SE464583C - Sätt att framställa en flerskikts pigmenterad beläggning - Google Patents

Description

20 25 30 35 464 585 2 nedan angivna egenskaperna: ' a. goa bestänaignet mm; Uv-sträining b. god hårdhet (mätt t.ex. som blystifthårdhet) c. god vidhäftning på metaller och grundningsskikt d. god nötningsbeständighet e. oinskränkt färgval f. låg smutsvidhäftning g. gott utseende och h. ej för högt m2-pris För föremål, vilka efter bestrykningen dessutom måste om- formas, skall överdraget dessutom fortfarande uppvisa en mycket god böjlighet.

Lacker för användning vid sättet enligt uppfinningen skall oaktat typen vad gäller torknings- eller härdningsmekanismen, besitta en mycket allmän användbarhet för många ändamål, även för produkter vilka utsättes för den fria atmosfären, solljus och miljöpåverkningar. I synnerhet tänker man därvid på pro- dukter, vilka utnyttjas inom byggnadsindustrin och vid bygg- nader, som t.ex. tak- och fasadbeklädnadsmaterial, yttre per- sienner, spjäljalusier och så vidare, men även till fordon.

Sådan produkter framställes ofta av överdragna metallband på rullar. Det därtill utnyttjade materialet överdrages kon- tinuerligt från rullen och torkas och omformas därefter till de önskade formerna och dimensionerna. Det är uppenbart, att i synnerhet en kraftig profilering, t.ex. genom böjning i 1800 ställer stora krav på böjlighet och vidhäftning, medan de övriga egenskaperna samtidigt inte får försämras.

Emedan lacksskiktet sträckes just på böjningsradierna och således blir tunnare, och nötning ofta först uppträder på dessa radier, är för talrika användningar nötningshållfast- 10 15 20 25 30 35 464 585 heten av avgörande betydelse.

Tidigare valda man ofta en lack med tillräcklig hårdhet, vidhäftning och böjlighet. För att likaså erhålla en för- hållandevis god nötningsbeständíghet, försatte man dessutom lacken med ett vax, som under härdningen, torkningen eller liknande simmade på ytan, så att det uppkom ett överdrag med vax. Dessutom anbringades efteråt ett vaxöverdrag.

Därigenom uppfylldes i begränsad omfattning de ovan nämnda kraven. Det ytliga vaxskiktet är emellertid inte hållbart och försvinner tämligen fort vid användning av produkterna, vilket ånyo leder till en kraftigare nötning, Vidare kan ett sådant vaxskikt lätt skadas under monteringen.

Såsom nämnts fanns det tidigare inte någon bra lösning, som samtidigt är förhållandevis prisvärd.

Man sökte för förbättring efter tjocka, nötningsbeständiga skikt och detta ledde till överdragning med plastsmältskíkt eller folier av t.ex. PVC. Dessa uppfyller ett antal vikti- ga fordringar men är mycket dyrbara och dessutom fortfarande inte optimala i alla egenskaper.

Ett syfte med uppfinningen är bland annat att få fram ett över- drag, som i sig förenar alla önskade egenskaper, och i synnerhet ett överdrag, som dessutom vad gäller nötningsbeständighet och utseende hos den färdiga beläggningen kan anpassas till ytter- ligare speciella önskemål eller fordringar.

För detta ändamål används vid sättet enligt uppfinningen en lack, ningsmedel, pigment och/eller andra konventionella tillsatser, vilken lack även innehåller ett finfördelat, i lacken ej lös- som innehåller ett lackbindemedel och om så önskas lös- ligt, högmolekylärt, inert och ej högelastiskt, nötningsbestän- digt plastmaterial, i synnerhet polyamider av nylontyp, poly- imider och jämförbara plaster, och detta i form av dispergerade partiklar med en diameter av 2 - 200/um, lämpligen 10 - 100/um och företrädesvis 10 - 40/um. 10 15 20 25 30 35 464 585 4 Mängden av dessa partiklar, räknat på den icke-flyktiga delen av den våta lacken, kan variera mellan 10 och 40 vol-%, medan dessa partiklar om så önskas själva kan innehålla pigment el- ler UV-stabilisatorer.

