WO2013041320A1 - Verfahren und kit zur herstellung eines getönten pulverlacks - Google Patents

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WO2013041320A1
WO2013041320A1 PCT/EP2012/066313 EP2012066313W WO2013041320A1 WO 2013041320 A1 WO2013041320 A1 WO 2013041320A1 EP 2012066313 W EP2012066313 W EP 2012066313W WO 2013041320 A1 WO2013041320 A1 WO 2013041320A1
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WO
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monopigment
lacquer
pigment
unpigmented
varnish
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PCT/EP2012/066313
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English (en)
French (fr)
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Michael Fiedler
Gabriele MARTINI
Jürgen Ortmeier
Original Assignee
Karl Wörwag Lack- Und Farbenfabrik Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/03—Powdery paints
    • C09D5/033—Powdery paints characterised by the additives
    • C09D5/035—Coloring agents, e.g. pigments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/80—Processes for incorporating ingredients

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a tinted powder coating and to a kit with which the process can be carried out.
  • Powder coatings have acquired considerable importance as solvent-free and environmentally friendly coating systems and are preferred in many applications over solvent-based paints. They usually consist of paint binders, pigments and fillers and optionally of additives and crosslinkers. They are in finely divided form and are usually applied electrostatically to the substrates to be coated and cured by baking and / or by radiation energy.
  • the production of powder coatings conventionally comprises three core processes, namely
  • the composition of the premix is readjusted (for example, by post-dosing of pigment). This is followed by the taking of another representative sample and its preparation, testing and evaluation. Since the properties of a finished powder coating can no longer be subsequently corrected, this procedure is repeated until all tested properties of the paint meet the required target.
  • the method according to the invention is used to produce a tinted powder coating, in particular in batches of less than 500 kg, preferably less than 100 kg. It always has the following steps:
  • the monopigment paints used according to the invention are semifinished products which comprise at least one paint binder in which a pigment is present in already dispersed form. It is important that a Monopigmentlack comprises exactly one pigment and not mixtures of two or more different colored pigments.
  • a monopigment varnish the pigment is dispersed in the at least one paint binder, which is optionally melted for this purpose.
  • the monopigment enamel is prepared in an upstream process
  • Premixing and optionally predispersing the two components the pigment and the at least one lacquer binder
  • the premix is Homogenizing the premix in a mixer in the melt (the premix is completely melted) and thereby dispersing the pigment and After cooling the melt, grinding or granulation of the melt, in particular of the cooled melt.
  • the monopigment varnish is therefore already a finished powder coating, but it has just one type of pigment.
  • a monopigment varnish in the present invention may contain both an organic and an inorganic pigment.
  • Organic and inorganic pigments suitable for powder coatings are generally known to the person skilled in the art and need not be explained in more detail.
  • the preparation of the premix is preferably carried out in a mechanical mixing device such as e.g. in a Henschel mixer.
  • a mechanical mixing device such as e.g. in a Henschel mixer.
  • the at least one paint binder and the pigment (in the preparation of Monopigmentlacks) or the first Monopigmentlack and the unpigmented basecoat and / or the at least one further Monopigmentlack (in the preparation of the tinted powder coating) mixed, in particular mixed dry.
  • the mixing device in which the respective premix is homogenized with melting, it is usually an extruder, e.g. around a twin-screw extruder.
  • the base varnish which is mixed with the first monopigment varnish or optionally also with the at least one further monopigment varnish comprises lacquer binders and optionally also fillers (fillers suitable for powder coatings such as barium sulphates, calcium carbonates or talcum are likewise known to the person skilled in the art and likewise need not be explained in more detail). But he is always free of color pigments and other coloring components. He is usually colorless.
  • the one or more monopigment paints generally have a pigment content of between 0.1 and 90% by weight, in particular between 0.1 and 80% by weight. Within this range, proportions between 1 wt .-% and 50 wt .-% are more preferred.
  • the percentage of pigment in the monopigment varnishes usually varies from varnish to varnish.
  • the optimum level of pigment concentration in different colored monopigment coatings generally depends on the type, size and shape of the pigment. It is important that the proportion of pigment in the monopigment varnish is exactly known.
  • additives for improving the application behavior, such as, for example, trickle and fluidizing aids or charge additives, surface additives, such as leveling agents and defoamers, emulsifiers and wetting agents, dispersants and light stabilizers.
  • surface additives such as leveling agents and defoamers, emulsifiers and wetting agents, dispersants and light stabilizers.
  • crosslinkers it is also possible to add crosslinkers as additives.
  • the additives can be added separately to the premix or the melt of the first monopigment lacquer and the unpigmented master lacquer and / or the at least one further monopigment lacquer or else during or after the grinding or granulation of the cooled melt. It is particularly elegant to add additives but also in the form of additive-containing semi-finished products with a known proportion of an additive or of an additive mixture. These semifinished products, like the monopigment varnishes and the base varnish, then comprise a paint binder (in some preferred embodiments the same paint binder) and optionally also fillers.
