WO2004072154A2 - Farb- und/oder effekt gebende, deckende folien zur beschichtung von dreidimensionalen substraten, deren herstellung und deren verwendung - Google Patents

Farb- und/oder effekt gebende, deckende folien zur beschichtung von dreidimensionalen substraten, deren herstellung und deren verwendung Download PDF

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WO2004072154A2
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pigmented
coloring
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Walter Aichholzer
Achim Grefenstein
Horst HINTZE-BRÜNING
Klaus-Dieter Stegemann
Markus Saedler
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Basf Coatings Ag
Daimlerchrysler Ag
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    • B29L2031/3055—Cars

Definitions

  • the present invention relates to coloring and / or effect-providing, covering films, a process for producing these films and the use of the films for coating three-dimensional substrates, in particular in automotive engineering.
  • Coloring and / or effect paintings of motor vehicle bodies, in particular car bodies, today preferably consist of several layers of paint that are applied one above the other and have different properties.
  • an electrically deposited electrodeposition coating as a primer, a filler coating or stone chip protection primer, a base coat and a clear coat are applied to a substrate in succession.
  • ETL electrically deposited electrodeposition coating
  • the ETL serves in particular to protect the sheet against corrosion. It is often referred to by experts as a primer.
  • the filler coating serves to cover unevenness of the surface and, due to its elasticity, ensures resistance to stone chips. If necessary, the filler paint can also serve to increase the hiding power and to deepen the color of the paint.
  • the base coat contributes the coloring and / or the angle-dependent optical effects. Both the brightness (amount) and the color (by wavelength-specific absorption or by Interference) of the reflected light vary depending on the viewing angle, which is also referred to as brightness and / or color flop.
  • the clear coat serves to enhance the optical effects and to protect the paint from mechanical and chemical damage.
  • Basecoat and clearcoat are often referred to collectively as topcoat.
  • multi-layer foils for coating motor vehicle bodies have recently become color and / or effect Motor vehicle body exterior parts, proposed.
  • These known coloring and / or effect-giving multilayer films can be produced under constant conditions and applied to any substrates, which results in a substrate-independent and process-independent color and / or optical effect.
  • the foils can be applied to planar substrates.
  • the coated planar substrates can be deformed, for example, by deep drawing, which results in three-dimensional components.
  • Components of this type can also be produced by laminating the films to three-dimensionally shaped substrates or by back injection, back foaming or back pressing with thermoplastic materials.
  • the international patent application WO 96/35520 discloses films for coating molded part blanks, the films being constructed from a pigmented plastic carrier film with a thickness of 10 to 500 ⁇ m.
  • An effect layer is applied to the carrier film and the effect layer is optionally coated with a transparent plastic film or transparent lacquer layer.
  • the effect layer can be omitted if the transparent plastic film or transparent lacquer layer is provided with effect pigments.
  • the coloring and / or effect layers of these films are not opaque and the carrier films are comparatively thin, so that at high degrees of stretching there is a risk of a change in the color tone and / or the optical effect.
  • the films described can therefore be used in particular for critical colors, e.g. B. with slightly opaque bright colors and / or when using any injection molding material itself or in combination with a high degree of stretching of the films more or less pronounced changes in color, brightness and / or the optical effect compared to the color template. Can also Within a strongly deformed component between the differently stretched areas of the foils, changes in color, brightness and possibly in the optical effect also occur.
  • Films are therefore desired which allow greater freedom for pigmentation and / or application of the basecoats, ie are independent of the back-injection material used and the realizable elongation of the material within a component and therefore enable "color matching".
  • the new coatings produced from the new, coloring and / or effect foils should still have a sufficiently high covering power even in the stretched areas and should undergo little or no changes in color and / or effect, particularly in the case of critical colors.
  • the present invention was also based on the object of providing foils for coating three-dimensional substrates, such as molded component blanks or vehicle bodies, which have improved properties after the substrates have been produced and only small amounts of solvents are emitted during their production and simple quality monitoring is possible. If necessary, the films should have as few layers as possible and still be able to be used for the production of automobile bodies and for the production of add-on parts for vehicle bodies.
  • the new coatings should, in terms of gloss, distinctness of image, uniformity of hiding power, uniform layer thickness, resistance to fuel, solvents and acids, hardness, abrasion resistance, scratch resistance, impact resistance, adhesive strength, weather resistance and resistance to water and moisture, to the so-called “automotive quality” have (see. European Patent EP 0352 298 B1, page 15, line 42 to page 17, line 40).
  • the film comprises a pigmented carrier film (A) made of plastic with a thickness of greater than 500 ⁇ m and
  • the pigmented carrier films (A) used in accordance with the invention are overall considerably thicker than the conventional multi-layer lacquers or films which give color and / or effect, in order to achieve a sufficiently high covering power in the case of the stretching which occurs when coating three-dimensional objects and which can amount to more than 200% preserve and suffer the least possible change in color and optical effect.
  • the films according to the invention are pigmented.
  • “pigmented” in the sense of the invention means colored pigments (colors in the actual sense) or achromatic pigments (white, gray, black, grayscale).
  • the color of the carrier film (A) and the color of the coloring and / or effect layer (B) are matched to one another, i. H. they are similar or identical to each other.
  • Colors of two coatings are similar if their colorimetric data are matched to one another.
  • Colorimetric data means the brightness, hue, hue, etc. of a color, i. H. the sensory impression conveyed by the eye (cf. "Color” in Römpp Lexikon Chemie - CD Version 2, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1999).
  • a color sensation can be represented as a vector of a three-dimensional space, the color space.
  • the CIE has recommended a color space as an approximately equally spaced color space [DIN 5033 Part 3 (07/1992)]. It is referred to as the L * a * b * color space (see FIGS. 1 and 2) and is called CIELAB for short.
  • FIG. 1 shows the color space diagram according to CIELAB.
  • a specific color is determined by its coordinates L *, a * and b *.
  • the value L * of a color that corresponds to its brightness lies in the range from 0 (black) to 100) on white).
  • the hue of a color is characterized by the values of a * and b *, where a * corresponds to the red component with a positive value or the green component with a negative value and b * with a positive value to the yellow component and with a negative value to the blue component.
  • a color valence is characterized by the Cylinder coordinates L *, C * and h, then C * is a measure of the sparkle, while the angle of rotation h is a measure of the hue.
  • Fig. 1 the brightness of a color is measured on the vertical axis, whereas a * and b * are measured as points in a rectangular coordinate system in the plane horizontal to the L * axis.
  • Red is any transmitted or reflected color with a wavelength of about 610 to about 700 nm; as orange is any transmitted or reflected color of a wavelength from about 590 to about 610 nm; as yellow is any transmitted or reflected color of a wavelength from about 570 to about 590 nm; green is any transmitted or reflected color of a wavelength of about 500 to about 570 nm; blue means any transmitted or reflected color with a wavelength of about 460 to about 500 nm and violet or purple means any transmitted or reflected color with a wavelength of about 400 to about 460 nm (see also the CIELAB color wheel Fig. 2 ).
  • the spatial distance between the coordinates of a reference and a sample color largely corresponds to the visually perceived color difference.
  • the total color difference is defined as the spatial distance between the color space of a reference color B (target color) and a sample color P (actual color). According to Pythagoras, what applies to the color difference ⁇ E * :
  • the color difference ⁇ E * is basically positive, although the individual color differences can be negative or positive.
  • the color values L * a * b * of reference and sample depend on the type of light and observer angle, the same also applies to the color difference.
  • the ⁇ E * g color spacing formula correlates well with visual perception.
  • Adapted in the sense of the invention means that the pigmentation of the carrier film (A) is selected such that the color difference ⁇ E * between
  • the pigmentation for colored carrier film (A) can be selected, for example, by first selecting colored pigmented films (A) whose visual color impressions are similar to the visual color impression of the given opaque pigmented color and / or effect layer (B) are.
  • the color impressions are "similar", for example, if the colors of (A) and (B) with the same brightness fall in the same quadrant of the CIELAB color wheel (see FIG. 2) or - in the limit - are identical.
  • the pigmentation for achromatic carrier film (A) can be selected, for example, in a first step by selecting achromatic pigmented films (A) whose visual color impressions match the visual color impression of the given opaque pigmented achromatic coloring and / or effect layer (B). are similar.
  • the color impressions are "similar", for example, when the achromatic colors of (A) and (B) do not have an excessively large brightness difference ⁇ L * with a color difference ⁇ a * and ⁇ b * that is as small as possible or not available (cf. FIG. 1).
  • the pigmented carrier film (A) can be selected quickly if the brightness difference ⁇ L * is ⁇ 80, preferably ⁇ 70 and in particular ⁇ 60.
  • a second step it is then checked whether the pigmented carrier films (A) selected in the first step meet the above-mentioned condition or not. Those pigmented carrier films (A) that do not meet this condition are discarded.
  • a light gray colored carrier film (A) used for the color “silver” of the opaque pigmented coloring and / or effect layer (B). Accordingly, a beige-colored carrier film (A) is used for "beige” and a black-colored carrier film (A) is used for "black”.
  • the coloring and / or effect layer (B) can be followed by a clear, transparent, possibly non-opaque pigmented coating (C).
  • the clear, transparent coating (C) can be in the form of a film or lacquer layer. It may not be opaque with the coloring and / or effect pigments described (below), but then its color impression is also similar to that of the pigmented carrier film (A) and the coloring and / or effect layer (B) (cf. . above).
  • effect layer (B) Another feature of the films according to the invention is the effect layer (B).
  • effect in the sense of the present invention is not synonymous with “color” in the conventional sense. I.e. no coloring pigments are used, but metal flakes or transparent flakes, such as mica pigments or interference pigments with a high refractive index, which produce a special pearlescent effect and / or color flop.
  • Flakes or "leaflets” in the effect layer (B) according to the invention Provided film with greatly improved properties.
  • this combination enables a particularly high variation of optical effects and colors, with only comparatively small amounts of expensive effect pigments having to be used in the effect layer (B).
  • two layers are basically sufficient, i.e. a layer (A) and a layer (B) without an additional layer to ensure the automotive quality of the film according to the invention.
  • the pigmented carrier film (A) can be produced from at least one plastic, in particular a polyolefin, a polyamide, a polyurethane, a polyester, a polyacrylate or a polycarbonate, and at least one pigment.
  • (A) is preferably 500 to 1,500, in particular 500 to 1,300 ⁇ m thick.
  • thermoplastic materials can be used for the removable films (D) (see below), the clear, transparent films (C) and the unpigmented films (F).
  • a covering coloring and / or effect layer (B) is applied to the surface of the pigmented carrier film (A).
  • the same thermoplastics as for the carrier film (A) and suitable pigments are suitable for their production.
  • any suitable, in particular aqueous, topcoat or basecoat which is suitable for the conventional painting of automobile bodies, can also be used, provided that the painting produced from this has the flexibility and pigmentation required for the purposes of the invention.
  • the basecoat or topcoat especially the waterborne basecoat, contains in Essentially a polymeric binder, possibly a crosslinking agent and paint aids.
  • the topcoat or basecoat used can contain, for example, a polyester resin, a polyurethane resin, an epoxy resin or a polyacrylate resin or a mixture of such binders.
  • the topcoat or basecoat may contain an aminoplast resin, a polyisocyanate resin, a crosslinking agent containing carboxyl groups or a mixture of such crosslinking agents as crosslinking agent.
  • paint aids come e.g. B. into consideration: anti-foam, anti-settling, flow and rheology aids such.
  • the clear, transparent, possibly pigmented coatings (C) can be cast or extruded films, provided that they have the extensibility and strength required for the application. But they can also be made from clear varnishes. All customary and known one-component (IK), two-component (2K) or multi-component (3K, 4K) clearcoats, powder clearcoats, powder slurry coatings are used as clearcoats for producing the clear, transparent coatings (C).
  • IK one-component
  • 2K two-component
  • 3K, 4K multi-component
  • the strength of the specific application is sufficient.
  • the strength is of particular importance for the handling of the films according to the invention, whereas the extensibility is again important for the deformation steps.
  • the clear, transparent coating (C) is preferably resistant to UV light.
  • the pigments in particular the coloring and / or effect pigments from the group consisting of organic and inorganic, colored, optical effect giving, are preferably electrical conductive, magnetically shielding or fluorescent pigments, metal powders, organic and inorganic, transparent or opaque fillers or nanoparticles.
  • suitable effect pigments are metal flake pigments, such as commercially available aluminum bronzes, aluminum bronzes chromated according to DE 36 36 183 A1, and commercially available stainless steel bronzes, as well as non-metallic effect pigments, such as pearlescent or interference pigments, platelet-shaped effect pigments based on iron oxide, which is a color tone to brownish red or liquid crystalline effect pigments.
  • metal flake pigments such as commercially available aluminum bronzes, aluminum bronzes chromated according to DE 36 36 183 A1
  • non-metallic effect pigments such as pearlescent or interference pigments, platelet-shaped effect pigments based on iron oxide, which is a color tone to brownish red or liquid crystalline effect pigments.
  • suitable inorganic color pigments are white pigments such as titanium dioxide, zinc white, zinc sulfide or lithopone; Black pigments such as carbon black, iron-manganese black or spinel black; Colored pigments such as chromium oxide, chromium oxide hydrate green, cobalt green or ultramarine green, cobalt blue, ultramarine blue or manganese blue, ultramarine violet or cobalt and manganese violet, iron oxide red, cadmium sulfoselenide, molybdate red or ultramarine red; Iron oxide brown, mixed brown, spinel and corundum phases or chrome orange; or iron oxide yellow, nickel titanium yellow, chrome titanium yellow, cadmium sulfide, cadmium zinc sulfide, chrome yellow or bismuth vanadate.
