WO2020002256A1 - Verfahren zur herstellung einer optimierten beschichtung und mittels dieses verfahrens erhältliche beschichtung - Google Patents

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WO2020002256A1 PCT/EP2019/066702 EP2019066702W WO2020002256A1 WO 2020002256 A1 WO2020002256 A1 WO 2020002256A1 EP 2019066702 W EP2019066702 W EP 2019066702W WO 2020002256 A1 WO2020002256 A1 WO 2020002256A1
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coating
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pigment
atomization
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PCT/EP2019/066702
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Dirk EIERHOFF
Daniel Briesenick
Georg Wigger
Christian Bornemann
Siegfried RIEDIGER
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Basf Coatings Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing at least one coating (B1) on a substrate, which comprises at least steps (1) to (5), namely providing a coating composition (BZ1) (1), determining the average filament length of a rotary atomization the filament (2) formed according to step (1) provided filament (2), reduction of this determined mean filament length (3), application of at least the coating composition (BZ1) obtained according to step (3) with reduced median filament length to a substrate with formation at least a film (F1) (4) and physical curing, chemical curing and / or radiation curing at least the at least one film (F1) formed on the substrate in accordance with step (4) for forming the coating (B1) on the substrate (5) and one on a substrate coating (B1), which by means of this Procedure is available.
  • a coating composition (BZ1) (1) determining the average filament length of a rotary atomization the filament (2) formed according to step (1) provided filament (2), reduction of this determined mean filament length (3), application of at least the coating composition (BZ1) obtained according to step (3) with reduced median filament length
  • a number of coating compositions such as, for example, basecoats, are applied to the substrate to be coated using rotary atomization.
  • Such atomizers have a rapidly rotating application body, for example a bell plate, which atomizes the coating composition to be applied, in particular in the form of droplets, in the form of droplets due to the centrifugal force which forms filaments.
  • the coating composition is applied electrostatically in order to achieve the highest possible application efficiency and the best possible application to ensure low overspray.
  • the lacquer atomized by centrifugal forces in particular is usually charged by directly applying a high voltage to the coating composition to be applied (direct charging).
  • shear viscosity is a measure of the resistance of a material to flowing in a stretch flow.
  • expansion flows usually occur in all relevant technical processes in addition to the shear flows, such as in the case of capillary inlet and capillary outlet flows.
  • Trouton ratio the classically determined shear viscosity
  • the expansion viscosity can have a very significant influence on the atomization process and the disintegration of the filaments, which then form the spray mist.
  • Methods for determining the expansion viscosity are known in the prior art.
  • the expansion viscosity is usually determined using a Capillary Breakup Extensional Rheometer (CaBER). So far, however, no method is available in which - without actually subjecting the material to be atomized to atomization - both tensile and shear forces are adequately taken into account.
  • the coating compositions used to produce these coatings should have the widest possible application window.
  • a first subject of the present invention is therefore a method for producing at least one coating (B1) on a substrate, which comprises at least steps (1) to (5), namely
  • Another object of the present invention is a coating (B1) located on a substrate, which is obtainable by the process according to the invention, i.e. the first subject of the present invention.
  • the method according to the invention makes it possible to produce coatings with improved properties, in particular with a view to avoiding or at least reducing the tendency to form and / or the occurrence of optical defects and / or surface defects.
  • the method according to the invention can be used to produce coatings which have a lower and, in particular, significantly lower tendency to form imperfections such as pinholes and / or are distinguished by improved appearance.
  • the coating compositions (BZ1) used in the process according to the invention are basecoats, such as aqueous basecoats, by means of which basecoat layers can be produced, in particular as part of a multi-coat paint system.
  • the process according to the invention enables a more economical and ecological process to be carried out compared to conventional processes, since coatings have no or at least less optical defects and / or surface defects can be obtained, but this is possible without having to go through the usually required entire painting and baking process for the production of such coatings and the optimization of their aforementioned advantageous properties and in particular without the coatings obtained in this way with regard to their desired properties have to be examined in a comparatively complex manner in order to be able to assess a possible improvement in the properties examined.
  • This is particularly advantageous from an economic and ecological point of view, since this procedure usually has to be repeated several times in the context of conventional processes until the desired improvement in the properties of the coating has been achieved.
  • the method according to the invention is thus less complex in this regard and has (time) economic and economic advantages over corresponding conventional methods.
  • Formation or occurrence of optical defects and / or surface defects can be realized technically by performing step (3) of the method according to the invention, ie by reducing the average filament length of the filaments formed in a rotary atomization of the coating composition (BZ1) provided according to step (1) , these filament lengths being determined within step (2).
  • step (3) of the method according to the invention ie by reducing the average filament length of the filaments formed in a rotary atomization of the coating composition (BZ1) provided according to step (1) , these filament lengths being determined within step (2).
  • the mean filament lengths of the filaments occurring during the atomization correlate with the occurrence of the aforementioned optical defects and / or surface defects or their avoidance / reduction.
  • the lower the middle Filament length the fewer defects occur. This makes it possible to be able to control the resulting properties, such as optical properties and / or surface properties of the coating to be produced, as a function of the medium filament lengths occurring during atomization, and in particular to avoid or at least reduce the occurrence of optical defects and / or surface defects.
  • the method according to the invention on the basis of the investigation of the atomization behavior of a coating composition (BZ1), determination of the medium filament lengths of the filaments formed and reduction of these medium filament lengths, the properties of the final coating, in particular with regard to an optimization with regard to the occurrence of pinholes, the cloudiness, the course or the appearance can be improved.
  • the mean filament length determined correlates better with these properties than other methods known from the prior art, such as CaBER measurements.
  • step (2) of the method according to the invention the influence of the expansion viscosity which occurs during a rotary atomization of coating composition which can be replaced for the production of coatings, such as the coating composition (BZ1), is taken into account to a sufficient extent.
  • This is particularly successful because comparatively high expansion speeds can be taken into account in this determination, namely expansion rates of up to 100,000 s ' ⁇ and thus higher expansion rates than with conventional CaBER measurements for determining the expansion viscosity, in which, especially in the case of basecoats, only expansion rates of up to can be achieved to 1,000 s "1 , and the average filament lengths are therefore determined at the aforementioned comparatively high elongation rates.
  • the method according to the invention in contrast to conventional CaBER methods, achieves and takes into account a higher expansion viscosity and higher expansion rates
  • the method also allows for the consideration of cross flows that occur during rotary atomization - in addition to shear and elongation rates. Such cross flows are not taken into account in any of the usual known methods for examining shear or strain rheology.
