potloodhardheid: H

Bestendigheid tegen oplosmiddelen: Lichte aantasting na 30 double rubs (1 double rub is: eenmaal heen en eenmaal terug wrijven met een in aceton gedrenkte prop watten).

Bestendigheid tegen UV-licht: Na 1000 uur in een Uvcon Weatherometer matige vergeling en lichte 50 barstvorming. Glansveriies hierbij 40%.

Slijtvastheid: matig

Uiterlijk: strak en glanzend

Glans: 85 eenheden volgens Gardner 60/60 b. volgens de uitvinding: 55 Op eenzelfde grondlaag wordt een ongekleurde laag aangebracht van hetzelfde bindmiddel/ oplosmiddelmengsel als bij a., waaraan echter, berekend op dit mengsel 15 gew.% is toegevoegd van UV-gestabiliseerd nylon 11 deeltjes van 10-40 pm (Fa. Plate-Bonn). Het lakken en moffelen verloopt geheel 193426 4 als onder a.

Buigzaamheid: T 0, geen barst- of scheurvorming in de lak (d.w.z. de plaat kan zonder doom worden dubbelgevouwen zonder lakschade).

Potloodhardheid: 4 H

5 Bestendigheid tegen oplosmiddelen: meer dan 100 double rubs met aceton.

Bestendigheid tegen UV-licht: Na 1000 uur Uvcon nauwelijks vergelijking en geen barstvorming. Glans-verlies ca 8%.

Slijtvastheid: uitstekend Uiterlijk: gestructureerd, licht gematteerd 10 Glans: 30-32 eenheden volgens Gardner 60/60

Voorbeeld II

Dezelfde grondlaag en bovenlaag worden gebruikt als in voorbeeld la. Echter wordt thans 30 gew.% toegevoegd van UV-gestabiliseerde nylon 12 deeltjes in hoofdzaak kleiner dan 20 micron en rond (Orgasol 15 2002, Hüls). Het lakken en moffelen wordt weer uitgevoerd als in voorbeeld la.

De resultaten zijn:

Buigzaamheid: T 0, geen barst- of scheurvorming in de lak Potloodhardheid: 3 H

Bestendigheid tegen oplosmiddelen: meer dan 100 double rubs met aceton 20 Bestendigheid tegen UV-licht: Na 1000 uur Uvcon nauwelijks vergeling en geen barstvorming. Glansverlies ca. 8%.

Slijtvastheid: uitstekend

Uiterlijk: glad oppervlak met glans

Glans: 40-45 eenheden volgens Gardner 60/60.

25

Voorbeeld III

a. Niet volgens de uitvinding:

Op dezelfde wijze als in voorbeeld la wordt een bovenlaag aangebracht van een lak, verkregen door oplossen van een polyurethaanlak uit de handel (VEBA 1256) welke een dekkende hoeveelheid pigment 30 bevat, in Solvesso (een petroleumfractie). De laag werd weer gemoffeld als in voorbeeld la.

I De resultaten zijn:

Buigzaamheid: T 1, geen barst- of scheurvorming in de lak Potloodhardheid: 2 H

Bestendigheid tegen oplosmiddelen: 40 double rubs met aceton.

35 Bestendigheid tegen UV-licht: na 1000 uur Uvcon verkleuring met 3 NBS-eenheden. Ca 70% glansverlies. Slijtvastheid: matig Uiterlijk: glanzend strak oppervlak Glans: ± 82 eenheden volgens Gardner 60/60.

b. volgens de uitvinding: 40 Aan dezelfde lak wordt 25 gew.% wit gepigmenteerde nylon 11 deeltjes toegevoegd met een deeltjesgrootte kleiner dan 20 micron met onregelmatige vorm (Orgasol 2002 Weiss, Hüls). De lak wordt op dezelfde wijze verwerkt.

De eigenschappen worden nu:

Buigzaamheid: T 0, geen barst- of scheurvorming in de lak 45 Potloodhardheid: 4 H

Bestendigheid tegen oplosmiddelen: meer dan 100 double rubs met aceton.

Bestendigheid tegen UV-licht: Na 1000 uur Uvcon verkleuring met 0,9 NBS-eenheden. Ca. 15% glans-veriies.

Slijtvastheid: uitstekend 50 Uiterlijk: zeer licht gestructureerd oppervlak met satijnglas Glans: 30-35 eenheden volgens Gardner 60/60.

In alle voorbeelden volgens de uitvinding stak het meer dan de helft van de deeltjes uit de natte laklaag, terwijl na het moffelen de afzonderlijke deeltjes in hoofdzaak behouden waren.

Claims

5 193426 * Conclusies ( , 1. Werkwijze voor het aanbrengen van een uit meer lagen bestaande bekledingslaag op een voorwerp, met als buitenste laag een uit een vloeibaar mengsel gevormde, watervrije moffellak die is gebaseerd op 5 polyacrylaat, polyester en/of polyurethaan onder toepassing van een moffeltemperatuur tot 300°C en een daarmee in overeenstemming gekozen en van de laagdikte afhankelijke moffeltijd tussen 15 seconden en 30 minuten en welke lak in natte toestand betrokken op het niet vluchtige deel van de natte lak 10 tot 60 gew.-% van in de lak niet-oplosbare, nlet-elastomere, slijtvaste polyamidedeeltjes bevat met een middellijn tussen 2 en 200 micrometer, met het kenmerk, dat men 10 a. grootte, vorm en hoeveelheid van de polyamidedeeltjes in de natte buitenste laklaag, alsook de dikte van de natte buitenste laklaag, zo op elkaar afstemt, dat meer dan de helft van de polyamidedeeltjes gedeeltelijk uit de natte buitenste laklaag uitsteekt, waarbij een groot gedeelte van elk deeltje binnen de laklaag blijft, en b. het moffelen van de polyamidedeeltjes bevattende natte buitenste laklaag bij een zodanige tempera· 15 tuur boven het verwekingspunt van de polyamidedeeltjes en gedurende een zodanige tijd uitvoert, dat de uit de buitenste laklaag stekende gedeelten van de polyamidedeeltjes ten minste gedeeltelijk over het oppervlak van de in hun directe omgeving liggende ten minste reeds gedeeltelijk uitgeharde laklaag uitvloeien, in hoofdzaak onder behoud van afzonderlijke deeltjes.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de buitenste laag door een op zichzelf bekende bandbekledings· 20 methode op metaalband wordt aangebracht in een laagdikte van 10-20 micrometer, met het kenmerk, dat de buitenste natte laklaag gevormd wordt door een vloeibaar mengsel van een polyester bindmiddel en een vluchtig organisch oplosmiddel, en dat de middellijn van de polyamidedeeltjes tussen 10 en 40 micrometer wordt gekozen, terwijl men het moffelen gedurende 30 seconden uitvoert bij een maximale temperatuur van de metaalband van 230°C.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de polyamidedeeltjes uit Nylon 11 of Nylon 12 bestaan.