  • suitable organic coloring pigments are monoazo pigments, bisazo pigments, anthraquinone pigments,
  • Benzimidazole pigments quinacridone pigments, quinophthalone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, dioxazine pigments, indanthrone pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, azomethine pigments,
  • Thioindigo pigments metal complex pigments, perinone pigments, and
  • Perylene pigments phthalocyanine pigments or aniline black.
  • fluorescent pigments are bis (azomethine) pigments.
  • Suitable electrically conductive pigments are titanium dioxide / tin oxide pigments.
  • magnétiqueally shielding pigments examples include pigments based on iron oxides or chromium dioxide.
  • suitable metal powders are powders made of metals and metal alloys aluminum, zinc, copper, bronze or brass.
  • organic and inorganic fillers are chalk, calcium sulfate, barium sulfate, silicates such as talc, mica or kaolin, Silicic acids, oxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as plastic powder, in particular made of polylamide, polyvinylidene difluoride (PVDF) or polyacrylonitrile.
  • PVDF polyvinylidene difluoride
  • Mica, talc or nanoparticles are preferably used if the scratch resistance of the coloring and / or effect layers (B) is to be improved.
  • platelet-shaped inorganic fillers such as talc or mica
  • non-platelet-shaped inorganic fillers such as chalk, dolomite calcium sulphate or barium sulphate because this enables the viscosity and flow behavior of the basecoats or topcoats to be adjusted very well.
  • Suitable transparent fillers are those based on silicon dioxide, aluminum oxide or zirconium oxide.
  • Suitable nanoparticles are selected from the group consisting of hydrophilic and hydrophobic, in particular hydrophilic, nanoparticles based on silicon dioxide, aluminum oxide, zinc oxide, zirconium oxide and the polyacids and heteropolyacids of transition metals, preferably of molybdenum and tungsten, with a primary article size ⁇ 50 nm, preferably 5 to 50 nm, in particular 10 to 30 nm.
  • the nanoparticles preferably have no matting effect.
  • Nanoparticles based on silicon dioxide are particularly preferably used.
  • Hydrophilic fumed silicon dioxides are very particularly preferably used, the agglomerates and aggregates of which have a chain-like structure and which can be produced by flame hydrolysis of silicon tetrachloride in a detonating gas flame. These are sold, for example, by Degussa under the Aerosil ® brand. Precipitated water glasses, such as nanohectorites, which are sold, for example, by Südchemie under the Optigel ® brand or by Laporte under the Laponite ® brand, are also used with particular preference.
  • the films according to the invention can contain at least two, in particular two, of coloring and / or effect layers (B) lying one above the other, the upper layer (s) partially covering the layer (s) below or cover.
  • the partial covering is preferably configured in an image. In this way, not only different colors, but also different physical and optical effects can be combined with one another, for example for information or signal purposes.
  • a peelable plastic film (release film) (D) can also be layered over the covering coloring and / or effect layer (B) or the clear, transparent coating (C), which for example assumes a protective function.
  • An adhesion promoter layer (HS), for example made of an adhesive, can be arranged between the carrier film (A) and the coloring and / or effect layer (B) or (A) and / or (B) and / or clear, transparent coating (C), to improve interlayer adhesion. It is also possible to apply an adhesion promoter layer (HS) on the non-coated side of the carrier film (A) for adhesion to the substrate.
  • the substrate (U) can be made of any material, for example the material from which the substrate to be coated or the molded part blank or the measuring table surface consists of the measuring table surface.
  • the films according to the invention have the so-called »gloss, image distinctness, uniformity of hiding power, uniform layer thickness, resistance to fuel, solvents and acids, hardness, abrasion resistance, scratch resistance, impact resistance, adhesive strength, weather resistance and resistance to water and moisture, Automotive quality «.
  • the films according to the invention can be rolled up very well. They can therefore be offered and delivered in the form of rolls without being damaged, for example by delamination.
  • the films according to the invention can be produced in a wide variety of ways; they are preferably generated using the method according to the invention.
  • the present invention thus also relates to a method for producing a covering, coloring and / or effect-imparting film for coating three-dimensional substrates, in which the surface of a pigmented carrier film (A) made of plastic with a thickness of greater than 500 ⁇ m with at least one, in particular a pigmented, opaque coloring and / or effect layer (B) is coated, the color of the carrier film (A) and the color of the coloring and / or effect layer (B) being matched to one another by (1) selects carrier films (A) which have a hue which is similar to the hue of a given pigmented, opaque coloring and / or effect layer (B), and
  • carrier film (A) which causes a color difference ⁇ E * ⁇ 2, preferably ⁇ 1, 5 and in particular ⁇ 1, for producing the opaque, color and / or effect film.
  • the selection of pigmentation for colored carrier film (A) is preferably carried out by first selecting colored pigmented films (A) whose visual color impressions are similar to the visual color impression of the given opaque pigmented color and / or effect layer (B). The color impressions are "similar" when the colors of (A) and (B) with the same brightness fall in the same quadrants of the CIELAB color wheel (cf. FIG. 2) or - in the limit - are identical.
  • the selection of pigmentation for achromatic carrier film (A) will preferably be carried out by first selecting achromatic pigmented films (A) whose visual color impressions match the visual color impression of the given opaque pigmented achromatic coloring and / or effect layer (B). are similar.
  • the color impressions are "similar", for example, when the achromatic colors of (A) and (B) do not have an excessively large brightness difference ⁇ L * with a color difference ⁇ a * and ⁇ b * that is as small as possible or not available (cf. FIG. 1).
  • the pigmented carrier film (A) can be selected quickly if the brightness difference ⁇ L * is ⁇ 80, preferably ⁇ 70 and in particular ⁇ 60.
  • the second step it is then checked whether the pigmented carrier films (A) selected in the first step meet the above-mentioned condition for ⁇ E * or not. Those pigmented carrier films (A) that do not meet this condition are discarded.
  • Peelable films (D) can be applied to the non-coated sides of the carrier film (A) and / or the color and / or effect layer (B) or the clear, transparent coating (C) which may be located thereon.
  • An adhesion promoter layer (HS) can be applied to the non-coated side of the carrier film (A).
  • a peelable film (D) can then also be placed on this.
  • Examples of suitable directed application processes for the covering, coloring and / or effect layers (B) and the clear, transparent coatings (C) which may be present are casting, knife coating, rolling or extrusion coating. These can be carried out with customary and known devices, such as casting devices, doctor blades, rollers, in particular counter-rotating rollers, or extruders, in particular film extruders.
  • the covering coloring and / or effect layer (B) is preferably produced from a basecoat or solid-color topcoat, in particular waterborne basecoat
  • the process can also be used to produce the clear, transparent, pigmented coating (C).
  • the largest part (B1) of the color and / or effect layer (B) is preferably built up. That is, the educated Partial layer (B1) preferably has more than 50%, preferably more than 60%, particularly preferably more than 65%, very particularly preferably more than 70% and in particular more than 75% of the dry layer thickness of the color and / or effect layer.
  • a partial amount of the basecoat (B1J is applied to a support in process step (1). If a basecoat (B2) different from the basecoat (B1) is applied in process step (2), the total amount of basecoat (B1) can be applied in process step (1). be applied.
  • the carrier can be temporary or permanent.
  • the temporary supports can be circumferential metal strips or plastic strips or temporary support foils, which may be equipped with a non-stick layer.
  • suitable temporary carrier films in particular those based on polyester, are known from European Patent EP 0 352298 B1, page 7, lines 31 to 49.
  • the coloring and / or effect layers (B) and / or the clear, transparent coatings (C) produced thereupon are then removed and bonded to the selected pigmented carrier films (A).
  • the covering, color and / or effect layers (B) remain bonded to it after their production. This is already the carrier film (A). It can be solid or not yet fully solidified and only solidify after application of the partial layer (B1) or the coloring and / or effect layer (B), which results in a particularly high interlayer adhesion in the composite (A / B).
  • the residual amount of the basecoat material (B1) is preferably applied in process step (2).
  • the basecoat (B1) and / or the basecoat (B2) are applied by one or at least two continuous applications.
  • the opaque coloring and / or effect layer (B) is completely built up in the first and only process step (2).
  • the color and / or effect layer is further built up in the first process step (2), resulting in a composite of carrier, partial layer (B1) and first partial layer (B2).
  • the complete assembly then takes place in at least one further process step (2).
  • an application method (2) is preferably used, which does not arrange the pigments described above in a preferred direction, ie in the resulting partial layer (B2). H. anisotropy.
  • This method is therefore used in particular in the case of films according to the invention which are intended to show an isotropic flop behavior and an isotropic color locus, both of which are independent of the viewing angle.
  • the isotropic alignment is particularly important when using effect pigments that produce optical effects, and also with electrically conductive, magnetically shielding or fluorescent pigments.
  • the method step (2) or the method steps (2) can be carried out immediately after the method step (1), ie simultaneously with the method step (1).
  • method step (2) or method steps (2) can be carried out later, ie sequentially, after method step (1) according to the invention.
  • the partial layer (B1) can be dried or partially or completely hardened.
  • the composite of carrier and partial layer (B1) is preferably wound up on rolls and stored in this form until process step (2) is carried out. It is advantageous here to apply an anti-adhesive layer, preferably an anti-adhesive film, to the partial layer (B1).
  • the partial layer (B1) is preferably flashed off between the two process steps (1) and (2).
  • the ventilation is preferably accomplished in that there is a more or less long time interval between the method step (1) and the method step (2) or the first method step (2).
  • the time interval also depends on the evaporation behavior of the partial layer (B1) and can therefore be adjusted by the person skilled in the art on the basis of his general specialist knowledge, if necessary with the aid of simple orienting tests. Overall, it is advantageous if the partial layer (B1) has not yet completely dried after flashing off, but still has a certain residual content of moisture and / or organic solvents.
  • the basecoats (B1) and / or (B2) are applied continuously to the partial layer (B1) produced in process step (1) by at least one application process (2).
  • the application process (2) in the resulting partial layer (B2) does not cause the above-described pigments to be arranged in a preferred direction, i. H. the pigments are distributed isotropically.
  • the application device (s) (2) and the carrier with the partial layer (B1) and possibly the first partial layer (B2) are in relative movement to one another.
  • the composites of the carrier and the partial layer (B1) and, if appropriate, the first partial layer (B2) can be guided past or below, preferably below, the application device (s) (2) in relative movement.
  • the basecoats (B1) and / or (B2) can be applied once, resulting in the complete coloring and / or effect layer. However, the order can also be placed in at least twice, i.e. in at least two sub-steps (2), with the first sub-step (2) carrying out a further build-up of the coloring and / or effect layer, which is completed in at least one further sub-step (2).
  • the application of at least one further sub-layer (B2) can be carried out simultaneously or sequentially. If it is carried out sequentially, the composite of carrier, sub-layer (B1) and first sub-layer (B2) is preferably wound up on rolls for storage until the second sub-step (2) is carried out.
  • the application methods (2) are preferably
  • Spray application method and the application devices (2) spray application devices.
  • These can be pneumatic spraying devices (2) (cf. Römpp Lexikon Lacke und Druckmaschine, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, page 165, "Druckzuftspritzen”) or electrostatic spraying devices (2) (cf. Römpp Lexikon Lacke und Druckmaschine, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, page 186: »Electrostatic painting «, page 187: »Electrostatic spray guns «, »Electrostatic spraying «).
  • the application device (s) (2) is or are arranged directly behind the application device (s) (1).
  • the application device (s) (2) is or are preferably part (s) of a further system which is supplied with the composites of support and partial layer (B1) and, if appropriate, first partial layer (B2), preferably in the form of wound rolls become.
  • the application device (s) (2) can be arranged in a stationary manner. They preferably span the entire width of the composites of carrier and partial layer (B1) and, if applicable, first partial layer (B2). You can or can be arranged transversely to the direction of movement or obliquely thereto. The angle between the edge of a composite and the main axis of an application device (2) can be obtuse to acute.
  • At least two application devices (2) can be arranged one behind the other. They can be parallel or at an angle to each other. The at least two application devices (2) can also cross at obtuse to acute angles.
  • a stationary application device (2) preferably contains at least two devices for applying the basecoats (B1) or (B2), in particular at least two pneumatically or electrostatically operated spray heads, each with at least one spray nozzle.
  • the application device (s) (2) can, however, also be arranged such that they can be moved back and forth transversely and / or obliquely to the direction of movement of the composites composed of carrier and partial layer (B1) and, if appropriate, first partial layer (B2).
  • the movable application devices (2) preferably contain at least one device for applying the basecoats (B1) or (B2), in particular at least one pneumatically or electrostatically operated spray head, each with at least one spray nozzle.
  • the stationary and movable application devices (2) can be combined with one another within the scope of the method according to the invention. They can also be vertically movable.
  • the basecoats (B1) and / or (B2) can be applied perpendicularly or at an acute to obtuse angle obliquely to the plane of the composite of support and partial layer (B1) and, if appropriate, first partial layer (B2). They can be applied in or against the direction of movement of the composite.
  • the basecoat spray jets generated by the spray application devices (2) used with preference can overlap. Doing so partially or completely cover their contact surfaces.
  • the overlap can be achieved, for example, by spraying at least two basecoat spray jets against one another at an acute to obtuse angle.