  • aqueous basecoats provided as coating composition (BZ1) in step (1) pigments contained therein, in particular effect pigments such as aluminum effect pigments, with an increasing proportion, based on the total weight of the basecoat, to a shortening of the Length of the filaments (that is to say shorter mean filament lengths) lead at least to those filaments which occur during atomization and which are located on the bell edge of the bell plate. Shorter average filament lengths result in a shorter lifespan for these filaments at the edge of the bell cup. Such shorter average filament lengths in turn mean “finer” atomization of the coating composition used.
  • Atomization as fine as possible is desirable since this is accompanied by a lower degree of wetness, that is to say a less wet appearance of the film formed after application of the coating composition used. It is known to the person skilled in the art that an excessively high degree of wetness can lead to an undesirable occurrence of stoves and / or pinpricks, to a poorer color tone and / or flop and / or to the appearance of cloudy conditions. This technical effect, i.e.
  • the method according to the invention for producing at least one coating (B1) on a substrate comprises at least steps (1) to (5).
  • the coating (B1) is preferably part of a multi-layer coating on the substrate.
  • the coating (B1) preferably represents a basecoat layer of a multi-layer coating on the substrate.
  • the substrate used is preferably a precoated substrate.
  • At least the coating (B1) is at least partially applied to a substrate, preferably at least one surface of the substrate is preferably completely covered.
  • the method according to the invention contains at least steps (1) to (5), but can optionally include further steps.
  • Steps (1) to 5) are preferably carried out in numerical order.
  • steps (2a) and (2b), which are described further below, are carried out simultaneously within step (2), ie the optical detection according to step (2b) is preferably carried out while step (2a) is being carried out.
  • one or more further coating agent compositions can be applied to the substrate within the process according to the invention, each of which is preferably different from the composition (BZ1) and from one another.
  • composition (BZ1) is a preferably aqueous basecoat
  • at least one further coating composition for example a Clear lacquer, in particular a solvent-based clear lacquer.
  • the clear lacquer can be a commercially available clear lacquer, which in turn is applied by customary methods, the layer thicknesses in turn being in the common ranges, for example 5 to 100 micrometers.
  • the method according to the invention preferably comprises at least one further step (4a) which is carried out before step (5) is carried out, but after step (4) is carried out.
  • Step (4a) provides for, before carrying out step (5), at least one further coating composition (BZ2) different from the coating composition (BZ1) to be applied to the film (F1) obtained according to step (4) to form a film (F2) and the to subject films (F1) and (F2) thus obtained together to step (5).
  • the coating composition (BZ2) is preferably a clear lacquer, particularly preferably a solvent-based clear lacquer.
  • the clear lacquer After the clear lacquer has been applied, it can be flashed off at room temperature (23 ° C.) for, for example, 1 to 80 minutes and optionally dried.
  • the clear lacquer is then preferably cured together with the applied coating composition (BZ1) within step (5). Crosslinking reactions take place, for example, whereby an effect-giving and / or color-giving and effect-giving multilayer coating is produced on a substrate.
  • Metallic substrates are preferably used in the process according to the invention. In principle, non-metallic ones are also possible Substrates, especially plastic substrates.
  • the substrates used can be coated. If a metal substrate is to be coated, it is preferably coated with an electro-dip coating before the application of a filler and / or primer filler and / or a basecoat. If a plastic substrate is coated, this is preferably pretreated before the application of a filler and / or primer filler and / or a basecoat. The most commonly used methods for this are flame treatment, plasma treatment and corona discharge. Flaming is preferably used. As mentioned above, the coating composition (BZ1) used is preferably a basecoat, in particular a waterborne basecoat.
  • the coating (B1) obtained is preferably a basecoat film.
  • the substrate can in this case contain at least one of the abovementioned coatings, that is to say a filler and / or primer filler and / or electrocoat layer, before the basecoat is applied.
  • the substrate used preferably has an electrocoat layer (ETL), particularly preferably an electrocoat layer applied by means of cathodic deposition of an electrocoat.
  • Step (1) of the method according to the invention provides for the provision of a coating composition (BZ1).
  • step (2) of the method according to the invention the mean filament length of the filaments formed in a rotary atomization of the coating composition (BZ1) prepared according to step (1) is determined.
  • rotary atomization or “high-speed rotary atomization” or “high-speed rotary atomization” is known to the person skilled in the art.
  • Such rotary atomizers have a rotating application body, which atomizes the coating composition to be applied into a spray in the form of drops due to the acting centrifugal force.
  • the application body is a preferably metallic bell cup.
  • the Rotary atomization by means of atomizers initially produces so-called filaments on the edge of the bell plate, which then further decompose into the aforementioned drops in the course of the atomization process, which then form a spray mist. The filaments thus represent a preliminary stage of these drops.
  • the filaments can be described and characterized by their filament pieces (also referred to as “thread length”) and their diameter (also referred to as “thread diameter”).
  • the expansion viscosity that occurs is taken into account to a sufficient extent.
  • the skilled worker is familiar with the concept of the expansion viscosity he ⁇ displaystyle ⁇ eta _ ⁇ mathrm ⁇ e ⁇ with the unit Pascal second (Pa-s) as a measure of the resistance of a material to flow in an expansion flow. Methods for determining the expansion viscosity are also known to the person skilled in the art.
  • the expansion viscosity is usually determined using what is known as a capillary breakup extensive rheometer (CaBER), which is sold, for example, by Thermo Scientific.
  • CaBER capillary breakup extensive rheometer
  • comparatively high values of the stretch viscosity mean a comparatively high stability of the filaments that arise during atomization.
  • the higher the stability of the filaments the longer the average lifespan of the filaments occurring during atomization (also referred to as thread lifespan) before they continue to disintegrate into drops, which then form the spray mist.
  • Such a comparatively high average lifespan of the filaments is usually accompanied by a higher average filament length of these filaments.
  • a method for determining the thread life, i.e. the life of a filament, in a stretch experiment using a CaBER measurement is given below in the method description
  • step (2) the mean filament length of those filaments which are located on the edge of the bell plate of a bell plate which stiffens the application body of a rotary atomizer which is used in the rotary atomization is preferably determined.
  • the mean filament length mentioned in step (2) is preferably determined by carrying out at least the following process steps (2a), (2b) and (2c), namely by means of
  • Coating agent composition (BZ1) by means of a rotary atomizer, which, as an application body, is a bell plate capable of rotation,
  • step (2b) optical detection of the filaments formed on the edge of the bell plate during the atomization according to step (2a) by means of at least one camera, and
  • the atomized coating composition (BZ1) can be electrostatically charged at the edge of the bell cup by applying a voltage.
  • the speed of rotation (speed of rotation) of the bell cup is adjustable.