I enlighet härmed kännetecknas enligt uppfinningen ett sätt att framställa en flerskikts pigmenterad beläggning av inled- ningsvis angivet slag i huvudsak av att det används a) partiklar bestående av polyamider, polyimider eller poly- tetrafluoreten och med en diameter varierande mellan 2 och 200/um och b) som lack för toppskiktet en klar lack på basis av akryla- ter, polyester och/eller polyuretaner som har en inbrännings- temperatur av upp till 300°C och en bränntid mellan 15 sekun- der och 30 minuter, och c) storleken och formen på samt mängden av partiklarna i det våta lacktoppskiktet ävensom tjockleken på det skiktet väljes så att åtminstone majoriteten av partiklarna delvis sticker ut från lackskiktet, och d) det våta lack-toppskiktet, innehållande partiklarna, brän- nes vid en sådan temperatur över partiklarnas mjukningspunkt och under sådan tid, att de partikeldelar som sticker ut från toppskiktet åtminstone delvis flyter ut över det omedelbart intilliggande, redan helt eller delvis torkade lackskiktet.

Enligt en mycket gynnsam utföringsform kan plastpartiklarnas mängd, räknat på den våta lacken, variera mellan 5 och 40 vol-%, vilka partiklar kan innehålla 0 - 40 vikt-% pigment. Medan mäng- den flyktiga beståndsdelar i den våta lacken kan variera mellan 10 och 70 vikt-%, består de icke-flyktiga beståndsdelarna till 5 - 60 vol-% av plastpartiklar och den filmbildande delen av lacken innehåller 0 - 40 vikt-% pigment.

I praktiken kan man reglera mängden av de på ytan liggande plast- partiklarna genom lämpligt val av plastpartiklarnas storlek och mängd i lacken, deras form och genom tjockleken hos det påförda, våta lackskiktet liksom även genom halten lösningsmedel i denna lack. 10 15 20 25 30 35 40 464 583 Genom partikelmaterialets egenskaper och genom storleken och formen hos dessa partiklar uppnås, att efter torkning eller härdning av lacken, t.ex. genom förångning av lös- ningsmedel, sticker åtminstone den största delen av ingåen- de plastpartiklar ut ur bindemedelsskiktet. Detta har till följd, att nötningspåverkan först utövar sin avnötande ver- kan på de högsta delarna av de ur detta skikt utskjutande partiklarna, så att det egentliga lackskiktet blir skonat.

Härigenom kan man ge ett överdrag med ett i stort sett god- tyckligt bindemedel en god nötningsbeständighet.

Bindemedlet måste givetvis väljas på sådant sätt, att plast- partiklarna väl vätes i den våta lacken, så att partiklarna förblir svävande och att bindemedlet efter torkning eller härdning väl häftar vid dessa partiklar. Detta är emeller- tid automatiskt fallet tillsammans med de flesta bindemed- len, så att detta knappast innebär någon begränsning för tillämpningen av uppfinningen. I synnerhet polyester är myc- ket lämpligt som bindemedel.

Med hjälp av försök fastställdes, att lacken kan framstäl- s såväl i en i luften torkande utföringsform liksom även en utföringsform som skall brännas, utan att man därige- 1 nom på något sätt ändrar uppfinningens andemening.

Genom att mängden plastpartiklar kan vara stor, är det möj- ligt att täcka lackytan mycket tätt med dessa partiklar.

Det visar sig då, att beständigheten mot repning är mycket god. Repbeständigheten förbättras emellertid även starkt redan vid en förhållandevis låg tillsättningsgrad.

Vid böjningen av lackerade plåtar, som försetts med en lack av ovan beskrivet slag, visar det sig, att lacköverdragets böjlighet är tydligt bättre hos plåtar med en liknande lack utan plastpartiklar. Det visar sig till och med att det i många fall är möjligt att böja en med en sådan lack överdra- gen plåt 1800 med r = T O (d.v.s. böjradie 0) utan att lack- överdraget visar sprickor.