  • Overlapping basecoat spray jets can also be generated with the aid of spray heads which contain at least two spray nozzles in a concave or convex arrangement, as described, for example, in patent applications and patents DE 195 38 340 A1, WO 97/14506, US 4,378,386 A or US 5,366,162 A. are known.
  • the isotropy of the sub-layers (B2) can be further improved in many cases if the pneumatically generated spray jets - or more precisely: the generated spray jet clouds - relative to the spray direction and relative to the sub-layer (B1) in a periodic, i.e. repetitive, moving movement.
  • the wave-like movement of the paint material for example in the form of a sine wave, or
  • these periodic movements can be combined with one another in any way so that at least two of them overlap.
  • the conventional and known devices for compressed air spraying in particular the spray guns, are suitably modified by fitting them with movable spray nozzles.
  • rotating spray nozzles, spray nozzles that move back and forth periodically as seen in the spray direction, or spray nozzles in eccentric discs are preferably used.
  • design principles can be combined with one another in a suitable manner.
  • rotating spray nozzles can be stored so that they can also be periodically moved back and forth.
  • the construction of these spray guns has no peculiarities, but the construction principles, materials and measurement and control techniques are used, as are common and known in the field of moving spray nozzles.
  • the frequency, the speed and / or the spatial extension or deflection of the periodic movement, which is superimposed on the locomotive spray cloud according to the invention, can vary very widely and depends on the requirements of the individual case. The person skilled in the art can determine the optimum conditions in each case using simple preliminary tests.
  • the color and / or effect layer (B) is completely built up by the process step or the process steps (2).
  • Their wet layer thickness can vary widely and depends in particular on the dry layer thickness, which ensures sufficient covering power of the color and / or effect layer (B) in the film according to the invention. The person skilled in the art can therefore determine the suitable wet layer thickness in individual cases on the basis of his general specialist knowledge, if necessary with the aid of simple preliminary tests.
  • the opaque coloring and / or effect layer (B) is then dried or partially or completely hardened. It is preferably dried. Usual and known methods such as irradiation with IR or microwave radiation or treatment with warm air in countercurrent can be used for drying.
  • This process can also be used to apply any clear, transparent, non-opaque pigmented coatings (C) to the films. This is also possible without drying the previous layer (B) by using the wet-on-wet method.
  • the resulting films according to the invention can be wound up on rolls until further use.
  • the opaque coloring and / or effect layer (B) and possibly the clear, transparent, possibly non-opaque pigmented coating (C) were created on a temporary carrier, they will be detached from it and adhered to the carrier (A) connected.
  • only plastic films are applied to the substrate to be coated.
  • the carrier foil (A) takes on the function of a self-supporting layer.
  • the coloring and / or effect layer (B) is also used here in foil form.
  • the clear, transparent coating (C) is also a plastic film. This leads to the decisive advantage that hardly any solvents are emitted during the production of the films according to the invention.
  • the films of this type according to the invention are preferably produced by coextrusion.
  • the films according to the invention are outstanding for the production of decorative and / or protective coatings for means of transport, including aircraft, ships, rail vehicles, muscle-powered vehicles and motor vehicles, and parts thereof, indoor and outdoor structures and parts thereof, doors, windows and furniture as well as in the industrial painting of hollow glass bodies, coils, containers, packaging, small industrial parts such as nuts, screws or hubcaps, optical components, electrical components, such as winding goods, including coils and stators and rotors for electric motors, mechanical components and components for white goods , including household appliances, boilers and radiators.
  • the films according to the invention are used to coat three-dimensional components, in particular add-on parts, for producing automobile bodies.
  • paints suitable for automobile bodies are preferably used for the production of the covering color and / or effect layer (B) and, if appropriate, the clear, transparent, possibly non-covering pigmented coating (C), which, however, must have the flexibility required for the purposes of the invention ,
  • planar film according to the invention is applied to a suitable planar substrate, after which the resulting composite is formed, for example, by deep drawing;
  • the film according to the invention can be applied to a three-dimensionally shaped substrate after its corresponding shaping; the three-dimensionally shaped substrate is connected to the undeformed, ie planar, film according to the invention, the film being shaped accordingly on the substrate; or
  • planar film according to the invention is shaped in a suitable manner, for example by back injection, back foaming or back pressing with thermoplastics;
  • the components according to the invention are distinguished by a very high resistance to stone chips and corrosion. Further advantages of the components according to the invention consist in the fact that they can be manufactured in systems with a small space requirement, that in the manufacture of the coated bodies according to the invention only very small amounts of organic solvents are emitted, if at all, by the use of the films according to the invention, and that quality monitoring already in the manufacture of the invention Can use foils. In contrast, with conventional painting of substrates, the quality of the coating can only be assessed after the application of the paint layers to the substrate, so that in the event of quality defects, the painted substrate as a whole must be discarded.
  • an isotropic flop behavior and an isotropic color locus both of which are independent of the viewing angle, can be set without any problems, so that no logistical problems and no large amounts of waste occur when the films according to the invention are processed into coatings for three-dimensional substrates.
  • thermoplastic polymer consisting of an ASA (acrylonitrile / styrene / acrylic ester polymer) / PC (polycarbonate) blend of the type LURAN S KR2861 C was dyed gray and black on an extruder with commercially available pigments (white and black pigment) for plastics processing and granulated.
  • the black and gray granules were extruded via extruders and slot dies to form 800 ⁇ m thick black and gray carrier films (A).
  • Table 1 Colorimetric data of the carrier films (A) on the substrate (U)
  • the brightness distance ⁇ L * between the effect layer (B) on (F) and (U) on the one hand and the black carrier film (A) on (U) was 15.9 at 104.9; the brightness distance ⁇ L * between the effect layer (B) on (F) and (U) on the one hand and the gray carrier film (A) on (U) on the other was only 59.6 at 15 °.
  • the gray carrier film (A) thus had a color which was more similar to the color of the effect layer (B) than the color of the black carrier film (A).
  • the black carrier film (A) was not suitable for use in conjunction with the effect layer (B); the visually perceived difference in the color tones of the effect layers (B) was too high.
  • the gray backing film (A) was ideally suited for this. It was therefore a film consisting of the gray carrier film (A) and the effect layer (B) a dry layer thickness of 25-30 microns according to the above specification; the silver water-based paint was applied with a wet film thickness of 165 ⁇ m. The silver color was retained even when the film was stretched by more than 100%. The film was therefore suitable for the production of coatings for add-on parts for luxury car bodies.
  • a film consisting of the black carrier film (A) and the effect layer (B) with a dry layer thickness of 25-30 ⁇ m was produced in accordance with the above-mentioned specification; the silver water-based paint was applied with a wet film thickness of 165 ⁇ m.
  • the film was stretched by 100%, the color changed to a dirty gray, so that the film was not considered as a coating for three-dimensional substrates.

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Abstract

Deckende, Farb- und/oder Effekt gebende Folie, wobei: A) die Folie eine pigmentierte Trägerfolie (A) aus Kunststoff mit einer Dicke von größer 500 µm umfasst und B) auf die Trägerfolie mindestens eine pigmentierte, deckende Farb- und/oder Effektschicht aufgebracht ist und wobei die Farbe der Trägerfolie (A) und die Farbe der Farb- und/oder Effektschicht (B) einander angepasst sind; Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.

Description

Färb- und/oder Effekt gebende, deckende Folien zur Beschichtung von dreidimensionalen Substraten, deren Herstellung und deren Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft Färb- und/oder Effekt gebende, deckende Folien, ein Verfahren zur Herstellung dieser Folien und die Verwendung der Folien zur Beschichtung von dreidimensionalen Substraten, insbesondere im Automobilbau.
Färb- und/oder Effekt gebende Lackierungen von Kraftfahrzeugkarosserien, insbesondere PKW-Karosserien, bestehen heute vorzugsweise aus mehreren Lackschichten, die übereinander appliziert werden und unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Beispielsweise werden nacheinander eine elektrisch abgeschiedene Elektrotauchlackierung (ETL) als Grundierung, eine Füllerlackierung oder Steinschlagschutzgrundierung, eine Basislackierung und eine Klarlackierung auf ein Substrat aufgebracht.
Hierbei dient die ETL insbesondere dem Korrosionsschutz des Blechs. Sie wird von der Fachwelt häufig auch als Grundierung bezeichnet.
Die Füllerlackierung dient der Abdeckung von Unebenheiten des Untergrundes und gewährt aufgrund ihrer Elastizität die Steinschlagbeständigkeit. Gegebenenfall kann die Füllerlackierung noch zur Verstärkung des Deckvermögens und zur Vertiefung des Farbtons der Lackierung dienen.
Die Basislackierung steuert die Färben und/oder die winkelabhängigen optischen Effekte bei. Dabei können sowohl die Helligkeit (Menge) als auch die Farbe (durch wellenlängenspezifische Absorption oder durch Interferenz) des reflektierten Lichts in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels variieren, was auch als Helligkeits- und/oder Farbflop bezeichnet wird.
Die Klarlackierung dient der Verstärkung der optischen Effekte und dem Schutz der Lackierung vor mechanischer und chemischer Schädigung. Basislackierung und Klarlackierung werden häufig auch zusammenfassend als Decklackierung bezeichnet. Ergänzend wird noch auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seiten 49 und 51 , „Automobillacke" verwiesen.
Nachteilig ist, dass die Applikation dieser Färb- und/oder Effekt gebenden Lackierungen häufig in vier getrennten Schritten erfolgen muss, zwischen denen jeweils abgelüftet sowie ggf. auch eingebrannt werden muss, was zu einem hohen Zeit- und Arbeitsaufwand sowie zu erhöhten Energie- und Anlagekosten führt. Nachteilig ist weiterhin die Umweltbelastung bei Verwendung lösemittelhaltiger Lacke.
Außerdem hat sich in der Praxis herausgestellt, dass insbesondere die Applikationsbedingungen für die Basislacke das Färb- und das Effektverhalten der Basislackierungen stark beeinflussen kann. Gleiches gilt für unterschiedliche Trocknungsbedingungen für die applizierten Basislackschichten, die wegen der Verwendung unterschiedlicher Substrate, wie Kunststoffe und Metalle, eingestellt werden müssen. Diese Faktoren machen in der Praxis aufwendige Maßnahmen zum Farbtonangleich von Bauteilen notwendig, die in einer Karosserie unmittelbar aneinander stoßen (color matching).
Um diese Probleme von vornherein zu vermeiden, werden neuerdings Färb- und/oder Effekt gebende mehrschichtige Folien zur Beschichtung von Kraftfahrzeugkarosserien, insbesondere Kraftfahrzeugkarosserieaußenteilen, vorgeschlagen. Diese bekannten Färb- und/oder Effekt gebenden mehrschichtigen Folien können unter gleich bleibenden Bedingungen hergestellt werden und auf beliebige Substrate appliziert werden, wodurch ein substrat- und verfahrensunabhängiger Farbton und/oder optischer Effekt resultiert. Die Folien können auf planare Substrate appliziert werden. Die beschichteten planaren Substrate können beispielsweise durch Tiefziehen verformt werden, wodurch dreidimensionale Bauteile resultieren. Solche Bauteile können auch durch Laminieren der Folien auf dreidimensional geformte Substrate hergestellt werden oder durch Hinterspritzen, Hinterschäumen oder Hinterpressen mit thermoplastischen Kunststoffen.
Die internationale Patentanmeldung WO 96/35520 offenbart Folien zur Beschichtung von Formteilrohlingen, wobei die Folien aus einer pigmentierten Trägerfolie aus Kunststoff mit einer Dicke von 10 bis 500 μm aufgebaut sind. Auf die Trägerfolie wird eine Effektschicht aufgebracht und die Effektschicht ggf. mit einer transparenten Kunststofffolie oder transparenten Lackschicht beschichtet. Die Effektschicht kann entfallen, wenn die transparente Kunststofffolie oder transparente Lackschicht mit Effektpigmenten versehen ist. Wie sich insbesondere aus Beispiel 3 ergibt, sind die Färb- und/oder Effektschichten dieser Folien jedoch nicht deckend und die Trägerfolien vergleichsweise dünn, so dass bei hohen Verstreckungsgraden die Gefahr einer Veränderung im Farbton und/oder im optischen Effekt besteht.
Die beschriebenen Folien können daher insbesondere bei kritischen Farbtönen, z. B. bei gering deckenden hellen Farben und/oder beim Einsatz beliebiger Hinterspritzmaterialien an sich oder in Kombination mit hohem Verstreckungsgrad der Folien mehr oder weniger stark ausgeprägte Veränderungen im Farbton, der Helligkeit und/oder dem optischen Effekt gegenüber der Farbvorlage aufweisen. Ferner können innerhalb eines stark verformten Bauteils zwischen den daher unterschiedlich stark verstreckten Bereichen der Folien ebenfalls Veränderungen im Farbton, der Helligkeit und ggf. im optischen Effekt auftreten.
In der Industrie werden zudem aus ökologischen und ökonomischen Gründen in zunehmendem Maße Granulate mit hohem Anteil wieder verwendeter Bauteile unterschiedlicher Farbe eingesetzt, so dass unterschiedlich stark getönte Massen erhalten werden.
Bei der Abweichung von der Farbvorlage ergibt sich jedoch ein erhöhter Aufwand zur Einstellung der Basislackfarbe. Ferner ist innerhalb von stark ungleichmäßig verformten Bauteilen durch die starke Dehnung der Folien ein nicht mehr harmonischer Gesamtfarbeindruck des Bauteils zu erreichen, da in den stark gedehnten Bereichen z. B. die Foliendicke abnimmt und sich somit ihr Einfluss auf den Gesamtfarbeindruck ändert.