  • the rotational speed is preferably at least 10,000 revolutions / min (rpm) and at most 70,000
  • the rotational speed is preferably in a range from 15,000 to 70,000 rpm, particularly preferably in a range from 17,000 to 70,000 rpm, in particular from 18,000 to 65,000 rpm or from 18,000 to 60,000 rpm.
  • a corresponding rotary atomizer in the sense of this invention is preferably referred to as a high-speed rotary atomizer.
  • Rotary atomization in general and high speed rotary atomization in particular are widely used in the automotive industry. The one for this (High-speed) rotary atomizers used are commercially available, examples being products from the Dürr Ecobell® series.
  • Such atomizers are suitable for preferably electrostatic application of a large number of different coating compositions, such as paints, which are used in the automotive industry.
  • Basecoats in particular aqueous basecoats, are particularly preferably used as coating compositions (BZ1) within the process according to the invention.
  • the coating composition (BZ1) can be atomized electrostatically, but need not.
  • the coating agent composition atomized by centrifugal forces is electrostatically charged at the edge of the bell plate by preferably directly applying a voltage, such as high voltage, to the coating agent composition to be applied (direct charging).
  • the outflow rate of the coating composition to be atomized (BZ1) during the execution of step (2a) is adjustable.
  • the outflow rate of the coating composition to be atomized (BZ1) during step (2a) is preferably in a range from 50 to 1,000 ml / min, particularly preferably in a range from 100 to 800 ml / min, very particularly preferably in a range »150 to 600 ml / min, in particular in a range from 200 to 550 ml / min.
  • the outflow rate of the coating composition to be atomized (BZ1) during the implementation of step (2a) is in a range from 100 to 1,000 ml / min or from 200 to 550 ml / min and / or the rotational speed of the bell cup is in a range from 15,000 to 70,000
  • a basecoat particularly preferably an aqueous basecoat, is used as the coating composition (BZ1), in particular an aqueous basecoat which contains at least one effect pigment.
  • the atomization according to step (2a) is preferably carried out at a flow rate of the coating composition (BZ1) provided and to be atomized according to step (1) in a range from 100 to 1,000 ml / min and / or at a speed of rotation of the bell cup in a range of 15,000 up to 70,000 revolutions / min.
  • step (2b) of the method according to the invention the filaments formed on the edge of the bell plate during the atomization according to step (2a) are carried out by means of at least one camera.
  • step (2b) of the method according to the invention the atomization process according to step (2a) is optically recorded on the edge of the bell plate of the bell plate of the bell, in particular photographed and / or a corresponding video recording is made. In this way, information can be obtained about the disintegration of filaments formed during atomization directly on the edge of the bell plate.
  • the camera used to carry out step (2b) is preferably a high-speed camera.
  • Examples of such cameras are models from the Fastcam® series from the Photron Tokyo company in Japan, such as the Fastcam® SA-Z model.
  • the optical detection in step (2b) is preferably carried out by using 30,000 to 250,000 images per second, particularly preferably 40,000 to 220,000 images per second, more preferably 50,000 to 200,000 images per second, very particularly preferably 60,000 to 180,000 images, using the at least one camera, more preferably 70,000 to 160,000 frames per second, and in particular 80,000 to 120,000 frames per second, of the bell plate and in particular the bell plate edge are recorded.
  • the resolution of the images can be set variably. For example, resolutions of 512 x 256 pixels per image are possible.
  • Step (2c) of the method according to the invention provides for a digital evaluation of the optical data obtained by the optical detection according to step (2b).
  • the aim of this digital evaluation is to determine the mean length of the filaments of those filaments that form during atomization directly at the edge of the bell plate, namely at the edge of the bell plate.
  • step (2c) can be carried out by means of image analysis and / or video analysis of the optical data obtained according to step (2b), such as the images and / or videos recorded by the camera in step (2v).
  • Step (2c) is preferably carried out by means of software such as MATLAB® software based on a MATLAB® code.
  • the digital evaluation according to step (2c) preferably comprises several stages of image and / or video processing of the optical data obtained according to step (2b).
  • the determination of the average filament length according to step (2c) preferably includes the standard deviations of the average filament lengths.
  • the standard deviation can possibly occur inhomogeneity and / or
  • Step (2c) is again preferably carried out in several stages.
  • step (2c) The digital evaluation according to step (2c) is preferably carried out in at least six stages (a) to (f), namely
  • step (d) removing drops, fragmented filaments and filaments not on the bell edge from the images obtained according to step (c) to obtain images in which all the remaining objects are filaments,
  • step (e) removing those filaments from the images obtained in step (d) which are not entirely within the images
  • the removal according to stage (d) is preferably carried out by (i) determining the length of all hypotenuses of all objects located on the images, (ii) marking objects as drops and / or fragmented filaments on the images if the determined values of the hypotenuses of these objects falling below a certain value h and eliminating these objects and (iii) checking the remaining objects, namely the filaments, based on their position on the images to determine whether they were on the edge of the bell plate and eliminating those filaments which are not.
  • the value h corresponds to 15 pixels ⁇ or 300 miti).
  • a first stage the bell plate is preferably removed within the respective images taken and on which the digital evaluation is based.
  • each image is smoothed so strongly by means of a Gaussian filter that the entire bell plate, in particular the entire bell, can no longer be recognized.
  • the images thus smoothed are preferably binarized and inverted.
  • a third stage (c) the original images, i.e. the images used in stage (a), binarized and added together with the inverted images from stage (b).
  • the result is a binarized series of images without a bell edge, which in turn is preferably inverted for further evaluation.
  • the binarization takes place in each case in particular in order to better distinguish the filaments to be measured from the background of the images.
  • a fourth stage (d) conditions are preferably defined by means of which filaments can be distinguished from other objects such as drops.
  • the hypotenuse of the filaments are determined including all objects in the respective receptacles, preferably, which are calculated by x min, x m ax, Ymin and Y max of the objects.
  • the values are obtained by means of a MATLAB function which determines these extreme values, ie the corresponding x value in the x direction for each object, namely x min and x ⁇ x. and for each object specifies the corresponding y value in the y direction, namely y min and y max .
  • the hypotenuses of the objects must be greater than a certain value h in order for the object to be regarded as a filament.
  • the value h corresponds to 15 pixels (or 300 pm). All smaller objects, such as drops, are therefore no longer considered for further evaluation.
  • each object must have a y value that is in the immediate vicinity of the bell edge (already removed in the pictures).
  • the y value corresponds to a value that is on a defined path in the y direction, on which each object must be in order to be considered as a filament located on the edge of the bell.