De för partiklarna utnyttjade plastmaterialen är inerta, 10 15 20 25 30 35 464 583 6 icke-elastomera, har en hög molekylvikt och löser sig inte i det utnyttjade bindemedlet eller reagerar med detta. Om man utgår från polyamider, som motsvarar definitionen, kan man exempelvis använda nylon 6, nylon 7, nylon 9, nylon ll, nylon 12, nylon 13, nylon 6:6, nylon 6:10. nylon 13:13, nylon 6:10 eller blandningar därav. Dessa har alla en mjuknings- punkt av minstl80o C och i många fall upp till 2700 C. Ny- lon ll och nylon 12 är särskilt lämpliga på grund av deras förhållandevis låga smältpunkter. Även polyímider har visat sig lämpliga och i speciella fall även polytetrafluoreten (PTFE).

Det är lämpligt att i enlighet med uppfinningen använda brännlacker, vilka är lämpliga för bränntemperaturer av upp till 3000 C, med bränntider vilka beroende av den utnytt- jade temperaturen kan variera från 15 sekunder och upp till 30 minuter. De nämnda plastmaterialens smältpunkt är så hög, att en bränning är möjlig utan att dessa plastpartiklar smälter eller mjuknar.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen väljes dock bränntemperaturen så hög, att en mjukning av plastpar- tiklarna sker, varigenom dessa partiklar i samband med att de delvis smälter blir avrundade. Det visar sig att denna avrundning medför en ofta nyttig reducering av friktions- koefficienten.

Enligt en annan föredragen utföringsform av detta förfaran- de genomföres bränningen vid en så hög temperatur och under en så lång tid, att de ur skiktet utskjutande partiklarna flyter ut under kontrollerad smältning på sådant sätt, att de utskjutande delarna erhåller ungefär formen av avjämnade spikhuvuden, vilka med huvudenas kanter stöder på bindemed- let och täcker en del av bindemedelsskiktet. När lacken är avsedd för användning i den fria atmosfären, är det mycket önskvärt att använda plastpartiklar, vilka innehåller en i och för sig känd UV-stabilisator. Denna stabilisator skyd- dar sedan inte endast plastpartiklarna utan även det där- *W 10 15 20 25 30 35 464 583 under liggande lackskiktet för nedbrytning genom inverkan av UV-ljus, varigenom lackskiktets livslängd förlänges.

Dessutom blir vid denna utföringsform det erhållna lack- skiktet beständigare mot Vädrets inverkan och nötning, sam- tidigt som dessutom vidhäftningen av smuts kraftigt redu- CePaS .

Vid de sistnämnda två utföringsformerna är, i synnerhet vid "coil-coating", användningen av en polyamid med förhållan- devis låg mjukningspunkt, som t.ex. nylon ll eller nylon 12, särskilt gynnsam.

Bearbetningsförmågan hos lacken är nära nog densamma som hos de kända lackerna. De kan anbringas med en pensel, genom sprutapplicering, med en färgrulle eller på något annat konventionellt sätt för att sedan torka i luften eller såsom i samband med brännlackutföringsformerna torkas vid konventionella eller om så önskas högre tem- peraturer.

Vid en partikelstorlek mellan 2 och 200 fun visade det sig att efter torkning skjuter en stor del av partiklarna ut ur ett lackskikt av sedvanlig tjocklek (t.ex. vid "coil coat- ing" 10 - 20 }nn). Den utskjutande volymen av partiklarna är bland annat beroende av partikelstorlekarna och partikel- halten i lacken och av sammansättningen av bindemedel och lösningsmedel och kan efterjusteras genom ändring av denna sammansättning. Allt efter partiklarnas storlek och form er- håller man olika strukturerade ytor. Med partiklar av cirka 20 }un diameter erhåller man en yta med god glans, medan denna glans reduceras, om partiklarna blir grövre. Även mängden av de utnyttjade partiklarna har givetvis ett in- flytande på glansen. Vidare är partiklarna företrädesvis så små, att åtminstone en stor del av varje partikel stan- nar kvar inom bindemedelsskiktet, emedan sådana partiklar blir bättre förankrade. 10 15 20 25 30 35 464 583 För att uppnå en jämn nötningshållfasthet måste man i all- mänhet tillföra mer fina partiklar än grövre partiklar.