  • a paint binder in some preferred embodiments the same paint binder
  • the first and / or the at least one further monopigment varnish and / or the unpigmented parent lacquer contains an additive or an additive mixture in a known proportion.
  • the first and / or the at least one further monopigment lacquer are preferably used in a process according to the invention as granules or as a powder or else in the form of flakes.
  • the individual paint particles must not be too large. As uniform a particle size distribution as possible is usually desirable.
  • the first and / or the at least one further monopigment lacquer and / or the unpigmented master lacquer have the same lacquer binder.
  • embodiments of the method according to the invention are definitely conceivable in which one or more of the monopigment coatings used or the additive-containing semi-finished products have a binder which differs from the binder of the respective mixing partner.
  • a matting of the produced tinted powder coating can be brought about.
  • Suitable binders for the monopigment coatings and the base coat and the additive-containing semi-finished are especially binders on epoxy, polyester, polyacrylate and / or polyurethane-based in question.
  • the abovementioned premix usually has a proportion of the unpigmented parent lacquer of between 0.1% by weight and 99.9% by weight. Within this range, proportions between 5 wt .-% and 80 wt .-% are more preferred.
  • color shades can be composed of only a few primary colors of any desired color, corresponding to the respective gene mixing ratio.
  • the entire color space can usually be prepared with up to 50 monopigment paints, preferably up to 30, in particular between 15 and 30 monopigment paints. Together, these varnishes form a colorimetric calibration assortment, from which any color can be imaged by computer.
  • a maximum of 10 monopigment paints in particular between 2 and 6 monopigment paints, are used and are mixed with one another and / or with the master paint.
  • the procedure is such that a target tone value for the toned powder coating to be produced is determined or predetermined by measurement.
  • a weight and / or volume ratio is calculated on the basis of the known proportions of the pigments contained in the monopigment paints, in which the monopigment paints are mixed with one another and / or the unpigmented base coat.
  • the mentioned calibration-metrical color assortment is also a subject of the present invention as a kit for the production of a tinted powder coating.
  • the kit comprises as the first component always the described first Monopigmentlack and as a second component either the above unpigmented master lacquer or the above-mentioned at least one further Monopigmentlack or optionally both.
  • the kit may in principle comprise up to 50 monopigment paints. It preferably comprises up to 30 monopigment coatings, more preferably at most 10 monopigment coatings. As a lower number, the kit preferably comprises at least 2 monopigment coatings, particularly preferably at least 3 monopigment coatings, in particular at least 5 monopigment coatings. It particularly preferably comprises from 2 to 50 monopigment coatings, in particular from 2 to 30 or alternatively from 3 to 50 or 5 and 50 monopigment coatings.
  • the kit particularly preferably comprises the monopigment coatings (1) to (5).
  • the kit may also contain monopigment varnishes with yellow, magenta and cyan pigments, ie a combination of the monopigment varnishes (6) to (8).
  • Each of the monopigment paints contained in the kit is preferably colorimetrically exactly characterized, its composition, in particular its pigment content, is known.
  • each of the monopigment paints contained in the kit is preferably packaged separately, for example in a can, a bag, a bag or any other closed container.
  • the monopigment paints contained in the kit are present as powder, as granules or in the form of flakes.
  • Exemplary embodiment Production of a powder coating with the color RAL 2000 (glossy)
  • the monopigment paints were in each case powdery semifinished products comprising a paint binder and the color pigment specified in each case.
  • the colorless base coat was a semi-finished product comprising a filler in addition to a paint binder.
  • the semi-finished products were weighed to produce a premix in the specified proportions and mixed in a standard container mixer up to 3 minutes (peripheral speed: 4.5 m / s, degree of filling: 20-70%). This was followed by gentle melting of the premix in a twin-screw extruder common in the powder coating industry.
  • the extrudate was cooled, broken into chips, and bumped into a defined grain spectrum (34-72% ⁇ 32 ⁇ , preferably 40 - 55% ⁇ 32 ⁇ ) crushed, screened with a sieve with 140 ⁇ and filled into containers.
  • a flow aid precipitated silica was added in a proportion of about 0.05 to 0.5 percent by weight.
  • the powder coating thus prepared was characterized by excellent reproducibility in terms of hue and also in terms of other required in the specification technical properties.
  • the semi-finished products used in (1) had the following composition:
  • binder (carboxy-functional polyester having an acid number of about 25-50)
  • UV absorber Tinuvin 900
  • binder (carboxy-functional polyester having an acid number of about 25-50)
  • UV absorber Tinuvin 900
  • binder (carboxy-functional polyester with a
  • UV absorber Tinuvin 900
  • the raw materials were each weighed in the specified ratio and mixed homogeneously in a container mixer with a defined time with defined conditions such as speed, peripheral speed and degree of filling.