  • the term “close proximity” is understood to mean y values that auto-iron at most 5 pixels from the edge of the bell or at most 5 pixels lie below the edge of the bell. This excludes all, in particular all longer fragments, which are not connected to the bell plate edge, for the extension of the determination of the filament length and only takes into account those filaments which are located on the bell plate edge.
  • a fifth stage (e) all objects remaining within the respective images after stage (d) have been carried out are preferably checked to see whether their minimum x value is greater than 0 and their maximum x value is less than 256. Only objects that meet this condition will be considered in the further course. This means that only filaments that are completely in the picture frame are evaluated. All remaining objects in a recording are preferably numbered.
  • a sixth stage (f) all objects remaining after stage (e) are preferably called up individually and preferably tapered using the skeleton method (skeleton method).
  • skeleton method This method is known to the person skilled in the art. As a result, only one pixel of each object is connected to a maximum of another pixel. The number of pixels per object or filament is then added up. Since the pixel size is known, the real length of the filaments can be calculated. This image evaluation evaluates around 15,000 filaments per shot. This ensures high statistics when determining the filament lengths. The mean filament length of these filaments then results from the totality of all filament lengths of the filaments examined in this way. In this way, the median length of the filaments formed during the atomization is obtained, which are located at the bell cup aunt of the bell cup.
  • step (3) of the method according to the invention the mean filament length determined in step (2) of the filaments formed during the rotary atomization of the coating composition (BZ1) is reduced.
  • the medium filament length is preferably reduced in accordance with step (3) by adapting at least one parameter within the recipe for the coating composition (BZ1) provided in step (1).
  • This adjustment of at least one parameter within the recipe for the coating composition (BZ1) preferably comprises at least one adjustment selected from the group of adjustments of subsequent parameters
  • Coating agent composition (BZ1) as organic solvent contained as component (c) by at least one organic solvent different therefrom,
  • the spray viscosity of the coating composition (BZ1) can be increased or decreased using parameter (v).
  • Parameters (vii) and / or (viii) include / include in particular the exchange and / or the addition of thickeners as additives or the change in their quantity in (BZ1). Such thickeners are described below in the context of component (d).
  • Parameters (i) and / or (ii) include / include in particular the exchange and / or the addition of binders or the change in their amount in (BZ1).
  • binding agent is explained in more detail below.
  • Crosslinkers crosslinking agents are also to be subsumed under this.
  • parameters (i) and / or (Ii) also include a change in the relative weight ratio of crosslinking agent and that binder component which enters into a crosslinking reaction with the crosslinking agent.
  • Parameters (i) to (iv) include / comprise in particular the exchange and / or the addition of binders and / or pigments or the change in their amount in (BZ1). Accordingly, these parameters ( «) to (iv) also implicitly include a change in the pigment / binder ratio within (BZ1).
  • the adjustment of at least one parameter within the recipe for the coating composition (BZ1) particularly preferably comprises at least one adjustment selected from the group of adjustments of the following parameters: (iii) increasing or decreasing, in particular increasing, the amount of at least one pigment and / or filler, in particular effect pigments, present as component (b) in the coating composition (BZ1),
  • Coating agent composition (BZ1) as component (c) organic solvent and / or water contained therein, preferably increasing the amount of water in the coating agent composition (BZ1) as component (c) and / or preferably reducing the amount of at least one in the Coating composition (BZ1) containing organic solvents as component (c),
  • the adjustment of at least one parameter within the recipe for the coating composition (BZ1) very particularly preferably comprises at least one adjustment selected from the group of adjustments of the following parameters: (iii) increasing or decreasing, in particular increasing, the amount of at least one pigment and / or filler, in particular effect pigments, present as component (b) in the coating composition (BZt),
  • Pigments by at least one different pigment in particular at least partial exchange of at least one in the
  • Coating agent composition (BZ1) as component (c) organic solvent and / or water contained therein preferably increasing the amount of water in the coating agent composition (BZ1) as component (c) and / or preferably reducing the amount of at least one in the Coating composition (BZ1) as component (c) organic solvent contained.
  • the amount of at least one pigment or pigment contained in the coating composition (BZ1) as component (b) according to (iii) is preferably increased or decreased in such a way that the pigment content resulting from the increase or decrease by a maximum of ⁇ 10% by weight , particularly preferably at most ⁇ 5% by weight, deviates from the pigment content of the coating composition (BZ1) before carrying out this parameter adjustment (iii).
  • Coating composition (BZ1) contained as component (b) Pigments according to parameter adaptation (iv) in such a way that the at least one pigment contained in (BZ1) before the parameter adaptation (iv) is at least partially exchanged for at least one pigment which is essentially identical to it.
  • the term “essentially identical pigment” means that the effect pigment or pigments capable of at least partial exchange are at least 80% by weight, preferably at least 85% by weight, as the first condition. , particularly preferably at least 90% by weight, very particularly preferably at least 95% by weight, in particular at least 97.5% by weight, in each case based on their total weight, but preferably in each case less than 100% by weight , has / have an identical chemical composition as that or the effect pigments present in the coating composition (BZ1).
  • effect pigments are essentially identical to one another if they are each aluminum effect pigments, but which have a different coating, such as chromating in one case and a silicate layer in the other case, or coating in one case and not in the other case .
  • a further additional condition for “essentially identical pigments” in the context of the present invention in connection with effect pigments is that the effect pigments in their mean particle size do not exceed ⁇ 20%, preferably ⁇ 15%, particularly preferably ⁇ 10% differentiate from each other.
  • the mean particle size is the arithmetic number average of the measured mean particle diameter (d N, 50 % value; number-related median value), which is determined by laser diffraction in accordance with ISO 13320 (date: 2009).
  • the term effect pigment per se is explained in more detail below and further.
  • the term “essentially identical pigment” is understood to mean that the color pigment (s) capable of at least partial exchange are, as a first condition, at least + 20%, preferably around, in their sparkle Differentiate at most ⁇ 15%, particularly preferably by at most ⁇ 10%, in particular by at most ⁇ 5%, of color pigment (s) present in the coating composition (BZ1) before the parameter adjustment (iv).
  • the chromaticity denotes the a, ⁇ chromaticity CIE 1976 (CIELAB chromaticity): [ ⁇ a *) 2 + ⁇ b * ⁇ and is determined according to DIN EN ISO 11664-4 (date: June 2012).
  • a further additional condition “essentially identical pigments” in the sense of the present invention in connection with color pigments is that the color pigments differ in their average particle size by at most ⁇ 20%, preferably by at most + 15%, particularly preferably by at most ⁇ 10% differ.