Ein "color matching" ist daher mit den bekannten Folien insbesondere bei stark verformten Bauteilen schwierig.
Gewünscht werden daher Folien, die einen größeren Freiraum zur Pigmentierung und/oder Applikation der Basislacke ermöglichen, d. h. unabhängig vom eingesetzten Hinterspritzmaterial und der realisierbaren Dehnung des Materials innerhalb eines Bauteils sind und daher ein "color matching" ermöglichen. Die aus den neuen, Färb- und/oder Effekt gebenden Folien hergestellten neuen Beschichtungen sollten auch in den verstreckten Bereichen nach wie vor ein ausreichend hohes Deckvermögen haben und keine oder nur sehr geringe Veränderungen im Farbton und/oder Effekt erleiden insbesondere bei kritischen Farbtönen. Der vorliegenden Erfindung lag zusätzlich die Aufgabe zugrunde, Folien zur Beschichtung von dreidimensionalen Substraten, wie Formteilrohlinge oder Fahrzeugkarosserien bereitzustellen, die nach Fertigstellung der Substrate verbesserte Eigenschaften aufweisen und bei deren Herstellung nur geringe Mengen an Lösemitteln emittiert werden und eine einfache Qualitätsüberwachung möglich ist. Gegebenenfalls sollen die Folien möglichst wenig Schichten aufweisen und dennoch für die Herstellung von Automobilkarosserien sowie zur Herstellung von Anbauteilen für Fahrzeugkarosserien eingesetzt werden können.
Insgesamt sollten die neuen Beschichtungen, was Glanz, Abbildungsunterscheidbarkeit, Einheitlichkeit des Deckvermögens, gleichmäßige Schichtdicke, Beständigkeit gegenüber Treibstoff, Lösemittel und Säuren, Härte, Abriebfestigkeit, Kratzfestigkeit, Schlagzähigkeit, Haftfestigkeit, Witterungsbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Wasser und Feuchtigkeit betrifft, die sogenannte »Automobilqualität« aufweisen (vgl. das Europäische Patent EP 0352 298 B1 , Seite 15, Zeile 42 bis Seite 17, Zeile 40).
Demgemäß wurden die neue, deckende, Färb- und/oder Effekt gebende Folie gefunden, wobei
(A) die Folie eine pigmentierte Trägerfolie (A) aus Kunststoff mit einer Dicke von größer 500 μm umfasst und
(B) auf die Trägerfolie mindestens eine pigmentierte, deckende Farb- und/oder Effektschicht aufgebracht ist und
wobei die Farbe der Trägerfolie (A) und die Farbe der Färb- und/oder Effektschicht (B) einander angepasst sind. Im Folgenden werden die neuen Färb- und/oder Effekt gebenden, deckenden Folien als »erfindungsgemäßen Folien« bezeichnet.
Die erfindungsgemäß eingesetzten pigmentierten Trägerfolien (A) sind insgesamt erheblich dicker als die herkömmlichen Färb- und/oder Effekt gebenden Mehrschichtlackierungen oder Folien, um bei den bei der Beschichtung dreidimensionaler Gegenstände auftretenden Verstreckungen, die mehr als 200 % betragen können, ein ausreichend hohes Deckvermögen zu bewahren und eine möglichst geringe Veränderung im Farbton und optischen Effekt zu erleiden.
Ein "color matching" insbesondere auch bei kritischen Farbtönen und hohem Verstreckungsgrad wird somit möglich.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Folien ist neben der Dicke der Trägerfolien (A) vor allem, dass die Trägerfolien (A) pigmentiert sind. Hierbei ist zu betonen, dass unter »pigmentiert« im Sinne der Erfindung mit farbgebenden bunten (Farben im eigentlichen Sinn) oder unbunten (Weiß, Grau, Schwarz, Graustufen) Pigmenten gefärbt zu verstehen ist. Mit der Anpassung der Farbe der Trägerfolie (A) und der deckenden Farbe der Färb- und/oder Effektschicht (B) aneinander wird erreicht, dass die erfindungsgemäßen Folien durch stark verstreckte Bereiche hervorgerufene Farbveränderungen ausgleichen, d. h. es tritt kein "Durchscheinen" auf, sondern die Farbe der pigmentierten Trägerfolie (A) unterstützt die Farbe der Färb- und/oder Effektschicht (B).
Somit wird ein größerer Freiraum zu Pigmentierung und/oder Applikation der Basislacke ermöglicht, d. h. die Pigmentierung wird weitgehend oder völlig unabhängig vom eingesetzten Substrat und von der realisierbaren Dehnung des Folienmaterials auf einem stark verformten Bauteil (dreidimensionales Substrat). Somit können insbesondere je nach Anwendungsfall auch geringere Mengen Pigment eingesetzt und/oder geringere Schichtdicken der Farb- und/oder Effektschicht (B) realisiert werden.
Erfindungsgemäß sind die Farbe der Trägerfolie (A) und die Farbe der Färb- und/oder Effektschicht (B) einander angepasst, d. h. sie sind einander ähnlich oder identisch.
Ähnlich sind Farben zweier Beschichtungen, wenn ihre farbmetrischen Daten an einander angeglichen sind. Unter farbmetrischen Daten versteht man die Helligkeit, den Farbton, den Buntton usw. einer Farbe, d. h. den durch das Auge vermittelte Sinneseindruck (vgl. "Farbe" in Römpp Lexikon Chemie - CD Version 2, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1999).
Zur vollständigen Darstellung, sowohl der Farbart wie auch der Helligkeit, kann eine Farbempfindung als Vektor eines dreidimensionalen Raumes, des Farbraumes, dargestellt werden. Die CIE hat einen Farbraum als angenähert empfindungsgemäß gleichabständigen Farbraum empfohlen [DIN 5033 Tl. 3 (07/1992)]. Er wird als L*a*b*-Farbenraum (s. Fig. 1 und 2) bezeichnet und kurz CIELAB genannt.
Farben lassen sich daher anhand der Fig. 1 einteilen. Sie zeigt das Farbenraumdiagramm gemäß CIELAB. Eine bestimmte Farbe wird darin durch ihre Koordinaten L*, a* und b* bestimmt. In diesem System liegt der Wert L* einer Farbe, der ihrer Helligkeit entspricht, im Bereich von 0 (Schwarz) bis 100) auf weiß). Der Farbton einer Farbe wird durch die Werte von a* und b* gekennzeichnet, wobei a* bei positivem Wert dem Rotanteil bzw. bei negativem Wert dem Grünanteil und b* bei positivem Wert dem Gelbanteilen bzw. bei negativem Wert dem Blauanteil entspricht. Kennzeichnet man eine Farbvalenz durch die Zylinderkoordinaten L*, C* und h, so ist C* ein Maß für die Buntheit, während der Drehwinkel h ein Maß für den Buntton ist.
In Fig. 1 wird die Helligkeit einer Farbe auf der vertikalen Achse gemessen, wohingegen a* und b* als Punkte in einem rechtwinkligen Koordinatensystem in der zur L*Achse horizontalen Ebene gemessen werden.
Als Rot ist jede durchgelassene oder reflektierte Farbe einer Wellenlänge von etwa 610 bis etwa 700 nm; als orange ist jede durchgelassene oder reflektierte Farbe einer Wellenlänge von etwa 590 bis etwa 610 nm; als gelb ist jede durchgelassene oder reflektierte Farbe einer Wellenlänge von etwa 570 bis etwa 590 nm; als grün ist jede durchgelassene oder reflektierte Farbe einer Wellenlänge von etwa 500 bis etwa 570 nm; als blau ist jede durchgelassene oder reflektierte Farbe einer Wellenlänge von etwa 460 bis etwa 500 nm und als violett oder lila ist jede durchgelassene oder reflektierte Farbe einer Wellenlänge von etwa 400 bis etwa 460 nm zu verstehen (vgl. auch das CIELAB-Farbrad Fig. 2).
Im CIELAB-Farbraum entspricht die räumliche Entfernung zwischen den Koordinaten einer Bezugs- und einen Probenfarbe weitgehend dem visuell wahrgenommenen Farbunterschied. Im CIELAB-Farbraum ist der Gesamt- Farbabstand definiert als räumlicher Abstand zwischen den Farbraum einer Bezugsfarbe B (Sollfarbe) und einer Probenfarbe P (Istfarbe). Nach Pythagoras was gilt damit für den Farbabstand ΔE*:
ΔE* = Λ/.(Δ *)2 + (Δα *)2 + (Δb *)2
mit den Einzelabständen ΔL* = L P - L B Helligkeitsabstand Δa* = a*p - a* B Rot-Grün-Abstand Δb* = b* P - b* B Gelb-Blau-Abstand
Der Farbabstand ΔE* ist grundsätzlich positiv, wobei die Einzelfarbabstände jedoch negativ oder positiv sein können. Die Farbwerte L*a*b* von Bezug und Probe hängen ab von Lichtart und Beobachterwinkel, dasselbe gilt damit auch für den Farbabstand.
Die dem Fachmann bekannte ΔE*g -Formel wurde für folgende Standardbeobachtungsbedingungen spezifiziert: Lichtart D 65, Beleuchtungsstärke 1000 Ix, Umfeld mittleres grau (L*= 50), Probengröße > 4° Gesichtsfeldwinkel, Probenanordnung Kante an Kante und einem ΔE- Bereich von < 5. Die ΔE*g -Farbabstandsformel korreliert gut mit der visuellen Wahrnehmung.
Wenn in der vorliegenden Anmeldung von CIELAB-System die Rede ist, soll Bezug genommen werden auf die 94'er Formel.
»Angepasst« im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Pigmentierung der Trägerfolie (A) so ausgewählt ist, dass der Farbabstand ΔE* zwischen
dem Farbort einer gegebenen pigmentierten deckenden Farb- und/oder Effektschicht (B) auf einer unpigmentierten Folie (F) derselben Dicke und aus demselben Material wie die Trägerfolie (A) und einem Untergrund (U) und
dem Farbort der gegebenen pigmentierten deckenden Farb- und/oder Effektschicht (B) auf einer pigmentierten Trägerfolie (A) derselben Dicke und aus demselben Material wie die Folie (F) und demselben Untergrund (U) < 2, vorzugsweise < 1 ,5 und insbesondere < 1 ist.
Die Auswahl der Pigmentierung für bunte Trägerfolie (A) kann beispielsweise so durchgeführt werden, dass man in einem ersten Schritt bunt pigmentierte Folien (A) auswählt, deren visuellen Farbeindrücke dem visuellen Farbeindruck der gegebenen deckenden pigmentierten Farb- und/oder Effektschicht (B) ähnlich sind. »Ähnlich« sind die Farbeindrücke beispielsweise dann, wenn die Farben von (A) und (B) bei gleicher Helligkeit in denselben Quadranten des CIELAB-Farbrades (vgl. Fig. 2) fallen oder - im Grenzfall - identisch sind.
Die Auswahl der Pigmentierung für unbunte Trägerfolie (A) kann beispielsweise so durchgeführt werden, dass man in einem ersten Schritt unbunt pigmentierte Folien (A) auswählt, deren visuellen Farbeindrücke dem visuellen Farbeindruck der gegebenen deckenden pigmentierten unbunten Färb- und/oder Effektschicht (B) ähnlich sind. »Ähnlich« sind die Farbeindrücke beispielsweise dann, wenn die unbunten Farben von (A) und (B) bei einem möglichst geringen oder einem nicht vorhandenen Farbabstand Δa* und Δb* keinen allzu großen Helligkeitsabstand ΔL* aufweisen (vgl. Fig. 1). In den allermeisten Fällen gelingt eine rasche Auswahl der pigmentierten Trägerfolie (A), wenn der Helligkeitsabstand ΔL*< 80, bevorzugt < 70 und insbesondere < 60 ist.
In einem zweiten Schritt wird dann geprüft, ob die im ersten Schritt ausgewählten pigmentierten Trägerfolien (A) die oben genannte Bedingung erfüllen oder nicht. Diejenigen pigmentierten Trägerfolien (A), die diese Bedingung nicht erfüllen, werden verworfen.
So wird beispielsweise bei der Farbe "Silber" der deckenden pigmentierten Färb- und/oder Effektschicht (B) eine hellgrau eingefärbte Trägerfolie (A) eingesetzt. Entsprechend wird bei "Beige" eine beige eingefärbte Trägerfolie (A) und bei "Schwarz" eine schwarz eingefärbte Trägerfolie (A) verwendet.
Der Färb- und/oder Effektschicht (B) kann eine klare, transparente, ggf. nicht deckend pigmentierte Beschichtung (C) folgen.
Die klare, transparente Beschichtung (C) kann als Folie oder Lackschicht vorliegen. Sie kann ggf. nicht deckend mit den (unten) beschriebenen Färb- und/oder Effektpigmenten pigmentiert sein, ist dann aber von ihrem Farbeindruck her auch dem der pigmentierten Trägerfolie (A) und der Färb- und/oder Effektschicht (B) ähnlich (vgl. oben).