  • the dispersion was carried out in a twin-screw extruder.
  • the extrudate was cooled and broken down to a defined size (mean grain size between 1 and 5 mm) by means of a cutting screen mill.
  • the semi-finished products were characterized by a very good storage stability, an adjusted grain spectrum and an optimal color intensity adjustment.
  • the semi-finished products were recorded in a colorimetric calibration assortment with which a variety of color shades - in the example the color chart RAL 2000 - can be displayed on a computer software.
  • the calibration dyeings are adjusted so that shades can be theoretically calculated and controlled without trial dyeing in the laboratory or in the quality inspection in the manufacturing process. This leads to a significant reduction of the lead time and enables a timely delivery to the customer.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines getönten Pulverlacks, bei dem ein erster Monopigmentlack mit einem bekannten Anteil an dem enthaltenen Pigment mit einem unpigmentierten Stammlack und/oder mindestens einem weiteren Monopigmentlack mit bekanntem Anteil an dem enthaltenen Pigment vorgemischt wird, die Vormischung in eine Mischvorrichtung überführt wird, in der sie unter Aufschmelzen homogenisiert wird und nach Abkühlen die erkaltete Schmelze gemahlen und gesiebt wird. Weiterhin wird ein Kit zur Herstellung eines getönten Pulverlacks, insbesondere gemäß diesem Verfahren, beschrieben.

Description

Beschreibung
Verfahren und Kit zur Herstellung eines getönten Pulverlacks
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines getönten Pulverlacks sowie einen Kit, mit dem sich das Verfahren durchführen lässt.
Pulverlacke haben als lösemittelfreie und umweltfreundliche Lacksysteme eine erhebliche Bedeutung erlangt und werden in vielen Einsatzgebieten gegenüber lösungsmittelhaltigen Lacken bevorzugt. Sie bestehen üblicherweise aus Lackbindemitteln, Pigmenten und Füllstoffen sowie gegebenenfalls aus Additiven und Vernetzern. Sie liegen in feinteiliger Form vor und werden in der Regel elektrostatisch auf die zu lackierenden Substrate aufgebracht und durch Einbrennen und/oder durch Strahlungsenergie gehärtet.
Die Herstellung von Pulverlacken umfasst konventionell drei Kernprozesse, nämlich
• das Einwiegen und Vormischen der zumeist festen Rezepturbestandteile (Lackbindemittel, Pigmente, Farbstoffe, Füllstoffe etc.),
• das Homogenisieren der Vormischung und das Dispergieren der Pigmente und/oder Farbstoffe in einer Mischvorrichtung in der Schmelze und
• nach Abkühlen der Schmelze das Mahlen und Sieben der erkalteten Schmelze.
Diese Vorgehensweise weist jedoch diverse Unzulänglichkeiten auf. Damit eine ausreichende Dispergierung der Pigmente erfolgen kann, müssen alle farbgebenden Rohstoffe zwingend bereits im ersten Prozessschritt (Vormischschritt) zugegeben werden. Bei der Herstellung von getönten Pulverlacken kann entsprechend eine Farbtoneinsteilung oder Korrektur nur in der Form erfolgen, dass eine repräsentative Probe aus dem Vormischgut entnommen und im kleinen Maßstab entsprechend der späteren Prozessfolge aufbereitet, geprüft und bewertet wird. Geprüft und bewertet werden in der Regel der Farbton, der Glanz, die Verlaufs- und Struktureigenschaften, die Viskosität, die Reaktivität, die mechanischen Eigenschaften und gegebenenfalls auch der Tribola- dungswert eines Lackes, bevor eine Freigabe zur Homogenisierung der gesamten Vormischung erfolgt. Wird dabei festgestellt, dass eine Farbtonkorrektur erforderlich ist, so wird die Zusammensetzung der Vormischung nachjustiert (beispielsweise durch Nachdosieren von Pigment). Es folgt dann die Entnahme einer weiteren repräsentativen Probe und deren Aufbereitung, Prüfung und Bewertung. Da die Eigenschaften eines fertigen Pulverlackes nicht mehr nachträglich korrigiert werden können, wird dieses Prozedere so oft wiederholt, bis alle geprüften Eigenschaften des Lackes das geforderte Soll erfüllen.
Insbesondere die Herstellung von kleinen, kundenspezifisch angeforderten Lackchargen bereitet häufig Probleme. Die Eigenschaften eines Pulverlacks, insbesondere sein Farbton, sind in hohem Maß auch von den Bedingungen abhängig, unter denen im Lack enthaltene Pigmente und Farbstoffe dispergiert wurden. Bei der Herstellung kleinerer Lackchargen wirken sich diese Einflüsse besonders stark aus. Es resultieren teilweise sehr starke Farbtonschwankungen, die nur sehr aufwändig korrigiert werden können.