  • the mean particle size is the arithmetic number average of the measured mean particle diameter (dN, 50% value), which is determined according to ISO 13320 (date: 2009) by means of laser diffraction.
  • dN the measured mean particle diameter
  • Step (1) of the method according to the invention provides for the application of at least the coating composition (BZ1) obtained according to step (3) with a reduced average filament length to a substrate to form at least one film (F1).
  • step (4) in particular when (BZ1) is a basecoat, can do most in the layer thicknesses customary in the automotive industry in the range from, for example, 5 to 100 micrometers, preferably 5 to 60 micrometers, particularly preferably 5 to 30 micrometers preferably from 5 to 20 micrometers.
  • step (4) Application is preferably carried out in accordance with step (4) by means of atomization, such as pneumatic atomization or rotary atomization, in particular by means of rotary atomization of the coating composition (BZ1) obtained in step (3).
  • atomization such as pneumatic atomization or rotary atomization
  • step (3) coating composition obtained in step (3).
  • step (2a) to which reference is hereby made, apply equally to step (4) in the present case if step (4) is carried out by means of rotary atomization.
  • the term “pneumatic atomization” and pneumatic atomizers used for this purpose are also known to the person skilled in the art
  • the method according to the invention comprises at least one further step (4a), which is carried out before step (5) is carried out, but after step (4) is carried out.
  • Step (4a) provides for at least one of the other to be carried out before step (5) is carried out
  • Coating composition (BZ1) to apply various coating composition (BZ2) to the film (F1) obtained in step (4) to form a film (F2) and to subject the films (F1) and (F2) thus obtained together to step (5).
  • the film (F1) obtained in step (4) to form a film (F2) and to subject the films (F1) and (F2) thus obtained together to step (5).
  • Coating composition (BZ2) a clear coat, particularly preferably a solvent-based clear coat.
  • the clear lacquer After the clear lacquer has been applied, it can be flashed off at room temperature (23 ° C.) for, for example, 1 to 60 minutes and optionally dried. Then the kiarlack is preferably cured together with the applied coating composition (BZ1) within step (5).
  • step (5) of the method according to the invention a physical hardening, chemical hardening and / or radiation hardening is carried out at least by applying the
  • the term physical curing preferably includes thermal curing, ie a baking of the at least one film (F1) applied in accordance with step (4). Before baking, drying is preferably carried out according to known methods.
  • (1-component) basecoat materials which are preferred, can be flashed off at room temperature (23 ° C.) for 1 to 60 minutes and then preferably at slightly elevated temperatures of 30 to 90 ° C can be hardened.
  • ventilation and drying are understood to mean evaporation of organic solvents and / or water, as a result of which the paint is drier but not yet cured or no fully crosslinked paint film has yet been formed.
  • the curing that is to say the stoving, is preferably carried out thermally at temperatures from 30 to 200 ° C., such as from 60 to 150 ° C.
  • the coating of plastic substrates is basically analogous to that of metal substrates. However, hardening is generally carried out at significantly lower temperatures of 30 to 90 ° C.
  • the chemical curing is preferably carried out by means of crosslinking reactions of suitable crosslinkable functional groups, which are preferably parts of the polymer used as binder (a). Any customary crosslinkable functional group known to the person skilled in the art can be considered.
  • the crosslinkable functional groups are selected from the group consisting of hydroxyl groups, amino groups, carboxylic acid groups, isocyanates, polyisocyanates and epoxides.
  • Chemical curing is preferably carried out in combination with chemical curing.
  • Suitable radiation sources for radiation curing are, for example, low-pressure mercury lamps, medium-pressure lamps, high-pressure lamps and fluorescent tubes, pulse lamps, metal halide lamps (halogen lamps), lasers, LEDs and, in addition, electron flash devices, which enables radiation curing without a photoinitiator, or excimer lamps.
  • Radiation curing takes place by exposure to high-energy radiation, that is to say UV radiation or daylight, or by irradiation with high-energy electrons.
  • the radiation dose usually sufficient for crosslinking in UV curing is in the range from 80 to 3,000 mJ / cm 2 .
  • several radiation sources can also be used for curing, for example two to four. These can also radiate in different wavelength ranges.
  • Coating agent composition used according to the invention are, for example, low-pressure mercury lamps, medium-pressure lamps, high-pressure lamps and fluorescent tubes, pulse lamps, metal halide lamps (halogen lamps), lasers, LEDs and, in addition, electron flash devices, which enables radiation curing without a photo
  • the following embodiments relate both to the method according to the invention and to the coating (B1) according to the invention, which is further described below.
  • the embodiments described below relate in particular to the coating composition (BZ1) used.
  • the coating composition used according to the invention preferably contains
  • At least one polymer which can be replaced as a binder as component (a) is at least one polymer which can be replaced as a binder as component (a),
  • component (d) in addition to components (a), (b) and (c), one or more of the further optional components mentioned below, such as component (d), may be present therein. All components can each be present in their preferred embodiments mentioned below.
  • the coating composition used according to the invention is preferably a coating composition which can be replaced in the automotive industry. Both coating compositions that can be used in the context of OEM series painting as well as in the context of refinishing can be used.
  • Coating agent compositions which can be replaced in the automotive industry are, for example, electrocoat materials, primers, fillers, basecoats, in particular waterborne basecoats (aqueous basecoats), topcoats including clearcoats, especially solvent based clear coats. The use of water-based paints is particularly preferred.
  • basecoat is known to the person skilled in the art and is defined, for example, in the Römpp Lexicon, Lacquers and Printing Inks, Georg Thieme Verlag, 1998, 10th edition, page 57. Accordingly, a basecoat in particular includes a coloring and / or used in automotive painting and general industrial painting to understand coloring and an optical effect intermediate coating material. This is generally applied to a metal or plastic substrate pretreated with filler or primer, sometimes directly on the plastic substrate. Old paintwork, which may still have to be pretreated (e.g. by grinding), can also serve as substrates. It is now quite common to apply more than one base coat. Accordingly, in such a case, a first basecoat layer forms the background for a second.
  • a waterborne basecoat is an aqueous basecoat in which the proportion of water is> the proportion of organic solvents, based on the total weight of water and organic solvents in% by weight within the waterborne basecoat.
  • the proportions in% by weight of all components contained in the coating composition used according to the invention such as components (a), (b) and (c) and optionally one or more of the further optional components mentioned below, add up to 100% by weight on the total weight of the coating composition.
  • the solids content of the coating Mitel composition used in the invention is in a range of 10 to 45 wt .-%, particularly preferably from 11 to 42.5 weight .-%, most preferably from 12 to 40 wt .-% "in particular 13-37 , 5 wt.%, Each based on the total weight of the coating composition.