Mit den erfindungsgemäßen Folien werden hervorragende Ergebnisse bei der Beschichtung auch von besonders stark verformten Bauteilen erreicht und es wird ein "color matching" unabhängig von der Geometrie des zu beschichtenden Bauteils möglich sowie unabhängig von der Farbe bzw. Helligkeit des Untergrundes (U) oder des Substrats.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Folien stellt die Effektschicht (B) dar. Hierbei ist zu betonen, dass „Effekt" im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht gleichbedeutend mit „Farbe" im herkömmlichen Sinne ist. D. h. es werden keine farbgebenden Pigmente eingesetzt, sondern Metall-Flakes oder transparente Blättchen, wie Glimmerpigmente oder Interferenzpigmente mit hoher Lichtbrechzahl, die einen besonderen Perlglanzeffekt und/oder Farbflop bewirken.
Überraschender Weise wird durch Einsatz von Farbe gebenden Pigmenten in der pigmentierten Trägerfolie (A) und Effekt gebenden
Flakes oder „Blättchen" in der Effektschicht (B) eine erfindungsgemäße Folie mit stark verbesserten Eigenschaften zur Verfügung gestellt. Zusätzlich wird durch diese Kombination eine besonders hohe Variation von optischen Effekten und Farben ermöglicht, wobei nur vergleichsweise geringe Mengen an teuren Effektpigmenten in der Effektschicht (B) eingesetzt werden müssen.
Außerdem reichen im Grunde bereits zwei Schichten, d.h. eine Schicht (A) und eine Schicht (B), ohne zusätzliche Schicht aus, um die Automobilqualität der erfindungsgemäßen Folie sicherzustellen.
Die pigmentierte Trägerfolie (A) kann aus mindestens einem Kunststoff, insbesondere einem Polyolefin, einem Polyamid, einem Polyurethan, einem Polyester, einem Polyacrylat oder einem Polycarbonat, sowie mindestens einem Pigment hergestellt werden. Vorzugsweise ist (A) 500 bis 1.500, insbesondere 500 bis 1.300 μm dick.
Entsprechende thermoplastische Kunststoffe sind für die abziehbaren Folien (D) (vgl. unten), die klaren, transparenten Folien (C) und die nicht pigmentierten Folien (F) einsetzbar.
Auf die Oberfläche der pigmentierten Trägerfolie (A) wird eine deckende Färb- und/oder Effektschicht (B) aufgebracht. Für deren Herstellung kommen dieselben thermoplastischen Kunststoffe wie für die Trägerfolie (A) sowie geeignete Pigmente in Betracht.
Für die Herstellung der Färb- und/oder Effektschicht (B) kann aber auch jeder für die konventionelle Lackierung von Automobilkarosserien geeignete, insbesondere wässrige, Decklack bzw. Basislack verwendet werden, sofern die hieraus hergestellte Lackierung die für die Erfindungszwecke erforderliche Flexibilität und Pigmentierung hat. Der Basislack oder Decklack, insbesondere der Wasserbasislack, enthält im Wesentlichen ein polymeres Bindemittel, ggf. ein Vernetzungsmittel und Lackhilfsmittel. Der eingesetzte Decklack bzw. Basislack kann als Bindemittel beispielsweise ein Polyesterharz, ein Polyurethanharz, ein Epoxidharz oder ein Polyacrylatharz oder eine Mischung aus solchen Bindemitteln enthalten. Als Vernetzungsmittel kann der Decklack bzw. Basislack ein Aminoplastharz, ein Polyisocyanatharz, ein Carboxylgruppen enthaltendes Vernetzungsmittel oder eine Mischung aus solchen Vernetzungsmitteln enthalten.
Als Lackhilfsmittel kommen z. B. in Betracht: Antischaum-, Antiabsetz-, Verlaufs- und Rheologiehilfsmittel wie z. B. Viscalex HV30 der Firma Allied Colloid Ltd. oder ein Schichtsilikat (Laponite RD der Firma Laporte).
Die klaren, transparenten, ggf. pigmentierten Beschichtungen (C) können gegossene oder extrudierte Folien sein, sofern sie die für die Anwendung erforderliche Dehnbarkeit und Festigkeit aufweisen. Sie können aber auch aus Klarlacken hergestellt werden. Als Klarlacke zur Herstellung der klaren, transparenten Beschichtungen (C) kommen alle üblichen und bekannten Einkomponenten(IK)-, Zweikomponenten(2K)- oder Mehrkomponenten(3K, 4K)-Klarlacke, Pulverklarlacke, Pulverslurry-
Klarlacke oder UV-härtbaren Klarlacke in Betracht, sofern hieraus hergestellten Beschichtungen (C) hinsichtlich der Dehnbarkeit und
Festigkeit der spezifischen Anwendung genügen. Die Festigkeit ist von besonderer Bedeutung für die Handhabung der erfindungsgemäßen Folien, wohingegen die Dehnbarkeit wiederum für die Verformungsschritte wichtig ist. Die klare, transparente Beschichtung (C) ist vorzugsweise beständig gegenüber UV-Licht.
Vorzugsweise werden die Pigmente, insbesondere die Färb- und/oder Effekt gebenden Pigmente aus der Gruppe, bestehend aus organischen und anorganischen, farbigen, optisch Effekt gebenden, elektrisch leitfähigen, magnetisch abschirmenden oder fluoreszierenden Pigmenten, Metallpulvern, organischen und anorganischen, transparenten oder deckenden Füllstoffen oder Nanopartikeln, ausgewählt.
Beispiele geeigneter Effektpigmente sind Metallplättchenpigmente, wie handelsübliche Aluminiumbronzen, gemäß DE 36 36 183 A 1 chromatierte Aluminiumbronzen, und handelsübliche Edelstahlbronzen, sowie nichtmetallische Effektpigmente, wie zum Beispiel Perlglanz- bzw. Interferenzpigmente, plättchenförmige Effektpigmente auf der Basis von Eisenoxid, das einen Farbton von Rosa bis Braunrot aufweist oder flüssigkristalline Effektpigmente. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 176, »Effektpigmente« und Seiten 380 und 381 »Metalloxid-Glimmer- Pigmente« bis »Metallpigmente«, und die Patentanmeldungen und Patente DE 36 36 156 A 1 , DE 37 18 446 A 1 , DE 37 19 804 A 1 , DE 39 30 601 A 1 , EP 0 068 311 A 1, EP 0 264 843 A 1, EP 0 265 820 A 1 , EP 0 283 852 A 1 , EP 0 293 746 A 1, EP 0 417 567 A 1 , US 4,828,826 A oder US 5,244,649 A verwiesen.
Beispiele für geeignete anorganische farbgebende Pigmente sind Weißpigmente wie Titandioxid, Zinkweiß, Zinksulfid oder Lithopone; Schwarzpigmente wie Ruß, Eisen-Mangan-Schwarz oder Spinellschwarz; Buntpigmente wie Chromoxid, Chromoxidhydratgrün, Kobaltgrün oder Ultramaringrün, Kobaltblau, Ultramarinblau oder Manganblau, Ultramarinviolett oder Kobalt- und Manganviolett, Eisenoxidrot, Cadmiumsulfoselenid, Molybdatrot oder Ultramarinrot; Eisenoxidbraun, Mischbraun, Spinell- und Korundphasen oder Chromorange; oder Eisenoxidgelb, Nickeltitangelb, Chromtitangelb, Cadmiumsulfid, Cadmiumzinksulfid, Chromgelb oder Bismutvanadat. Beispiele für geeignete organische farbgebende Pigmente sind Monoazopigmente, Bisazopigmente, Anthrachinonpigmente,
Benzimidazolpigmente, Chinacridonpigmente, Chinophthalonpigmente, Diketopyrrolopyrrolpigmente, Dioxazinpigmente, Indanthronpigmente, Isoindolinpigmente, Isoindolinonpigmente, Azomethinpigmente,
Thioindigopigmente, Metallkomplexpigmente, Perinonpigmente,
Perylenpigmente, Phthalocyaninpigmente oder Anilinschwarz.
Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 180 und 181, »Eisenblau-Pigmente« bis »Eisenoxidschwarz«, Seiten 451 bis 453 »Pigmente« bis »Pigmentvolumenkonzentration«, Seite 563 »Thioindigo-Pigmente«, Seite 567 »Titandioxid-Pigmente«, Seiten 400 und 467, »Natürlich vorkommende Pigmente«, Seite 459 »Polycyclische Pigmente«, Seite 52, »Azomethin-Pigmente«, »Azopigmente«, und Seite 379, »Metallkomplex- Pigmente«, verwiesen.
Beispiele für fluoreszierende Pigmente (Tagesleuchtpigmente) sind Bis(azomethin)-Pigmente.
Beispiele für geeignete elektrisch leitfähige Pigmente sind Titandioxid/Zinnoxid-Pigmente.
Beispiele für magnetisch abschirmende Pigmente sind Pigmente auf der Basis von Eisenoxiden oder Chromdioxid.
Beispiele für geeignete Metallpulver sind Pulver aus Metallen und Metalllegierungen Aluminium, Zink, Kupfer, Bronze oder Messing.
Beispiele geeigneter organischer und anorganischer Füllstoffe sind Kreide, Calciumsulfate, Bariumsulfat, Silikate wie Talkum, Glimmer oder Kaolin, Kieselsäuren, Oxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder organische Füllstoffe wie Kunststoffpulver, insbesondere aus Poylamid, Polyvinylidendifluorid (PVDF) oder Polyacrlynitril. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 250 ff., »Füllstoffe«, verwiesen.
Vorzugsweise werden Glimmer, Talkum oder Nanopartikel angewandt, wenn die Kratzfestigkeit der Färb- und/oder Effekt gebenden Schichten (B) verbessert werden soll.
Außerdem ist es von Vorteil, Gemische von plättchenförmigen anorganischen Füllstoffen wie Talk oder Glimmer und nichtplättchenförmigen anorganischen Füllstoffen wie Kreide, Dolomit Calciumsulfate, oder Bariumsulfat zu verwenden, weil hierdurch die Viskosität und das Fließverhalten der Basislacke oder Decklacke sehr gut eingestellt werden können.
Beispiele geeigneter transparenter Füllstoffe sind solche auf der Basis von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid.
Geeignete Nanopartikel werden ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus hydrophilen und hydrophoben, insbesondere hydrophilen, Nanopartikeln auf der Basis von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid und der Polysäuren und Heteropolysäuren von Übergangsmetallen, vorzugsweise von Molybdän und Wolfram, mit einer Primärartikelgröße < 50 nm, bevorzugt 5 bis 50 nm, insbesondere 10 bis 30 nm. Vorzugsweise haben die Nanopartikel keinen Mattierungseffekt. Besonders bevorzugt werden Nanopartikel auf der Basis von Siliziumdioxid verwendet. Ganz besonders bevorzugt werden hydrophile pyrogene Siliziumdioxide verwendet, deren Agglomerate und Aggregate eine kettenförmige Struktur haben und die durch die Flammenhydrolyse von Siliziumtetrachlorid in einer Knallgasflamme herstellbar sind. Diese werden beispielweise von der Firma Degussa unter der Marke Aerosil ® vertrieben. Ganz besonders bevorzugt werden auch gefällte Wassergläser, wie Nanohektorite, die beispielsweise von der Firma Südchemie unter der Marke Optigel ® oder von der Firma Laporte unter der Marke Laponite ® vertrieben werden, verwendet.
In speziellen Fällen können die erfindungsgemäßen Folien mindestens zwei, insbesondere zwei, von Färb- und/oder Effektschichten (B) übereinander liegend enthalten, wobei die obere(n) Schicht(en) die darunter liegende(n) Schicht(en) partiell bedeckt oder bedecken. Vorzugsweise ist die partielle Bedeckung bildmäßig ausgestaltet. In dieser Weise können nicht nur unterschiedliche Farben, sondern auch unterschiedliche physikalische und optische Effekte beispielsweise zu Informationszwecken oder Signalzwecken miteinander kombiniert werden.
Über die deckende Färb- und/oder Effektschicht (B) oder die klare, transparente Beschichtung (C) kann zusätzlich eine abziehbare Kunststofffolie (Releasefolie) (D) geschichtet sein, die beispielsweise eine Schutzfunktion übernimmt.
Zwischen Trägerfolie (A) und Färb- und/oder Effektschicht (B) oder (A) und/oder (B) und/oder klarer, transparenter Beschichtung (C) kann eine Haftvermittlerschicht (HS), beispielsweise aus einem Klebstoff, angeordnet sein, um die Zwischenschichthaftung zu verbessern. Es ist auch möglich auf der nicht beschichteten Seite der Trägerfolie (A) eine Haftvermittlerschicht (HS) für die Haftung auf dem Substrat aufzubringen. Der Untergrund (U) kann aus einem beliebigen Material, beispielsweise aus dem Material, aus dem das zu beschichtende Substrat oder der Formteilrohling oder die Messtischoberfläche Messtischoberfläche besteht, bestehen.
Insgesamt weisen die erfindungsgemäßen Folien, was Glanz, Abbildungs- unterscheidbarkeit, Einheitlichkeit des Deckvermögens, gleichmäßige Schichtdicke, Beständigkeit gegenüber Treibstoff, Lösemittel und Säuren, Härte, Abriebfestigkeit, Kratzfestigkeit, Schlagzähigkeit, Haftfestigkeit, Witterungsbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Wasser und Feuchtigkeit betrifft, die sogenannte »Automobilqualität« auf.
Die erfindungsgemäßen Folien lassen sich sehr gut zusammenrollen. Sie können daher in Form von Rollen angeboten und geliefert werden, ohne dass sie dabei, beispielsweise durch Delamination, beschädigt werden.