Uppfinningen belyses närmare nedan, men är inte begränsad till följande exempel.

I dessa exempel utgöres lacken av en brännlack, som använ- des vid så kallad "coil coating". Därvid påför man på ett aluminiumband, som tillföres från en rulle, med hjälp av i en färgrulle, om så önskas på båda sidor, ett lackskikt, varefter bandet kontinuerligt ledes genom en ugn, varvid bandet uppvärmes till en temperatur (mätt som temperaturen hos metallen), vars maximala värde (PMT) omnämnes i varje exempel. Uppehållstiden i ugnen är cirka 30 sekunder. Under denna uppvärmning förångas lösningsmedlet, varpå bandet av- kyles och åter lindas upp på en rulle. Vid denna upplind- ning är lackskiktet torkat och härdat.

Om så önskas kan man även använda mer än en sådan lacksta- _ tion, t.ex. för att påföra ett särskilt grundningsskikt el- .ler för lackeringen av baksidan i en annan färg.

Exempel I a. Ej enligt uppfinningen.

På ett aluminiumband med en tjocklek av 0,4 mm påföres först ett färgat grundskikt (20 nun tjockt) med som bindemedel ett i handeln vanligt polyestermaterial, framställt av neo- pentylglykol och ftalsyraanhydrid, löst till en bindemedels- koncentration av 60 vikt-% i “Solvesso 100" (en kommer- siell, aromatisk petroleumfraktion). Däröver påföres med samma blandning av bindemedel och lösningsmedel ett ej in- färgat respektive ej pigmenterat ovanpåliggande skikt (15 fun tjockt). Det brännes under 30 sekunder. PMT är 230° C.

Med en sådan behandling erhålles resultat, som hitintills '\ 5 lO H 20 25 30 35 464 583 ansetts acceptabla för användning utomhus.

Det erhållna skiktets egenskaper är: Böjprovning Blystífthårhdet Beständighet mot lösr ningsmedel Beständighet mot UV- strålning Nötningsbeständighet Utseende i ' Glans b. Enligt uppfinningen no T2: ingen sprickbildning i lack- en efter böjning kring en dorn med en diameter av 2 gånger platt- tjockleken (d.v.s. vid TO (full- ständig 18o°-böjning, dorndiane- äter O) och vid Tl (dorndiameter = en gång plattjockleken) visar lac- ken sprickor).

H lätt angrepp efter 30 dubbel- gnidningar (1 dubbelgnidning är en gnidning fram och tillbaka med en i aceton indränkt bomulls- tuss). efter 1000 timmar i en UVCON-vä- derbeständighetsprovare måttlig gulfärgning och lätt sprickbild- ning i Glansförlust därvid H0 %. måttlig gränsande, slätt överdrag 85 enheter enligt Gardner 600/600 l På samma grundskikt påfördes ett icke färgat skikt av samma bindemedel/lbsningsmedel-blandning som vid a,, som dock, J räknat pâ denna blandning, tillförts 15 vikt-% UV-stabílise- rade nylon ll-partiklar med 10 - H0 }nn. Lackeringen och *bränningen skedde såsom beskrivits under a. 10 15 20 25 30 35 464 583 Böjprovning Blystifthårdhet Beständighet mot lös- ningsmedel Beständighet mot UV- strålning Nötningshållfasthet Utseende Glans Exempel II a. Ej enligt uppfinningen Såsom i exempel Ia. h. Enligt uppfinningen. 10 T 0, ingen sprickbildning i lac- ken (d.v.s. plåten kan vikas ihop utan dorn utan skador på lacken HH mer än 100 dubbelgnidningar med aceton efter 1000 timmar i UVCON knap- past någon gulfärgning och in- gen sprickbildning Glansförlust cirka 8 % utmärkt strukturerat, lätt matterat 30 - 32 enheter enligt Gardner 6o°/6o° Samma grundskikt och täckskikt som i exempel Ia påfördes.