  • the solids content, i.e. the non-volatile content, is determined using the method described below.
  • binder preferably refers to the non-volatile fractions of a composition such as the coating composition used in accordance with the invention, with the exception of those used in film formation contained pigments and / or fillers understood.
  • the non-volatile content can be determined according to the method described below.
  • a binder component is therefore any component that contributes to the binder content of a composition such as the coating composition used in accordance with the invention.
  • a basecoat such as an aqueous basecoat which contains at least one polymer which can be replaced as a binder as component (a), for example an SCS polymer described below, a crosslinking agent such as a melamine resin and / or a polymeric additive.
  • component (a) for example an SCS polymer described below
  • a crosslinking agent such as a melamine resin and / or a polymeric additive.
  • a so-called seed-core-shell polymer is particularly preferably used as component (a).
  • SCS polymer seed-core-shell polymer
  • Such polymers or aqueous dispersions containing such polymers are known, for example, from WO 2016/116299 L1.
  • the polymer is preferably a (meth) acrylic copolymer.
  • the polymer is preferably used in the form of an aqueous dispersion.
  • component (a) it is very particularly preferred to use a polymer having an average particle size in the range from 100 to 500 nm, which can be prepared by successive radical emulsion polymerization of three preferably different monomer mixtures (A), (B) and (C) of olefinically unsaturated monomers in water, the mixture (A) containing at least 50% by weight of monomers with a solubility in water of less than 0.5 g / l at 25 ° C. and a polymer which is prepared from the mixture (A), a Glass transition temperature of 10 to 65 ° C, the mixture (B) contains at least one polyunsaturated monomer and a polymer which is prepared from the mixture (B), one
  • a polymer which is produced from the mixture (G) has a glass transition temperature of -50 to 15 ° C,
  • the preparation of the polymer comprises the successive radical emulsion polymerization of three mixtures (A), (B) and (C) of olefinically unsaturated monomers, each in water. It is therefore a multi-stage radical emulsion polymerization, i. the mixture (A) is polymerized first, then ii. in the presence of the i. prepared polymer, the mixture (B) is polymerized and further iii. in the presence of the under ii. prepared polymer, the mixture (C) is polymerized. All three monomer mixtures are thus polymerized via a free-radical emulsion polymerization (that is to say a stage or also a polymerization stage) which is carried out separately, these stages taking place in succession.
  • a free-radical emulsion polymerization that is to say a stage or also a polymerization stage
  • the stages can take place one after the other. It is also possible for the corresponding reaction solution to be stored for a certain period of time and / or transferred to another reaction vessel after completion of a stage and only then to carry out the next stage.
  • the preparation of the polymer preferably comprises no further polymerization steps.
  • Mixtures (A), (B) and (C) are mixtures of olefinically unsaturated monomers.
  • Suitable olefinically unsaturated monomers can be mono- or poly-olefinically unsaturated.
  • suitable mono-olefinically unsaturated monomers include, in particular, (meth) acrylate-based mono-olefinically unsaturated monomers, mono-olefinically unsaturated monomers containing allyl groups and other mono-olefinically unsaturated monomers containing vinyl groups such as, for example, vinylaromatic monomers.
  • the term (meth) acrylic or (meth) acrylate encompasses both methacrylates and acrylates. In any case, but not necessarily, (meth) acrylate-based mono-olefinically unsaturated monomers are preferably used.
  • Mixture (A) contains at least 50% by weight, preferably at least 55% by weight, of olefinically unsaturated monomers with a water solubility of less than 0.5 g / l at 25 ° C.
  • a corresponding preferred monomer is styrene.
  • the solubility of the monomers in water is determined using the method described below.
  • the monomer mixture (A) preferably contains no hydroxy-functional monomers.
  • the monomer mixture (A) likewise preferably does not contain any acid-functional monomers.
  • the monomer mixture (A) very particularly preferably does not contain any monomers with functional groups containing heteroatoms. This means that heteroatoms, if any, are only in the form of bridging groups.
  • the monomer mixture (A) preferably contains only mono-olefinically unsaturated monomers.
  • the monomer mixture (A) contains at least one monounsaturated ester of (meth) acrylic acid with an alkyl radical and at least one vinyl group-containing simple olefinically unsaturated monomer with a radical arranged on the vinyl group, which is aromatic or which is mixed, saturated, aliphatic-aromatic , in which case the aliphatic portions of the radical are alkyl groups.
  • the monomers contained in the mixture (A) are selected so that a polymer produced therefrom has a glass transition temperature of 10 to 65 ° C., preferably 30 to 50 ° C.
  • the glass transition temperature can be determined using the method described below. That in stage i.
  • Polymer produced by the emulsion polymerization of the monomer mixture (A) is also referred to as seed.
  • the seed preferably has an average particle size of 20 to 125 nm (measured by means of dynamic light scattering as described below; cf. determination methods
  • Mixture (B) contains at least one polyolefinically unsaturated monomer, preferably at least one polyolefinically unsaturated monomer.
  • a corresponding preferred monomer is hexanediol diacrylate.
  • the monomer mixture (B) preferably contains no hydroxy-functional monomers.
  • the monomer mixture (B) likewise preferably does not contain any acid-functional monomers.
  • the monomer mixture (B) very particularly preferably does not contain any monomers with functional groups containing heteroatoms. This means that heteroatoms, if any, are only in the form of bridging groups. This is the case, for example, in the (meth) acrylate-based, simple olefinically unsaturated monomers described above which have an alkyl radical as the radical R.
  • the monomer mixture (B) preferably also contains the following monomers: firstly at least one monounsaturated ester of (meth) acrylic acid with an alkyl radical and secondly at least one vinyl olefinically unsaturated monomer containing one of the vinyl group which is aromatic or which is mixed saturated-aliphatic-aromatic, in which case the aliphatic portions of the radical are alkyl groups.
  • the proportion of polyunsaturated monomers is preferably from 0.05 to 3 mol%, based on the total molar amount of monomers of the monomer mixture (B).
  • the monomers contained in the mixture (B) are selected so that a polymer produced therefrom has a glass transition temperature of -35 to 15 ° C., preferably of -25 to + 7 ° C.
  • the glass transition temperature can be determined using the method described below. That in stage ii. polymer produced by the emulsion polymerization of the monomer mixture (B) in the presence of the seeds is also referred to as the core. After stage ii. the result is a polymer which comprises the seed and the core.
  • the polymer, which after stage ii. obtained, preferably has an average particle size of 80 to 280 nm, preferably 120 to 250 nm (measured by means of dynamic light scattering as described below; cf. determination methods).