Die erfindungsgemäßen Folien können in der unterschiedlichsten Art und Weise hergestellt werden; vorzugsweise werden sie mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren zur Herstellung einer deckenden, Färb- und/oder Effekt gebenden Folie zur Beschichtung von dreidimensionalen Substraten, bei dem die Oberfläche einer pigmentierten Trägerfolie (A) aus Kunststoff mit einer Dicke von größer 500 μm mit mindestens einer, insbesondere einer, pigmentierten, deckenden Färb- und/oder Effektschicht (B) beschichtet wird, wobei die Farbe der Trägerfolie (A) und die Farbe der Färb- und/oder Effektschicht (B) aneinander angepasst werden, indem man (1) Trägerfolien (A) auswählt, die einen Farbton haben, der dem Farbton einer gegebenen pigmentierten, deckenden Färb- und/oder Effektschicht (B) ähnlich ist, und
(2) anschließend den Farbabstand ΔE* zwischen
(2.1) dem Farbort der gegebenen pigmentierten deckenden Farb- und/oder Effektschicht (B) auf einer unpigmentierten Folie (F) derselben Dicke und aus demselben Material wie die Trägerfolie (A) und einem Untergrund (U) und
(2.2) dem Farbort der gegebenen pigmentierten deckenden Farb- und/oder Effektschicht (B) auf einer pigmentierten Trägerfolie (A) derselben Dicke und aus demselben Material wie die Folie (F) und demselben Untergrund (U)
bestimmt und mindestens eine, insbesondere eine, Trägerfolie (A), die einen Farbabstand ΔE* < 2, vorzugsweise < 1 ,5 und insbesondere < 1 bewirkt, zur Herstellung der deckenden, Farb- und/oder Effekt gebenden Folie auswählt.
Die Auswahl der Pigmentierung für bunte Trägerfolie (A) wird vorzugsweise so durchgeführt, dass man im ersten Schritt bunt pigmentierte Folien (A) auswählt, deren visuellen Farbeindrücke dem visuellen Farbeindruck der gegebenen deckenden pigmentierten Farb- und/oder Effektschicht (B) ähnlich sind. »Ähnlich« sind die Farbeindrücke dann, wenn die Farben von (A) und (B) bei gleicher Helligkeit in denselben Quadranten des CIELAB-Farbrades (vgl. Fig. 2) fallen oder - im Grenzfall - identisch sind. Die Auswahl der Pigmentierung für unbunte Trägerfolie (A) wird vorzugsweise so durchgeführt werden, dass man in einem ersten Schritt unbunt pigmentierte Folien (A) auswählt, deren visuellen Farbeindrücke dem visuellen Farbeindruck der gegebenen deckenden pigmentierten unbunten Färb- und/oder Effektschicht (B) ähnlich sind. »Ähnlich« sind die Farbeindrücke beispielsweise dann, wenn die unbunten Farben von (A) und (B) bei einem möglichst geringen oder einem nicht vorhandenen Farbabstand Δa* und Δb* keinen allzu großen Helligkeitsabstand ΔL* aufweisen (vgl. Fig. 1). In den allermeisten Fällen gelingt eine rasche Auswahl der pigmentierten Trägerfolie (A), wenn der Helligkeitsabstand ΔL*< 80, bevorzugt < 70 und insbesondere < 60 ist.
Im zweiten Schritt wird dann geprüft, ob die im ersten Schritt ausgewählten pigmentierten Trägerfolien (A) die oben genannte Bedingung für ΔE* erfüllen oder nicht. Diejenigen pigmentierten Trägerfolien (A), die diese Bedingung nicht erfüllen, werden verworfen.
Auf die nicht beschichteten Seiten der Trägerfolie (A) und/oder der Farb- und/oder Effektschicht (B) oder der ggf. hierauf befindlichen, klaren, transparenten Beschichtung (C) können abziehbare Folien (D) aufgebracht werden. Auf die nicht beschichtete Seite der Trägerfolie (A) kann eine Haftvermittlerschicht (HS) appliziert werden. Hierauf kann dann ebenfalls eine abziehbare Folie (D) aufgelegt werden.
Beispiele geeigneter gerichteter Applikationsverfahren für die deckenden, Färb- und/oder Effekt gebenden Schichten (B) sowie die ggf. vorhandenen klaren, transparenten Beschichtungen (C) sind Gießen, Rakeln, Aufwalzen oder Extrusionsbeschichten. Diese können mit üblichen und bekannten Vorrichtungen, wie Gießvorrichtungen, Rakel, Walzen, insbesondere gegenläufig drehende Walzen, oder Extruder, insbesondere Folienextruder, durchgeführt werden. Vorzugsweise wird die deckende Färb- und/oder Effektschicht (B) aus einem Basislack oder Unidecklack, insbesondere Wasserbasislack, hergestellt durch
(1) kontinuierliche Applikation einer Teilmenge oder der Gesamtmenge mindestens eines Basislacks (B1) mit Hilfe eines gerichteten Applikationsverfahrens auf einen Träger, wobei sich die Applikationsvorrichtung (1) und der Träger in relativer Bewegung zueinander befinden und wodurch ein Teil der Färb- und/oder Effekt gebenden Schicht (B) aufgebaut wird,
(2) einmalige oder mindestens zweimalige kontinuierliche Applikation der Restmenge des Basislacks (B1) und/oder mindestens eines von dem oder den Basislack(en) (B1) verschiedenen Basislacks (B2) auf die im Verfahrensschritt (1) gebildete Teilschicht (B1) durch mindestens ein Applikationsverfahren (2), das in der resultierenden Teilschicht (B2) keine Anordnung der Pigmente in einer Vorzugsrichtung hervorruft, wobei sich die Applikationsvorrichtung(en) (2) und der Träger in relativer
Bewegung zueinander befinden und wodurch die Färb- und/oder Effektschicht (B) weiter oder vollständig aufgebaut wird, und
(3) Trocknung oder partielle oder vollständige Aushärtung der resultierenden Färb- und/oder Effekt gebenden Schicht (B).
Das Verfahren ist auch für die Herstellung der klaren, transparenten, pigmentierten Beschichtung (C) verwendbar.
Im Verfahrenschritt (1) wird vorzugsweise der größte Teil (B1) der Farb- und/oder Effekt gebenden Schicht (B) aufgebaut. D. h., dass die gebildete Teilschicht (B1) vorzugsweise mehr als 50%, bevorzugt mehr als 60%, besonders bevorzugt mehr als 65%, ganz besonders bevorzugt mehr als 70% und insbesondere mehr als 75% der Trockenschichtdicke der Farb- und/oder Effekt gebenden Schicht hat.
Im Verfahrenschritt (1) wird eine Teilmenge des Basislacks (B1J auf einen Träger appliziert. Wird im Verfahrenschritt (2) ein von dem Basislack (B1) verschiedener Basislacks (B2) appliziert, kann im Verfahrenschritt (1) die Gesamtmenge des Basislacks (B1) aufgetragen werden.
Der Träger kann temporär oder permanent sein.
Bei den temporären Trägern kann es sich um umlaufende Metallbänder oder Kunststoffbänder oder um temporäre Trägerfolien, die ggf. mit einer Antihaftschicht ausgerüstet sind, handeln. Beispiele geeigneter temporärer Trägerfolien, insbesondere auf der Basis von Polyester, sind aus dem europäischen Patent EP 0 352298 B 1, Seite 7, Zeilen 31 bis 49, bekannt. Die hierauf erzeugten Färb- und/oder Effektschichten (B) und/oder die klaren, transparenten Beschichtungen (C) werden anschließend abgelöst und mit den ausgewählten pigmentierten Trägerfolien (A) verbunden.
Wird ein permanenter Träger verwendet, bleiben die deckenden, Farb- und/oder Effektschichten (B) nach ihrer Herstellung haftfest mit diesem verbunden. Hierbei handelt es sich somit bereits um die Trägerfolie (A). Sie kann fest oder noch nicht vollständig verfestigt sein und sich erst nach der Applikation der Teilschicht (B1) oder der Färb- und/oder Effektschicht (B) verfestigen, wodurch eine besonders hohe Zwischenschichthaftung im Verbund (A/B) resultiert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach dem Abschluss des Verfahrenschritts (1) im Verfahrenschritt (2) die Restmenge des Basislacks (B1) und/oder der vom Basislack (B1) verschiedene Basislack (B2) auf die Teilschicht (B1) aufgetragen. Bevorzugt wird im Verfahrenschritt (2) die Restmenge des Basislacks (B1) appliziert.
Das Auftragen des Basislacks (B1) und/oder des Basislacks (B2) erfolgt durch einmalige oder mindestens zweimalige kontinuierliche Applikation.
Wird die einmalige kontinuierliche Applikation angewandt, wird im ersten und einzigen Verfahrenschritt (2) die deckende Färb- und/oder Effektschicht (B) vollständig aufgebaut.
Wird die mindestens zweimalige kontinuierliche Applikation angewandt, erfolgt im ersten Verfahrenschritt (2) der weitere Aufbau der Farb- und/oder Effekt gebenden Schicht, wodurch ein Verbund aus Träger, Teilschicht (B1) und erster Teilschicht (B2) resultiert. Der vollständige Aufbau erfolgt dann in mindestens einem weiteren Verfahrenschritt (2).
Bei dem Verfahrenschritt (2) wird bevorzugt ein Applikationsverfahren (2) angewandt, das in der resultierenden Teilschicht (B2) keine Anordnung der vorstehend beschriebenen Pigmente in einer Vorzugsrichtung, d. h. eine Anisotropie, hervorruft. Dieses Verfahren wird daher insbesondere bei erfindungsgemäßen Folien eingesetzt, die ein isotropes Flopverhalten und einen isotropen Farbort zeigen sollen, die beide unabhängig vom Betrachtungswinkel sind. Besonders bei der Verwendung von Effektpigmenten, die optische Effekte hervorrufen, und auch bei elektrisch leitfähigen, magnetisch abschirmenden oder fluoreszierenden Pigmenten ist die isotrope Ausrichtung wichtig.
Der Verfahrenschritt (2) kann oder die Verfahrensschritte (2) können zeitlich unmittelbar nach dem Verfahrenschritt (1), d. h. simultan mit dem Verfahrenschritt (1), durchgeführt werden. Gemäß einer zweiten Variante des Verfahrens kann der Verfahrenschritt (2) oder können die Verfahrenschritte (2) zeitlich später nach dem erfindungsgemäßen Verfahrenschritt (1), d. h. sequentiell, durchgeführt werden. In diesem Fall kann die Teilschicht (B1) getrocknet oder partiell oder vollständig gehärtet werden. Vorzugsweise wird der Verbund aus Träger und Teilschicht (B1) aus auf Rollen aufgewickelt und bis Durchführung des Verfahrenschritts (2) in dieser Form gelagert. Hierbei ist es von Vorteil, auf die Teilschicht (B1) eine Antihaftschicht, vorzugsweise eine Antihaftfolie, aufzutragen.
Vorzugsweise wird die Teilschicht (B1) zwischen den beiden Verfahrensschritten (1) und (2) abgelüftet.
Dies wird vorzugsweise dadurch bewerkstelligt, dass bei der simultanen Variante des Verfahrens zwischen der Applikationsvorrichtung (1) des Verfahrenschritts (1) und der oder den Applikationsvorrichtung(en) (2) des Verfahrenschritts oder der Verfahrensschritte (2) ein mehr oder weniger großer räumlicher Abstand herrscht. Der räumliche Abstand richtet sich nach dem Abdunstverhalten der Teilschicht (B1) und kann daher vom Fachmann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens ggf. unter Zuhilfenahme einfacher orientierender Versuche eingestellt werden.
Bei der sequentiellen Variante des Verfahrens wird die Ablüftung vorzugsweise dadurch bewerkstelligt, dass zwischen dem Verfahrenschritt (1) und dem Verfahrenschritt (2) oder dem ersten Verfahrenschritt (2) ein mehr oder weniger langer zeitlicher Abstand herrscht. Auch der zeitliche Abstand richtet sich nach dem Abdunstverhalten der Teilschicht (B1) und kann daher vom Fachmann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens ggf. unter Zuhilfenahme einfacher orientierender Versuche eingestellt werden. Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die Teilschicht (B1) nach dem Ablüften noch nicht vollständig getrocknet ist, sondern noch immer einen gewissen Restgehalt an Feuchtigkeit und/oder organischen Lösemitteln aufweist.
Im Verfahrenschritt (2) werden die Basislacke (B1) und/oder (B2) kontinuierlich durch mindestens ein Applikationsverfahren (2) auf die im Verfahrensschritt (1) hergestellte Teilschicht (B1) aufgetragen. Dabei ruft das Applikationsverfahren (2) in der resultierenden Teilschicht (B2) keine Anordnung der vorstehend beschriebenen Pigmente in einer Vorzugsrichtung hervor, d. h. die Pigmente sind isotrop verteilt. Bei der Applikation befinden sich die Applikationsvorrichtung(en) (2) und der Träger mit der Teilschicht (B1) sowie ggf. der ersten Teilschicht (B2) in relativer Bewegung zueinander. Die Verbünde aus Träger und Teilschicht (B1) sowie ggf. erster Teilschicht (B2) können unter oder über, vorzugsweise unter, der oder den Applikationsvorrichtungen (2) in relativer Bewegung vorbeigeführt werden.
Die Applikation der Basislacke (B1) und/oder (B2) kann einmal erfolgen, wodurch die vollständige Färb- und/oder Effekt gebende Schicht resultiert. Der Auftrag kann aber auch in mindestens zweimal, d.h. in mindestens zwei Teilschritten (2) erfolgen, wobei im ersten Teilschritt (2) ein weiterer Aufbau der Färb- und/oder Effekt gebenden Schicht erfolgt, der in mindestens einem weiteren Teilschritt (2) abgeschlossen wird.