.Nu tillfördes emellertid 30 vikt-% UV-stabiliserade nylon 12-partiklar, vilka i huvudsak var mindre än 20 ßnn och run- da. Lackeringen och bränningen skedde ånyo såsom i exempel 'Ia.

Följande resultat erhölls: Böjprovning Blystifthårdhet_ Beständighet mot lös- ningsmedel o T 0, ingen sprickbildning i lackskiktet V' EH mer än 100 dubbelgnidningar med aceton ¶ 10 15 20 _25 50 35 Beständighet mot UV- strålning Nötningshållfasthet Utseende Glans Exempel III a. Ej enligt uppfinningen 464 583 ll : efter l000 timmar i UVCON knap- past någon gulfärgning och ingen sprickbildning Glansförlust cirka 8 % utmärkt slät, lätt glänsande yta H0 - H5 enheter enligt Gardner eo°/6o° På samma sätt som i exempel Ia. påfördes ett täckskikt av en lack, som erhållits genom upplösning av en kommersiell polyuretanlack ("VEBA l256"), vilken innehöll en täckande pigmentmängd, i "Solvesso" (en petroleumfraktion). Skiktet brändes åter såsom i exempel Ia. Följande resultat erhölls: Böjprovning Blystifthåranet Beständighet mot lös- ningsmedel Beständighet mot UV- strålning Nötningshållfasthet_ Utseende Z I Glans b. Enligt uppfinningen in T l, ingen sprickbildning i lack- skiktet 2H 40 dubbelgnidningar med aceton efter 1000 timmar i UVCON miss- färgning med 3 NBS-enheter Omkring 70 % glansförlust måttlig I glänsande, slät yta 'i82 enheter enligt Gardner 6o°/6o°\ Samma lack försattes med 25 vikt-% vitpigmenterade nylon ll- partiklar med en partikelstorlek under 20 }un och med ore- gelbunden form. Lacken behandlades på samma sätt som i sam- 10 15 464 583 12 band med IIIa. Egenskaperna var nu: Böjprovning Blystifthârdhet Beständighet mot lös- ningsmedel Beständighet mot UV- strålning Nötningsbeständighet Utseende Glans T 0, ingen sprickbildning i lack- skiktet HH mer än 100 dubbelgnidningar med aceton efter 1000 timmar i UVCON miss- gfärgning med 0,9 NBS-enheten om- kring 15 % glansreducering utmärkt mycket lätt strukturerad yta med sidenglans 30 - 35 enheter enligt Gardner 6o°/6o°.

Vi

Claims (3)

10 15 20 25 Patentkrav

1. Sätt att framställa en flerskikts pigmenterad beläggning med användning av en lack som torkar eller härdar under upp- värmning, innehållande, baserat på den icke-flyktiga delen av det våta lackskiktet, 10-40 volym-% olösliga, icke-elastomera partiklar med hög nötningshärdighet i toppskiktet, k ä n n e - t e c k n a t av att det används a) partiklar bestående av polyamider, polyimider eller poly- tetrafluoreten och med en diameter varierande mellan 2 och zoo pm, och i b) som lack för toppskiktet en klar lack på basis av akrylater, polyester och/eller polyuretaner som har en inbränningstempera- tur av upp till 300°C och en bränntid mellan 15 sekunder och 30 minuter, och c) storleken och formen på samt mängden av partiklarna i det våta lacktoppskiktet ävensom tjockleken på detta skikt väljes så att åtminstone majoriteten av partiklarna delvis sticker ut från lackskiktet, och d) det våta lacktoppskiktet, innehållande nämnda partiklar, inbrännes vid en sådan temperatur över partiklarnas mjuknings- punkt och under sådan tid, att de partiklar som sticker ut från toppskiktet åtminstone delvis flyter ut över det omedelbart 'intilliggande, redan helt eller delvis torkade lackskiktet.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att partiklar av nylon 11 eller nylon 12 används.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att diametern på partiklarna i toppskiktet uppgår till mellan 10 och 100 pm. få 464 ssa