Ein alternativer Ansatz zur Herstellung von getönten Pulverlacken wird in der EP 0 539 385 B1 vorgestellt. Beschrieben wird die Herstellung von Pulverlacken, die sich aus Agglomeraten zusammensetzen, die wiederum aus einzelnen Lackpartikeln bestehen. Abhängig von der Farbe der einzelnen Lackpartikel und deren Anteilen weist der Pulverlack eine entsprechende Mischfarbe auf. Ein vollständiges Aufschmelzen der Lackpartikel erfolgt bei der Herstellung der Agglomerate nicht. Im fertigen Lack treten entsprechend Phasengrenzen zwischen den einzelnen Lackpartikeln hervor, insbesondere wenn diese unterschiedliche Farben aufweisen. Damit diese vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden, dürfen die einzelnen Lackpartikel eine bestimmte Maximalgröße nicht überschreiten. Darüber hinaus müssen die Partikel sehr sorgfältig vorgemischt werden um Inhomogenitäten zu vermeiden. Selbst bei optimaler Prozessierung bleibt die farbliche Qualität eines solchen Lackes aber hinter der konventionell hergestellter Pulverlacke zurück.
Vor dem Hintergrund der Rationalisierung und Flexibilisierung der Pulverlackproduktion, insbesondere bei kleinen Chargengrößen, war es wünschenswert, ein neues Verfahren zu entwickeln, das die genannten Probleme umgeht oder zumindest verringert.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie den Kit mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 angegeben. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kits ist im Anspruch 1 1 angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient wie die beschriebenen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Herstellung eines getönten Pulverlacks, insbesondere in Chargen von weniger als 500 kg, bevorzugt von weniger als 100 kg. Es weist stets die folgenden Schritte auf:
• Bereitstellen eines ersten Monopigmentlacks, bei dem der Anteil an dem enthaltenen Pigment bekannt ist,
• Herstellung einer Vormischung aus dem ersten Monopigmentlack und einem unpigmentierten Stammlack und/oder mindestens einem weiteren Monopigmentlack, bei dem der Anteil an dem enthaltenen Pigment bekannt ist,
• Überführen der Vormischung in eine Mischvorrichtung, in der die Vormischung unter Aufschmelzen homogenisiert wird und
• nach Abkühlen Mahlen und Sieben der Schmelze, insbesondere nachdem sie erkaltet ist. Im Gegensatz zu dem in der EP 0 539 385 B1 beschriebenen Ansatz werden vorliegend also keine Agglomerate aus unterschiedlichen Lackpartikeln gebildet. Stattdessen erfolgt durch das Aufschmelzen der Vormischung zu einer Schmelze, die frei von solchen Agglomeraten ist, eine weitestgehende Homogenisierung der eingesetzten Komponenten und damit auch der in den Monopigmentlacken enthaltenen Pigmente.
Wichtig ist, dass im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens weder der Vormischung noch der Schmelze in der Mischvorrichtung separat Pigmente zugesetzt werden. Es wurde erkannt, dass die eingangs genannten Probleme betreffend die reproduzierbare Herstellung von Pulverlacken mit exakt dem gleichen Farbton nicht mehr oder nur noch in stark verringertem Maß auftreten, wenn zur Herstellung von getönten Pulverlacken ausschließlich Komponenten zum Einsatz kommen, die Farbpigmente in„vordispergierter Form" enthalten.
Bei den erfindungsgemäß verwendeten Monopigmentlacken handelt es sich entsprechend um Halbfabrikate, die mindestens ein Lackbindemittel umfassen, in dem ein Pigment in bereits dispergierter Form vorliegt. Wichtig ist dabei, dass ein Monopigmentlack genau ein Pigment umfasst und nicht etwa Mischungen aus zwei oder mehr verschiedenfarbigen Pigmenten. Zur Herstellung eines Monopigmentlacks wird das Pigment in dem mindestens einen Lackbindemittel dispergiert, das zu diesem Zweck gegebenenfalls aufgeschmolzen wird. In besonders bevorzugten Ausführungsformen wird der Monopigmentlack in einem vorgeschalteten Verfahren hergestellt durch
• Einwiegen / Eindosieren des Pigments und des mindestens einen Lackbindemittels,
• Vormischen und gegebenenfalls Vordispergieren der beiden Komponenten (des Pigments und des mindestens einen Lackbindemittels),
• Homogenisieren der Vormischung in einer Mischvorrichtung in der Schmelze (die Vormischung wird vollständig aufgeschmolzen) und dabei Dispergieren des Pigments und • Nach Abkühlen der Schmelze Mahlen oder Granulieren der Schmelze, insbesondere der erkalteten Schmelze.