  • the monomers contained in the mixture (C) are selected so that a polymer produced therefrom has a glass transition temperature of from -50 to 15 ° C., preferably from -20 to + 12 ° C.
  • the glass transition temperature can be determined using the method described below.
  • the olefinically unsaturated monomers of the mixture (C) are preferably selected so that the resulting polymer, comprising seed, core and shell, has an acid number of 10 to 25.
  • the mixture (C) preferably contains at least one alpha-beta unsaturated carboxylic acid, particularly preferably (meth) acrylic acid.
  • the olefinically unsaturated monomers of the mixture (C) are additionally or alternatively preferably selected so that the resulting polymer, comprising the seed, core and shell, has an OH number of 0 to 30, preferably 10 to 25. All the acid numbers and OH numbers mentioned above are values calculated on the basis of the total monomer mixture used.
  • the monomer mixture (C) preferably contains at least one alpha-beta unsaturated carboxylic acid and at least one monounsaturated ester of (meth) acrylic acid with an alkyl radical substituted by a hydroxyl group.
  • the monomer mixture ⁇ C) particularly preferably comprises at least one alpha-beta unsaturated carboxylic acid, at least one monounsaturated ester of (meth) acrylic acid with an alkyl radical substituted by a hydroxyl group and at least one monounsaturated ester of (meth) acrylic acid with an alkyl radical. If an alkyl radical without further specification is mentioned in the context of the present invention, this is always to be understood as a pure alkyl radical without functional groups and heteroatoms. That in stage iii. Polymer produced by the emulsion polymerization of the monomer mixture (C) in the presence of seeds and seeds is also referred to as a shell. After stage iii.
  • the result is a polymer which comprises the seed, core and shell, ie polymer (b).
  • the polymer (b) After its preparation, the polymer (b) has an average particle size of 100 to 500 nm, preferably 125 to 400 nm, very particularly preferably 130 to 300 nm (measured by means of dynamic light scattering as described below; cf. determination methods.)
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of component (a) such as at least one SGS polymer in a range from 1.0 to 20% by weight, particularly preferably from 1.5 to 19% by weight, very particularly preferably from 2.0 to 18.0% by weight, in particular from 2.5 to 17.5% by weight, most preferably from 3.0 to 15.0% by weight, in each case based on the total weight of the coating composition.
  • component (a) such as at least one SGS polymer in a range from 1.0 to 20% by weight, particularly preferably from 1.5 to 19% by weight, very particularly preferably from 2.0 to 18.0% by weight, in particular from 2.5 to 17.5% by weight, most preferably from 3.0 to 15.0% by weight, in each case based on the total weight of the coating composition.
  • the proportion of component (a) in the coating composition can be determined or determined by determining the solids content (also called non-volatile content, solids content or solids content) of an aqueous dispersion containing component (a).
  • the coating composition used according to the invention can contain at least one of the
  • Preferred polyurethanes are described, for example, in German patent application DE 199 48 004 L1, page 4, line 19 to page 11, line 29 (polyurethane prepolymer B1), in European patent application EP 0 228 003 A1, page 3, line 24 to page 5, Line 40, in European patent application EP 0 634 431 A1, page 3, line 38 to page 8, line 9, and international patent application WO 92/15405, page 2, line 35 to page 10, line 32.
  • Preferred polyesters are, for example, in DE 4009858 A1 in column 6, line 53 to column 7, line 61 and column 10, line 24 to column 13, line 3 or WO 2014/033135 A2, page 2, line 24 to page 7, line 10 and page 28, line 13 to page 29, line 13.
  • Preferred polyurethane-poly (meth) acrylate copolymers ((meth) acrylated
  • Preferred polyurethane-polymer urea copolymers are polyurethane
  • Polyurea particles preferably those with an average particle size of 40 to 2000 nm, the polyurethane-polyurea particles, each in a converted form Form containing at least one isocyanate group-containing polyurethane prepolymer containing anionic and / or convertible groups and at least one polyamine containing two primary amino groups and one or more secondary amino groups.
  • Such copolymers are preferably used in the form of an aqueous dispersion.
  • Such polymers can in principle be produced by known polyaddition of, for example, polyisocyanates with polyols and polyamines.
  • the mean particle size of such polyurethane-polyurea particles is determined as described below (measured by means of dynamic light scattering as described below; cf. determination methods).
  • the proportion of such polymers different from the SCS polymer in the coating composition is preferably smaller than the proportion of the SCS polymer.
  • the polymers described are preferably hydroxy-functional and particularly preferably have an OH number in the range from 15 to 200 mg KOH / g, particularly preferably from 20 to 150 mg KOH / g.
  • compositions used according to the invention particularly preferably comprise at least one hydroxy-functional one
  • Polyurethane-poly (meth) acrylate MS polymer again preferably at least one hydroxy-functional polyurethane-poly (meth) acrylic copolymer and at least one hydroxy-functional polyester and optionally a preferably hydroxy-functional polyurethane-poly urea polymer
  • the proportion of the other polymers as binders of component (a) - in addition to an SCS polymer - can vary widely and is preferably in the range from 1.0 to 25.0% by weight, preferably 3.0 to 20.0% by weight .-%, particularly preferably 5.0 to 15.0 wt .-%, each based on the total weight of the
  • the coating composition can contain at least one typical crosslinking agent known per se. If it contains a crosslinking agent, it is preferably at least one aminoplast resin and / or at least one blocked or free polyisocyanate, preferably an aminoplast resin. Among the aminoplast resins, melamine resins are particularly preferred. If the coating composition contains crosslinking agents, the proportion of these crosslinking agents, in particular aminoplast resins and / or blocked or free polyisocyanates, particularly preferably aminoplast resins, including preferably melamine resins, is preferably in the range from 0.5 to 20.0% by weight. %, preferably 1.0 to 15.0% by weight, particularly preferably 1.5 to 10.0% by weight, in each case based on the total weight of the coating composition. The proportion of crosslinking agent is preferably smaller than the proportion of the SCS polymer in the coating composition.
  • filler is known to the person skilled in the art, for example from DIN 55943 (date: October 2001).
  • a “filler” is preferably understood to mean a component which is essentially, preferably completely, insoluble in the coating composition used according to the invention, such as, for example, a waterborne basecoat, which is used in particular to increase the volume.
  • “fillers” preferably differ from “pigments” by their refractive index, which is ⁇ 1.7 for fillers. Any customary filler known to those skilled in the art can be used as component (b).
  • suitable fillers are kaolin, dolomite, calcite, chalk, calcium sulfate, barium sulfate, graphite, silicates such as magnesium silicates, in particular corresponding sheet silicates such as hectorite, bentonite, montmorillonite, talc and / or mica, silicas, in particular pyrogenic silicas, hydroxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as textile fibers, cellulose fibers, polyethylene fibers or polymer powder.