Die Applikation mindestens einer weiteren Teilschicht (B2) kann simultan oder sequentiell durchgeführt werden. Wird sie sequentiell durchgeführt, wird der Verbund aus Träger, Teilschicht (B1) und erster Teilschicht (B2) für die Lagerung bis zur Durchführung des zweiten Teilschritts (2) vorzugsweise auf Rollen aufgewickelt. Vorzugsweise sind die Applikationsverfahren (2)
Spritzapplikationsverfahren und die Applikationsvorrichtungen (2) Spritzapplikationsvorrichtungen. Dabei kann es sich um pneumatische Spritzvorrichtungen (2) (vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seite 165, „Druckluftspritzen") oder um elektrostatische Spritzvorrichtungen (2) (vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seite 186: »Elektrostatische Lackierung«, Seite 187: »Elektrostatische Sprühpistolen«, »Elektrostatisches Sprühen«) handeln.
Bei der simultanen Applikation der Teilschicht (B1) und der Teilschicht (B2) bzw. der ersten Teilschicht (B2) ist oder sind die Applikationsvorrichtung(en) (2) unmittelbar hinter der oder den Applikationsvorrichtung(en) (1) angeordnet. Bei der sequentiellen Applikation ist oder sind die Applikationsvorrichtung(en) (2) vorzugsweise Bestandteil(e) einer weiteren Anlage, der die Verbünde aus Träger und Teilschicht (B1) sowie ggf. erster Teilschicht (B2) vorzugsweise in der Form von aufgewickelten Rollen zugeführt werden.
Unabhängig davon, welche Variante des Verfahrens durchgeführt wird, kann oder können die Applikationsvorrichtung(en) (2) stationär angeordnet sein. Vorzugsweise überspannen sie die Verbünde aus Träger und Teilschicht (B1) sowie ggf. erster Teilschicht (B2) in ihrer gesamten Breite. Sie kann oder können quer zur Bewegungsrichtung oder schräg hierzu angeordnet sein. Der Winkel zwischen dem Rand eines Verbunds und der Hauptachse einer Applikationsvorrichtung (2) kann stumpf bis spitz sein.
Werden mindestens zwei Applikationsvorrichtungen (2) verwendet, können sie hintereinander angeordnet sein. Dabei können sie parallel oder schräg zueinander stehen. Die mindestens zwei Applikationsvorrichtungen (2) können sich aber auch unter stumpfen bis spitzen Winkeln überkreuzen.
Vorzugsweise enthält eine stationäre Applikationsvorrichtung (2) mindestens zwei Vorrichtungen zur Applikation der Basislacke (B1) oder (B2), insbesondere mindestens zwei pneumatisch oder elektrostatisch betriebene Sprühköpfe mit jeweils mindestens einer Sprühdüse.
Die Applikationsvorrichtung(en) (2) kann oder können aber auch quer und/oder schräg zur Bewegungsrichtung der Verbünde aus Träger und Teilschicht (B1) sowie ggf. erster Teilschicht (B2) hin und her beweglich angeordnet sein. Vorzugsweise enthalten die beweglichen Applikationsvorrichtungen (2) mindestens eine Vorrichtung zur Applikation der Basislacke (B1) oder (B2) insbesondere mindestens einen pneumatisch oder elektrostatisch betriebenen Sprühkopf mit jeweils mindestens einer Sprühdüse.
Die stationären und beweglichen Applikationsvorrichtungen (2) können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens miteinander kombiniert werden. Außerdem können sie in der Vertikalen beweglich sein.
Mit Hilfe der Applikationsvorrichtungen (2) können die Basislacke (B1) und/oder (B2) senkrecht oder unter einem spitzen bis stumpfen Winkel schräg zur Ebene des Verbunds aus Träger und Teilschicht (B1) sowie ggf. erster Teilschicht (B2) appliziert werden. Dabei können sie in oder entgegen der Bewegungsrichtung des Verbunds appliziert werden. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können diese Maßnahmen miteinander kombiniert werden.
Die von den bevorzugt eingesetzten Spritzapplikationsvorrichtungen (2) erzeugten Basislacksprühstrahlen können überlappen. Dabei können sich ihre Auftreffflächen partiell oder vollständig überdecken. Die Überlappung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass man mindestens zwei Basislacksprühstrahlen unter einem spitzen bis stumpfen Winkel gegeneinander sprüht. Überlappende Basislacksprühstrahlen können aber auch mit Hilfe von Sprühköpfen erzeugt werden, die mindestens zwei Sprühdüsen in konkaver oder konvexer Anordnung enthalten, wie sie beispielsweise aus den Patentanmeldungen und Patenten DE 195 38 340 A 1, WO 97/14506, US 4,378,386 A oder US 5,366,162 A bekannt sind.
Die Isotropie der Teilschichten (B2) kann in vielen Fälle weiter verbessert werden, wenn die pneumatisch erzeugten Sprühstrahlen - oder genauer: Die erzeugten Sprühstrahlwolken - relativ zur Sprührichtung und relativ zur Teilschicht (B1) in eine periodische, d.h. sich regelmäßig wiederholende, Bewegung versetzt werden.
Dabei kommen beliebige periodische Bewegungen der Sprühstrahlwolke in Betracht. Beispiele gut geeigneter periodischer Bewegungen sind
die kreisförmige oder exzentrische Rotation der Sprühstrahlwolke um ihre Fortbewegungsrichtung, wodurch eine spiralförmige
Fortbewegung des Lackmaterials resultiert,
die wellenförmige Fortbewegung des Lackmaterials, beispielsweise in Form einer Sinuswelle, oder
die pulsierende Fortbewegung des Lackmaterials, bei der in der Sprühstrahlwolke, in Sprührichtung gesehen, lackmaterialreiche Bereiche und lackmaterialarme Bereiche periodisch abwechseln.
Diese periodischen Bewegungen können in beliebiger Weise mit einander kombiniert werden, so dass sich mindestens zwei von ihnen überlagern. Um diese periodischen Bewegungen zu erzeugen, werden die üblichen und bekannten Vorrichtungen für das Druckluftspritzen, insbesondere die Sprühpistolen, in geeigneter Weise modifiziert, indenT man sie mit beweglichen Sprühdüsen ausstattet. So werden vorzugsweise rotierende Sprühdüsen, Sprühdüsen, die sich in Sprührichtung gesehen periodisch vor- und zurückbewegen, oder Sprühdüsen in Exzenterscheiben, verwendet. Zu Zwecken der Überlagerung von Bewegungsformen können Konstruktionsprinzipien in geeigneter Weise mit einander kombiniert werden. Beispielsweise können rotierende Sprühdüsen so gelagert werden, dass sie auch noch periodisch vor- und zurückbewegt werden können. Die Konstruktion dieser Sprühpistolen weist keine Besonderheiten auf, sondern es werden die Konstruktionsprinzipien, Materialien und Mess- und Regeltechniken angewandt, wie sie auf dem Gebiet sich bewegender Sprühdüsen üblich und bekannt sind.
Die Frequenz, die Geschwindigkeit und/oder die räumliche Ausdehnung oder Auslenkung der periodischen Bewegung, die sich der fortbewegenden Sprühstrahlwolke erfindungsgemäß überlagert, kann sehr breit variieren und richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls. Der Fachmann kann die jeweils optimalen Bedingungen gegebenenfalls anhand einfacher Vorversuche ermitteln.
Durch den Verfahrenschritt oder die Verfahrensschritte (2) wird die Farb- und/oder Effektschicht (B) vollständig aufgebaut. Ihre Nassschichtdicke kann breit variieren und richtet sich insbesondere nach der Trockenschichtdicke, die ein ausreichendes Deckvermögen der Farb- und/oder Effektschicht (B) in der erfindungsgemäßen Folie gewährleistet. Der Fachmann kann daher im Einzelfall die geeignete Nassschichtdicke aufgrund seines allgemeinen Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einfacher Vorversuche festlegen. Die deckende Färb- und/oder Effektschicht (B) wird anschließend getrocknet oder partiell oder vollständig gehärtet. Vorzugsweise wird sie getrocknet. Zur Trocknung können übliche und bekannte Methoden, wie Bestrahlung mit IR- oder Mikrowellenstrahlung oder die Behandlung mit Warmluft im Gegenstrom angewandt werden.
Mit diesem Verfahren lassen sich auch eventuell vorhandene klare, transparente, nicht deckend pigmentierte Beschichtungen (C) auf die Folien aufbringen. Dies ist auch ohne Trocknen der vorherigen Schicht (B) durch Anwendung des Nass-in-Nass-Verfahrens möglich.
Nach der Trocknung können die resultierenden erfindungsgemäßen Folien bis zur weiteren Verwendung auf Rollen aufgewickelt werden.
Wurden die deckende Färb- und/oder Effektschicht (B) sowie ggf. die klare, transparente, ggf. nicht deckend pigmentierte Beschichtung (C) auf einem temporären Träger erzeugt, wird oder werden sie von diesem abgelöst und haftfest mit dem Träger (A) verbunden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden ausschließlich Kunststofffolien auf das zu beschichtende Substrat aufgebracht. Hierbei übernimmt die Tragerfohe (A) die Funktion einer selbst tragenden Schicht. Die Färb- und/oder Effektschicht (B) wird hier ebenfalls in Folienform eingesetzt. Auch die klare transparente Beschichtung (C) ist eine Folie aus Kunststoff. Dies führt zu dem entscheidenden Vorteil, dass bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Folien kaum Lösemittel emittiert werden. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Folien dieser Art durch Coextrusion hergestellt. Die erfindungsgemäßen Folien sind hervorragend zur Herstellung von dekorativen und/oder schützenden Beschichtungen von Fortbewegungsmitteln, inklusive Fluggeräte, Schiffe, Schienenfahrzeuge, mit Muskelkraft betriebene Fahrzeuge und Kraftfahrzeuge, und Teilen hiervon, Bauwerken im Innen- und Außenbereich und Teilen hiervon, Türen, Fenstern und Möbeln sowie im Rahmen der industriellen Lackierung von Glashohlkörpern, Coils, Container, Emballagen, industriellen Kleinteilen, wie Muttern, Schrauben oder Radkappen, optischen Bauteilen, elektrotechnischen Bauteile, wie Wickelgüter, inklusive Spulen und Statoren und Rotoren für Elektromotoren, mechanischen Bauteilen und Bauteilen für weiße Ware, inklusive Haushaltsgeräte, Heizkessel und Radiatoren, geeignet.
Insbesondere dienen die erfindungsgemäßen Folien der Beschichtung von dreidimensionalen Bauteilen, insbesondere Anbauteilen zur Herstellung von Automobilkarosserien. Deshalb werden vorzugsweise für Automobilkarosserien geeignete Lacke für die Herstellung der deckenden Färb- und/oder Effektschicht (B) sowie ggf. der klaren, transparenten, ggf. nicht deckend pigmentierten Beschichtung (C) eingesetzt, die allerdings die für die Erfindungszwecke erforderliche Flexibilität aufweisen müssen.
Zur Herstellung der Bauteile kann
die planare erfindungsgemäße Folie auf ein geeignetes planares Substrat aufgebracht werden, wonach der resultierende Verbund beispielsweise durch Tiefziehen geformt wird;
die erfindungsgemäße Folie nach ihrer entsprechenden Formung auf ein dreidimensional geformtes Substrat aufgebracht werden; das dreidimensional geformte Substrat mit der unverformten, d.h. planaren, erfindungsgemäßen Folie verbunden werden, wobei die Folie auf dem Substrat entsprechend geformt wird; oder
- die planare erfindungsgemäße Folie in geeigneter Weise, beispielsweise durch Hinterspritzen, Hinterschäumen oder Hinterpressen mit thermoplastischen Kunststoffen, geformt werden;
wodurch die erfindungsgemäßen Bauteile resultieren.
Je nach Anwendungsfall sind auch Kombinationen dieser Vorgehensweisen möglich. Auch die Anwendung dieser Vorgehensweise jeweils nur für einzelne Schichten, z.B. (A) oder (B) oder ggf. (C), oder Gruppen von Schichten, z.B. (A) und (B) oder (A) und (C), der erfindungsgemäßen Folien ist möglich.
Hierbei können übliche Verfahren und Vorrichtungen, wie sie beispielsweise aus den amerikanischen Patenten US 4,810,540 A, US 4,931,324 A oder US 5,114,789 A oder den europäischen Patenten EP 0 266 109 B 1 , EP 0 285 071 B 1 , EP 0 352 298 B 1 oder EP 0 449 982 B 1 bekannt sind, verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Bauteile, insbesondere die Anbauteile für Automobilkarosserien, zeichnen sich durch eine sehr hohe Resistenz gegenüber Steinschlag und Korrosion aus. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Bauteile bestehen darin, dass sie auf Anlagen mit einem geringen Raumbedarf herstellbar sind, dass bei der Herstellung der erfindungsgemäßen beschichteten Karosserien durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Folien - wenn überhaupt - nur sehr geringe Mengen an organischen Lösemitteln emittiert werden und dass die Qualitätsüberwachung schon bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Folien einsetzen kann. Hingegen kann beim konventionellen Lackieren von Substraten die Qualität der Beschichtung erst nach Applikation der Lackschichten auf das Substrat beurteilt werden, so dass im Falle von Qualitätsmängeln das lackierte Substrat als Ganzes verworfen werden muss.