Bei dem Monopigmentlack handelt es sich somit streng genommen bereits um einen fertigen Pulverlack, der aber eben nur eine Sorte Pigment aufweist.
Als Pigment kann ein Monopigmentlack im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl ein organisches als auch ein anorganisches Pigment enthalten. Für Pulverlacke geeignete organische und anorganische Pigmente sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und müssen nicht näher erläutert werden.
Sowohl bei der Herstellung des Monopigmentlacks als auch bei der nachgeschalteten Herstellung des getönten Pulverlacks unter Verwendung des Monopigmentlacks erfolgt die Herstellung der Vormischung bevorzugt in einer mechanischen Mischvorrichtung wie z.B. in einem Henschel-Mischer. In dieser werden das mindestens eine Lackbindemittel und das Pigment (bei der Herstellung des Monopigmentlacks) bzw. der erste Monopigmentlack und der unpigmentierte Stammlack und/oder der mindestens eine weitere Monopigmentlack (bei der Herstellung des getönten Pulverlacks) gemischt, insbesondere trocken gemischt.
Bei der Mischvorrichtung, in der die jeweilige Vormischung unter Aufschmelzen homogenisiert wird, handelt es in der Regel um einen Extruder, z.B. um einen Doppelschneckenextruder.
Der Stammlack, der mit dem ersten Monopigmentlack oder gegebenenfalls auch mit dem mindestens einen weiteren Monopigmentlack gemischt wird, umfasst wie die Monopigmentlacke ein Lackbindemittel und gegebenenfalls auch Füllstoffe (für Pulverlacke geeignete Füllstoffe wie Bariumsulfate, Calciumcarbonate oder Talkum sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und müssen ebenfalls nicht näher erläutert werden). Er ist aber stets frei von Farbpigmenten und anderen farbgebenden Komponenten. Üblicherweise ist er farblos. Der oder die Monopigmentlacke weisen in der Regel einen Anteil an Pigment zwischen 0, 1 Gew.-% und 90 Gew.-%, insbesondere zwischen 0, 1 Gew.-% und 80 Gew.-% auf. Innerhalb dieses Bereiches sind Anteile zwischen 1 Gew.-% und 50 Gew.-% weiter bevorzugt.
Der prozentuale Anteil an Pigment in den Monopigmentlacken variiert üblicherweise von Lack zu Lack. Die optimale Höhe der Pigmentkonzentration in verschiedenfarbigen Monopigmentlacken hängt in aller Regel von Art, Größe und Form des Pigments ab. Wichtig ist, dass der Anteil an Pigment im Monopigmentlack exakt bekannt ist.
Zur Herstellung eines getönten Pulverlacks gemäß der vorliegenden Erfindung kommen bevorzugt handelsübliche Additive zum Einsatz, mit denen sich die Eigenschaften von Pulverlacken einstellen und stabilisieren lassen. Beispiele hierfür sind Additive zur Verbesserung des Applikationsverhaltens wie zum Beispiel Riesel- und Fluidisierhilfsmittel oder Ladungsadditive, Oberflächenadditive wie Verlaufsmittel und Entschäumer, Emulgatoren sowie Netz-, Dispergier- und Lichtschutzmittel. In Abhängigkeit vom verwendeten Lackbindemittel können darüber hinaus auch Vernetzer als Additive zugesetzt werden.
Die Additive können der Vormischung oder der Schmelze aus dem ersten Monopigmentlack und dem unpigmentierten Stammlack und/oder dem mindestens einen weiteren Monopigmentlack oder auch beim oder nach dem Mahlen oder Granulieren der erkalteten Schmelze separat zugesetzt werden. Besonders elegant lassen sich Additive aber auch in Form von additivhaltigen Halbfabrikaten mit einem bekannten Anteil an einem Additiv oder an einer Additivmischung zusetzen. Diese Halbfabrikate umfassen dann wie die Monopigmentlacke und der Stammlack ein Lackbindemittel (in einigen bevorzugten Ausführungsformen das gleiche Lackbindemittel) sowie gegebenenfalls auch Füllstoffe.
Alternativ oder zusätzlich ist es aber natürlich auch möglich, dass der erste und/oder der mindestens eine weitere Monopigmentlack und/oder der unpigmentierte Stammlack ein Additiv oder eine Additivmischung in einem bekannten Anteil enthalten.
Der erste und/oder der mindestens eine weitere Monopigmentlack kommen in einem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt als Granulat oder als Pulver oder auch in Form von Flakes zum Einsatz. Gleiches gilt auch für den unpigmentierten Stammlack. Für optimale Ergebnisse bei der Vormischung dürfen die einzelnen Lackteilchen dabei nicht zu groß sein. Eine möglichst gleichmäßige Teilchengrößenverteilung ist in der Regel wünschenswert.
Grundsätzlich ist es bevorzugt, dass der erste und/oder der mindestens eine weitere Monopigmentlack und/oder der unpigmentierte Stammlack das gleiche Lackbindemittel aufweisen. Es sind aber durchaus Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar, in denen ein oder mehrere der eingesetzten Monopigmentlacke oder der additivhalti- gen Halbfabrikate ein Bindemittel aufweisen, das sich von dem Bindemittel der jeweiligen Mischungspartner unterscheidet. So kann beispielsweise gezielt eine Mattierung des herzustellenden getönten Pulverlackes herbeigeführt werden.
Als Lackbindemittel für die Monopigmentlacke und den Stammlack sowie das additivhaltige Halbfabrikat kommen vor allem Bindemittel auf Epoxid-, Polyester-, Polyacrylat- und/oder Polyurethanbasis in Frage.
Es ist durchaus möglich, ausschließlich aus Monopigmentlacken (sowie gegebenenfalls additivhaltigen Halbfabrikaten) einen getönten Pulverlack herzustellen. Bevorzugt ist allerdings die Anwesenheit des erwähnten unpigmentierten Stammlacks. So weist die oben erwähnte Vormischung üblicherweise einen Anteil an dem unpigmentierten Stammlack zwischen 0,1 Gew.-% und 99,9 Gew.-% auf. Innerhalb dieses Bereiches sind Anteile zwischen 5 Gew.-% und 80 Gew.-% weiter bevorzugt.
Bekanntlich lassen sich beim Farbenmischen aus nur wenigen Grundfarben beliebige Farbtöne zusammensetzen, entsprechend dem jeweili- gen Mischungsverhältnis. Beim erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich der gesamte Farbraum üblicherweise mit bis zu 50 Monopigmentlacken, bevorzugt bis zu 30, insbesondere zwischen 15 und 30 Monopigmentlacken, darstellen. Gemeinsam bilden diese Lacke ein farbmetrisches Eichsortiment, aus welchem rechnerunterstützt jede beliebige Farbe abgebildet werden kann.
Zur Einstellung eines bestimmten Farbtons kommen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt maximal 10 Monopigmentlacke, insbesondere zwischen 2 und 6 Monopigmentlacke, zum Einsatz und werden miteinander und/oder mit dem Stammlack vermischt.
In der Regel wird dabei so vorgegangen, dass ein Solltonwert für den herzustellenden getönten Pulverlack durch Messung bestimmt oder vorgegeben wird. Nach Auswahl der zur Bildung des Solltonwerts erforderlichen Monopigmentlacke wird anhand der bekannten Anteile der in den Monopigmentlacken enthaltenen Pigmente ein Gewichts- und/oder Volumenverhältnis errechnet, in dem die Monopigmentlacke miteinander und/oder dem unpigmentierten Stammlack vermischt werden. Die eingangs beschriebenen Probeausfärbungen sind nicht mehr erforderlich, es kann präzise errechnet werden, welche Monopigmentlacke in welchem Anteil eingesetzt werden müssen.
Das erwähnte eichmetrische Farbsortiment ist als Kit zur Herstellung eines getönten Pulverlacks ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Der Kit umfasst als erste Komponente stets den beschriebenen ersten Monopigmentlack sowie als zweite Komponente entweder den o.g. unpigmentierten Stammlack oder den o.g. mindestens einen weiteren Monopigmentlack oder gegebenenfalls auch beide. Der Kit kann grundsätzlich bis zu 50 Monopigmentlacke umfassen. Bevorzugt umfasst er bis zu 30 Monopigmentlacke, besonders bevorzugt maximal 10 Monopigmentlacke. Als untere Anzahl umfasst der Kit bevorzugt mindestens 2 Monopigmentlacke, besonders bevorzugt mindestens 3 Monopigmentlacke, insbesondere mindestens 5 Monopigmentlacke. Besonders bevorzugt umfasst er zwischen 2 und 50 Monopigmentlacke, insbesondere zwischen 2 und 30 oder alternativ zwischen 3 und 50 oder 5 und 50 Monopigmentlacke.
Idealerweise ist unter den Monopigmentlacken des Kits mindestens einer der folgenden Lacke:
(1 ) ein Monopigmentlack mit einem Schwarzpigment,
(2) ein Monopigmentlack mit einem Weißpigment,
(3) ein Monopigmentlack mit einem Blaupigment,
(4) ein Monopigmentlack mit einem Grünpigment,
(5) ein Monopigmentlack mit einem Rotpigment,
(6) ein Monopigmentlack mit einem Gelbpigment,
(7) ein Monopigmentlack mit einem Magentapigment oder
(8) ein Monopigmentlack mit einem Cyanpigment.
Besonders bevorzugt umfasst der Kit die Monopigmentlacke (1 ) bis (5).