Insgesamt eignen sie sich die erfindungsgemäßen Folien wegen
ihres hohen Deckvermögens auch in den verstreckten Bereichen und
ihres sonstigen hervorragenden anwendungstechnischen Eigenschaftsprofils, das in Glanz, Abbildungsunterscheidbarkeit, Einheitlichkeit des Deckvermögens, gleichmäßige Schichtdicke, Beständigkeit gegenüber Treibstoff, Lösemittel und Säuren, Härte,
Abriebfestigkeit, Kratzfestigkeit, Schlagzähigkeit, Haftfestigkeit, Witterungsbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Wasser und Feuchtigkeit die sogenannte »Automobilqualität« aufweist,
hervorragend als Ersatz für die herkömmliche Färb- und/oder Effekt gebende, mehrschichtige Basislackierung/Klarlackierung insbesondere von Kraftfahrzeugkarosserien und Teilen hiervon.
Hinzu kommt, dass problemlos ein isotropes Flopverhalten und ein isotroper Farbort, die beide unabhängig vom Betrachtungswinkel sind, eingestellt werden können, so dass bei der Verarbeitung der erfindungsgemäßen Folien zu Beschichtungen für dreidimensionale Substrate keine logistischen Probleme und keine hohen Verschnittmengen mehr auftreten.
BEISPIEL 1. Herstellung und Vermessung von Trägerfolien (A)
Ein thermoplastisches Polymer bestehend aus einem ASA (Acrylnitril/Styrol/Acrylester-Polymer) / PC (Polycarbonat) - Blend des Typs LURAN S KR2861 C wurde auf einem Extruder mit handelsüblichen Pigmenten (Weiß- und Schwarzpigment) für die Kunststoffverarbeitung grau und schwarz eingefärbt und granuliert. Die schwarzen und grauen Granulate wurden über Extruder und Breitschlitzdüsen zu 800 μm dicken schwarzen und grauen Trägerfolien (A) extrudiert.
Weiterhin wurde eine Folie des gleichen Polymers ohne Pigmentierung zum Vergleich extrudiert (= Trägerfolie F).
Die schwarzen und grauen Trägerfolien (A) wurden auf einem Untergrund (U) (= Messtischoberfläche) farbmetrisch nach den Vorschriften von CIELAB vermessen (Lichtart D 65, Beleuchtungsstärke 1000 Ix, Umfeld mittleres grau (L*= 50), Probengröße > 4° Gesichtsfeldwinkel, Probenanordnung Kante an Kante und ΔE-Bereich von < 5). Die erhaltenen farbmetrischen Daten sind in Tabelle 1 angegeben. Gemessen wurde jeweils in der Aufsicht bei 15°, 25°, 45° und 75° Abweichung vom Glanz (= 45 °Reflektion).
Tabelle 1 : Farbmetrische Daten der Trägerfolien (A) auf dem Untergrund (U)
Folie (A) 15 ° 25 ° 45 ° 75 °
L* a* b* L* a* b* L* a* b* L* a* b* Schwarz 37,6 -4,9 -8,9 18,8 -2,8 -6,7 5,8 0,3 -4 3,2 0,9 - 2,1
Grau 83 -1,4 1,8 81,7 -1,4 2,1 81,1 -1,4 2,4 80,8 -1,4 1,6
Die Variation des Untergrundes (U) hatte keine Farbtonveränderungen zur Folge, was durch farbmetrische Messungen experimentell nachgewiesen werden konnte.
2. Beschichtung der Trägerfolien (A) und des Untergrunds (U) mit einer deckend pigmentierten silbernen Effektschicht (B)
Auf die Trägerfolien (A) und (F) wurde ein mit Effekt gebenden Aluminiumflakes pigmentierter Wasserbasislack in einer Nassschichtdicke von 80 μm aufgerakelt. Die resultierenden Lackschichten (B) wurden während 10 min bei Raumtemperatur abgelüftet und während 15 min bei 80 °C getrocknet. Es resultierten Effektschichten (B) von 10-15 μm Dicke. Eine solche Dicke liegt vor, wenn Folien aus (A) und (B) sowie (F) und (B), die die Effektschicht (B) in einer Dicke von 25-30 μm enthalten, 100% gedehnt werden. Während bei einer Dicke der Effektschicht (B) von 25-30 μm die Farben von (A) und (F) die Farbe der Effektschicht (B), nicht oder nur sehr wenig visuell beeinflussen, was durch farbmetrische Messungen experimentell nachgewiesen werden konnte, zeigt sich dieser Einfluss bei einer Dicke der Effektschicht (B) von 10-15 μm sehr stark.
Die erhaltenen Folien (Aschwarz/B), (Agrau/B) und (F/B) wurden analog der obigen Vorgehensweise auf dem Untergrund (U) farbmetrisch vermessen. Die erhaltenen farbmetrischen Daten sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2: Farbmetrische Daten der Folien (A/B) und (F/B) auf dem Untergrund (U)
Folie 15 ° 25 ° 45 ° 75 °
L* a* b* L* a* b* L* a* b* L* a* b*
(Aschwarz/B) 137,1 -0,1 -1 ,1 91 ,3 -0,8 -1,1 44,1 -0,3 -0,7 20,5 -0,4 0,4
(Agrau/B) 141,7 -0,3 -1,4 96,1 -0,8 -0,9 47,2 -0,4 -0,6 29,2 -0,5 0,2
(F/B) 142,5 -0,4 -1 ,3 96,4 -0,8 -0,6 47 -0,3 -0,4 28,8 -0,4
0,2
Der Helligkeitsabstand ΔL* zwischen der Effektschicht (B) auf (F) und (U) einerseits und der schwarzen Trägerfolie (A) auf (U) lag bei 15 ° bei 104,9; der Helligkeitsabstand ΔL* zwischen der Effektschicht (B) auf (F) und (U) einerseits und der grauen Trägerfolie (A) auf (U) andererseits lag bei 15 ° bei nur 59,6. Die graue Trägerfolie (A) wies somit eine Farbe auf, die der Farbe der Effektschicht (B) ähnlicher war, als die Farbe der schwarzen Trägerfolie (A).
Die Differenzen ΔE*
zwischen dem Farbort der Effektschicht (B) auf der Trägerfolie (F) und dem Untergrund (U) einerseits und dem Farbort der
Effektschicht (B) auf der grauen Trägerfolie (A) andererseits (= F/B versus Agrau/B) und zwischen dem Farbort der Effektschicht (B) auf der Tragerfohe (F) und dem Untergrund (U) einerseits und dem Farbort der Effektschicht (B) auf der schwarzen Trägerfolie (A) andererseits (= F/B versus ASChwarz/B)
wurden aus den Werten der Tabelle 2 mit Hilfe der CIELAB-Formel
ΔE* = sl(AL *f + (Δα *)2 + (Ab *f
errechnet. Die errechneten Werte finden sich in der Tabelle 3.
Tabelle 3: ΔE* zwischen (F/B) und (Agrau B) sowie zwischen (F/B)
Und (ASchwarz/B)
ΔE* Vergleich Farbort 15 ° 25 ° 45 ° 75 °
F/B versus Agrau/B 0,66 0,424 0,3 0,4
F/B versus ASChwarz/B 5,41 5,1 3 2,3
Die schwarze Trägerfolie (A) kam für eine Verwendung in Verbindung mit der Effektschicht (B) nicht in Betracht; der visuell wahrgenommene Unterschied der Farbtöne der Effektschichten (B) war zu hoch. Die graue Trägerfolie (A) war dagegen hervorragend dafür geeignet. Es wurde daher eine Folie, bestehend aus der grauen Trägerfolie (A) und der Effektschicht (B) einer Trockenschichtdicke von 25-30 μm nach der vorstehend angegebenen Vorschrift hergestellt; dabei wurde der silberne Wasserbasislack mit einer Nassschichtdicke von 165 μm aufgerakelt. Selbst bei der Dehnung der Folie um mehr als 100% blieb die silberne Farbe erhalten. Die Folie war daher zur Herstellung von Beschichtungen von Anbauteilen für Automobilkarosserien der Oberklasse geeignet.
Zum Vergleich wurde eine Folie, bestehend aus der schwarzen Trägerfolie (A) und der Effektschicht (B) einer Trockenschichtdicke von 25- 30 μm nach der vorstehend angegebenen Vorschrift hergestellt; dabei wurde der silberne Wasserbasislack mit einer Nassschichtdicke von 165 μm aufgerakelt. Schon bei der Dehnung der Folie um 100% änderte sich die Farbe zu einem schmutzigen Grau, do dass die Folie nicht als Beschichtung für dreidimensionale Substrate in Betracht kam.

Claims

Patentansprüche
1. Deckende, Färb- und/oder Effekt gebende Folie, wobei
(A) die Folie eine pigmentierte Trägerfolie (A) aus Kunststoff mit einer Dicke von größer 500 μm umfasst;
(B) auf die Trägerfolie mindestens eine pigmentierte, deckende Färb- und/oder Effektschicht aufgebracht ist und
wobei die Farbe der Trägerfolie (A) und die Farbe der Farb- und/oder Effektschicht (B) einander angepasst sind.
2. Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmentierung der Trägerfolie (A) so ausgewählt ist, dass der
Farbabstand ΔE* zwischen
dem Farbort einer gegebenen pigmentierten, deckenden
Färb- und/oder Effektschicht (B) auf einer unpigmentierten Folie (F) derselben Dicke und aus demselben Material wie die Trägerfolie (A) und einem Untergrund (U) und
dem Farbort der gegebenen pigmentierten, deckenden Farb- und/oder Effektschicht (B) auf einer pigmentierten Trägerfolie (A) derselben Dicke und aus demselben Material wie die
Folie (F) und demselben Untergrund (U)
< 2 ist.
3. Folie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbabstand ΔE* < 1,5 ist.
4. Folie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbabstand ΔE* < 1 ist.
5. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben der Trägerfolie (A) und der pigmentierten, deckenden Färb- und/oder Effektschicht (B) ähnlicher sind.
6. Folie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben der bunten Trägerfolie (A) und der pigmentierten, deckenden Farb- und/oder Effektschicht (B) bei gleicher Helligkeit in denselben Quadranten des CIELAB-Farbrades fallen.
7. Folie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben der unbunten Trägerfolie (A) und der pigmentierten, deckenden
Färb- und/oder Effektschicht (B) bei einem möglichst geringen Farbabstand Δa* und Δb* keinen allzu großen Helligkeitsabstand ΔL* aufweisen.
8. Folie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Helligkeitsabstand ΔL* < 80 ist.
9. Folie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Helligkeitsabstand ΔL* < 70 ist.
10. Folie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Helligkeitsabstand ΔL* < 60 ist.
11. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie 500 bis 1.500 μm dick ist.
12. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die pigmentierte, deckende Färb- und/oder Effektschicht (B) mit einer klaren, transparenten Beschichtung (C) bedeckt ist.
13. Folie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die klare, transparente Beschichtung (C) nicht deckend pigmentiert ist, wobei die Farbe von (C) den Farben von (A) und (B) angepasst ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer deckenden, Färb- und/oder Effekt gebenden Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche einer pigmentierten Trägerfolie (A) aus Kunststoff mit einer Dicke von größer 500 μm mit mindestens einer deckenden Färb- und/oder Effektschicht (B) beschichtet wird, wobei die Farbe der Trägerfolie (A) und die Farbe der Färb- und/oder Effektschicht (B) aneinander angepasst werden, indem man
(1) Trägerfolien (A) auswählt, die einen Farbton haben, der dem Farbton einer gegebenen pigmentierten, deckenden Farb- und/oder Effektschicht (B) ähnlich ist, und
(2) anschließend den Farbabstand ΔE* zwischen
(2.1) dem Farbort der gegebenen pigmentierten deckenden Färb- und/oder Effektschicht (B) auf einer unpigmentierten Folie (F) derselben Dicke und aus demselben Material wie die Trägerfolie (A) und einem Untergrund (U) und
(2.2) dem Farbort der gegebenen pigmentierten deckenden
Färb- und/oder Effektschicht (B) auf einer pigmentierten Trägerfolie (A) derselben Dicke und aus demselben Material wie die Folie (F) und demselben Untergrund (U)
bestimmt und mindestens eine, insbesondere eine,
Trägerfolie (A), die einen Farbabstand ΔE* < 2, vorzugsweise < 1,5 und insbesondere < 1 bewirkt, zur Herstellung der deckenden, Färb- und/oder Effekt gebenden Folie auswählt.
15. Verwendung der deckenden, Färb- und/oder Effekt gebenden Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 oder der nach dem Verfahren gemäß Anspruch 14 hergestellten deckenden, Färb- und/oder Effekt gebenden Folie zur Beschichtung dreidimensionaler Substrate.
16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die deckende, Färb- und/oder Effekt gebenden Folie zur Herstellung von dekorativen und/oder schützenden Beschichtungen von Fortbewegungsmitteln, inklusive Fluggeräte, Schiffe,
Schienenfahrzeuge, mit Muskelkraft betriebene Fahrzeuge und Kraftfahrzeuge, und Teilen hiervon, Bauwerken im Innen- und Außenbereich und Teilen hiervon, Türen, Fenstern und Möbeln sowie im Rahmen der industriellen Lackierung von Glashohlkörpern, Coils, Container, Emballagen, industriellen
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7. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die deckende, Färb- und/oder Effekt gebenden Folie der Beschichtung von dreidimensionalen Anbauteilen zur Herstellung von Automobilkarosserien dient.
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