Alternativ oder zusätzlich können in dem Kit auch Monopigmentlacke mit gelben, magenta- und cyanfarbenen Pigmenten enthalten sein, also eine Kombination der Monopigmentlacke (6) bis (8).
Bevorzugt ist jeder einzelne der im Kit enthaltenen Monopigmentlacke farbmetrisch exakt Charakterisert, seine Zusammensetzung, insbesondere sein Pigmentanteil, ist bekannt.
Jeder einzelne der im Kit enthaltenen Monopigmentlacke ist bevorzugt separat abgepackt, beispielsweise in einer Dose, einer Tüte, einem Sack oder einem sonstigen geschlossenen Behälter. Bevorzugt liegen die im Kit enthaltenen Monopigmentlacke als Pulver, als Granulat oder in Form von Flakes vor.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es sei an dieser Stelle explizit betont, dass sämtli- che in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen fakultativen Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens oder des erfindungsgemäßen Kits jeweils für sich allein oder in Kombination mit einem oder mehreren der weiteren beschriebenen fakultativen Aspekte bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein können. Die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen dient lediglich zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung und ist in keiner Weise einschränkend zu verstehen.
Ausführungsbeispiel: Herstellung eines Pulverlackes mit dem Farbton RAL 2000 (glänzend)
(1 ) Zur Erzeugung eines Pulverlackes mit dem gewünschten Farbton wurde eine Vormischung aus den folgenden Komponenten gebildet:
- 46,82 Gew.-% Monopigmentlack gelb
1 1 ,07 Gew.-% Monopigmentlack orange
- 2,39 Gew.-% Monopigmentlack weiss
- 39,72 Gew.-% Stammlack farblos
Bei den Monopigmentlacken handelte es sich jeweils um pulver- förmige Halbfabrikate umfassend ein Lackbindemittel sowie das jeweils angegebene Farbpigment. Bei dem farblosen Stammlack handelte es sich um ein Halbfabrikat umfassend neben einem Lackbindemittel einen Füllstoff.
Die Halbfabrikate wurden zur Herstellung einer Vormischung im angegebenem Mengenverhältnis eingewogen und in einem gängigen Containermischer bis zu 3 Minuten gemischt (Umfangsgeschwindigkeit: 4,5 m/s; Füllgrad: 20-70%). Im Anschluss daran erfolgte ein schonendes Aufschmelzen der Vormischung in einem in der Pulverlackindustrie gängigen Doppelschneckenextruder. Das Extrudat wurde abgekühlt, in Chips gebrochen, und über eine Prallsichtermühle in ein definiertes Kornspektrum (34 - 72 % < 32 μητι, vorzugsweise 40 - 55 % < 32 μητι) zerkleinert, mit einer Siebmaschine mit 140 μητι abgesiebt und in Gebinde abgefüllt. Während des Mahlvorgangs wurde ein Rieselhilfsmittel (gefällte Kieselsäure) in einem Anteil von ca. 0,05 - 0,5 Gewichtsprozent zudosiert.
Der so hergestellte Pulverlack zeichnete sich durch eine hervorragende Reproduzierbarkeit hinsichtlich des Farbtones sowie auch hinsichtlich der sonstigen in der Spezifikation geforderten technischen Eigenschaften aus.
Die in (1 ) verwendeten Halbfabrikate wiesen die folgende Zusammensetzung auf:
Monopigmentlack gelb:
85,3 Gew.-% Bindemittel (carboxyfunktioneller Polyester mit einer Säurezahl von ca. 25 - 50)
8 Gew.-% organisches Gelbpigment (Paliotolgelb L2140HD)
3,6 Gew.-% Härter (Hydroxyalkylamid)
1 Gew.-% Verlaufsmittel (Modaflow Powder 6000)
0,5 Gew.-% Entgasungsadditiv (Benzoin)
0,8 Gew.-% HALS (Tinuvin 144)
0,8 Gew.-% UV-Absorber (Tinuvin 900)
Monopigmentlack orange:
85,3 Gew.-% Bindemittel (carboxyfunktioneller Polyester mit einer Säurezahl von ca. 25 - 50)
8 Gew.-% organisches Orangepigment(Novopermorange HL70)
3,6 Gew.-% Härter (Hydroxyalkylamid)
1 Gew.-% Verlaufsmittel (Modaflow Powder 6000)
0,5 Gew.-% Entgasungsadditiv (Benzoin)
0,8 Gew.-% HALS (Tinuvin 144)
0,8 Gew.-% UV-Absorber (Tinuvin 900) Monopigmentlack weiss:
59,4 Gew.-% Bindemittel (carboxyfunktioneller Polyester mit einer
Säurezahl von ca. 25 - 50)
35 Gew.-% Titandioxid (Kronos 2160)
2,5 Gew.-% Härter (Hydroxyalkylamid)
1 Gew.-% Verlaufsmittel (Modaflow Powder 6000)
0,5 Gew.-% Entgasungsadditiv (Benzoin)
0,8 Gew.-% HALS (Tinuvin 144)
0,8 Gew.-% UV-Absorber (Tinuvin 900)
Stammlack farblos
69,0 Gew.-% Bindemittel (carboxyfunktioneller Polyester mit einer
Säurezahl von ca. 25 - 50)
25 Gew.-% Füllstoff (Blanc fixe HD80)
2,9 Gew.-% Härter (Hydroxyalkylamid)
1 Gew.-% Verlaufsmittel (Modaflow Powder 6000)
0,5 Gew.-% Entgasungsadditiv (Benzoin)
0,8 Gew.-% HALS (Tinuvin 144)
0,8 Gew.-% UV-Absorber (Tinuvin 900)
Zur Herstellung der Halbfabrikate wurden die Rohstoffe jeweils in dem angegebenen Mengenverhältnis eingewogen und in einem Containermischer mit einer definierten Zeit mit definierter Bedingungen wie Drehzahl, Umfangsgeschwindigkeit und Füllgrad homogen gemischt.
Im Anschluss an den Mischprozess erfolgte das Dispergieren in einem Doppelschneckenextruder. Das Extrudat wurde abgekühlt und mittels einer Schneid-Siebmühle auf eine definierte Größe (mittlere Korngröße zwischen 1 und 5 mm) heruntergebrochen. Die Halbfabrikate zeichneten sich durch eine sehr gute Lagerstabilität, ein justiertes Kornspektrum sowie eine optimale Farbstärkejustierung aus.
Die Halbfabrikate wurden in ein farbmetrisches Eichsortiment aufgenommen, mit welchem über eine Rechensoftware eine Vielzahl von Farbtönen - im Beispiel die Farbkarte RAL 2000 - dargestellt werden können. Die Eichausfärbungen sind so justiert, dass Farbtöne theoretisch berechnet und ohne Probeausfärbungen im Labor oder in der Qualitätsprüfung in den Herstellprozess eingesteuert werden können. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung der Durchlaufzeit und ermöglicht eine zeitnahe Belieferung des Kunden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines getönten Pulverlacks, bei dem
• ein erster Monopigmentlack mit einem bekannten Anteil an dem enthaltenen Pigment bereitgestellt wird,
• der erste Monopigmentlack mit einem unpigmentierten Stammlack und/oder mindestens einem weiteren Monopigmentlack mit bekanntem Anteil an dem enthaltenen Pigment vorgemischt wird,
• die Vormischung in eine Mischvorrichtung überführt wird, in der sie unter Aufschmelzen homogenisiert wird, und
• nach Abkühlen die erkaltete Schmelze gemahlen und gesiebt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der mindestens eine weitere Monopigmentlack das Pigment in einem Anteil zwischen 0, 1 Gew.-% und 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 Gew.-% und 50 Gew.-%, enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Monopigmentlack mit einem additivhalti- gen Halbfabrikat mit einem bekannten Anteil an einem Additiv oder an einer Additivmischung vermischt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der mindestens eine weitere Monopigmentlack und/oder der unpigmentierte Stammlack ein Additiv oder eine Additivmischung in einem bekannten Anteil enthalten.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der mindestens eine wei- tere Monopigmentlack und/oder der unpigmentierte Stammlack als Granulat oder als Pulver oder in Form von Flakes vorliegen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der mindestens eine weitere Monopigmentlack und/oder der unpigmentierte Stammlack das gleiche Lackbindemittel aufweisen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormischung zwischen 0, 1 Gew.-% und 99,9 Gew.-%, bevorzugt zwischen 5 Gew.-% und 80 Gew.-%, des unpigmentierten Stammlacks aufweist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 50, vorzugsweise bis zu 10, insbesondere zwischen 2 und 6, Monopigmentlacke miteinander und/oder mit dem Stammlack vermischt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Solltonwert für den herzustellenden getönten Pulverlack bestimmt oder vorgegeben wird und anhand der bekannten Anteile an in dem ersten sowie gegebenenfalls dem mindestens einen weiteren Monopigmentlack enthaltenen Pigment ein Gewichts- und/oder Volumenverhältnis errechnet wird, in dem der erste Monopigmentlack mit dem unpigmentierten Stammlack und/oder dem mindestens einen weiteren Monopigmentlack vorgemischt wird.
10. Kit zur Herstellung eines getönten Pulverlacks, umfassend einen ersten Monopigmentlack sowie einen unpigmentierten Stammlack und/oder mindestens einen weiteren Monopigmentlack.
1. Kit zur Herstellung eines getönten Pulverlacks nach Anspruch 10, umfassend bis zu 50, vorzugsweise zwischen 2 und 50, insbesondere zwischen 2 und 30, Monopigmentlacke.
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