  • silicates such as magnesium silicates, in particular corresponding sheet silicates such as hectorite, bentonite, montmorillonite, talc and / or mica
  • silicas in particular pyrogenic silicas
  • hydroxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide
  • organic fillers such as textile fibers, cellulose fibers, polyethylene fibers or polymer powder.
  • pigment is also known to the person skilled in the art, for example from DIN 55943 (date: October 2001).
  • a “pigment” is preferably understood to mean powdery or platelet-shaped components which are used in the coating agent used according to the invention.
  • Composition such as a waterborne basecoat are essentially, preferably completely insoluble. These are preferably colorants and / or substances which, owing to their magnetic, electrical and / or electromagnetic properties, can be used as pigments.
  • Pigments differ from “fillers” preferably by their refractive index, which for pigments is 1.7.
  • Pigments Colored pigments and effect pigments are preferably subsumed under the term “pigments”.
  • color pigments A person skilled in the art is familiar with the term color pigments.
  • color pigment and “color pigment” are interchangeable in the sense of the present invention. A corresponding definition of the pigments and further specifications thereof is regulated in DIN 55943 (date: October 2001).
  • Inorganic and / or organic pigments can be used as the color pigment.
  • White, colored and / or black pigments are used as particularly preferred color pigments. Examples of white pigments are titanium dioxide, zinc white, zinc sulfide and lithopone. Examples of black pigments are carbon black, iron-manganese black and spinel black.
  • color pigments are chromium oxide, chromium oxide hydratillion, cobalt green, ultramarine green, cobalt blue, ultramarine blue, manganese blue, ultramarine violet, cobalt and manganese violet, red iron oxide, cadmium, molybdenum red and ultramarine, iron oxide brown, mixed brown, spinel and corundum and chrome orange, yellow iron oxide, nickel titanium yellow, chrome titanium yellow , Cadmium sulfide, cadmium zinc sulfide, chrome yellow and blsmutvanadate.
  • effect pigments are preferably those pigments which are optically effect-imparting or color and optically effect-imparting, in particular optically effect-giving.
  • optically effect and color pigment are therefore preferably interchangeable.
  • Preferred effect pigments are, for example, platelet-shaped metallic effect pigments such as platelet-shaped aluminum pigments, gold bronzes, fire-colored bronzes and / or iron oxide-aluminum pigments, pearlescent pigments such as fish silver, basic lead carbonate, bismuth oxychloride and / or metal oxide-mica-like pigments / bleach pigments / mica pigments or other effects or mica pigments / mica pigments such as mica or effect pigments (mica pigments) Iron oxide, multi-layer effect pigments from PVD films and / or liquid crystal polymer pigments. Flaky effect pigments, in particular flake-like aluminum pigments and metal oxide mica pigments, are particularly preferred.
  • the coating composition used according to the invention such as, for example, a waterborne basecoat, particularly preferably comprises at least one effect pigment as component (b).
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of effect pigment as component (b) in a range from 1 to 20% by weight, particularly preferably from 1.5 to 18% by weight, very particularly preferably from 2 to 16% by weight. %, in particular from 2.5 to 15% by weight, most preferably from 3 to 12% by weight or from 3 to 10% by weight, in each case based on the total weight of the coating composition.
  • the total proportion of all pigments and / or fillers in the coating composition is preferably in the range from 0.5 to 40.0% by weight, more preferably from 2.0 to 20.0% by weight, particularly preferably from 3.0 to 15.0% by weight, based in each case on the total weight of the coating composition.
  • component (b), such as at least one effect pigment, to component (a), such as at least one SCS polymer in the coating composition is preferably in a range from 4: 1 to 1: 4, particularly preferably in a range from 2: 1 to 1: 4, very particularly preferably in a range from 2: 1 to 1: 3, in particular in a range from 1: 1 to 1: 3 or from 1: 1 to 1: 2.5.
  • component (c) is preferably in a range from 4: 1 to 1: 4, particularly preferably in a range from 2: 1 to 1: 4, very particularly preferably in a range from 2: 1 to 1: 3, in particular in a range from 1: 1 to 1: 3 or from 1: 1 to 1: 2.5.
  • the coating composition used according to the invention is preferably aqueous. It is preferably a system which, as solvent (that is, as component (c)), mainly water, preferably in an amount of at least 20% by weight, and organic solvents in smaller proportions, preferably in an amount of ⁇ 20% by weight .-%, each based on the total weight of the coating composition.
  • solvent that is, as component (c)
  • organic solvents in smaller proportions, preferably in an amount of ⁇ 20% by weight .-%, each based on the total weight of the coating composition.
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of water of at least 20% by weight, particularly preferably at least 25% by weight, very particularly preferably at least 30% by weight, in particular at least 35% by weight, in each case on the total weight of the coating composition.
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of water which is in a range from 20 to 65% by weight, particularly preferably in a range from 25 to 60% by weight, very particularly preferably in a range from 30 to 55 wt .-%, each based on the total weight of the coating composition.
  • the coating composition used according to the invention preferably contains a proportion of organic solvents which is in a range from ⁇ 20% by weight, particularly preferably in a range from 0 to ⁇ 20% by weight, very particularly preferably in a range from 0.5 to ⁇ 20 wt .-% or up to 15 wt .-%, each based on the total weight of the coating composition.
  • organic solvents examples include heterocyclic, aliphatic or aromatic hydrocarbons, mono- or polyhydric alcohols, in particular methanol and / or ethanol, ethers, esters, ketones and amides, such as.
  • B N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, dimethylformamide, toluene, xylene, butanol, ethyl and butyl glycol and their acetates, butyl diglycol, Diethylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, fsophorone or mixtures thereof.
  • the coating composition used according to the invention can optionally also contain at least one thickener (also referred to as a thickener) as component (d).
  • thickeners are inorganic thickeners, for example metal silicates such as layered silicates, and organic thickeners, for example poly (meth) acrylic acid thickeners and / or ⁇ meth) acrylic acid (meth) acrylate copolymer thickeners, polyurethane thickeners and polymeric waxes.
  • the metal silicate is preferably selected from the group of smectites.
  • the smectites are particularly preferably selected from the group of montmorillonites and hectorites.
  • the montmorillonites and hectorites are selected from the group consisting of aluminum-magnesium silicates and sodium-magnesium and sodium-magnesium-fluorine-lithium layered silicates.
  • These inorganic layered silicates are sold, for example, under the Laponite® brand.
  • Vendickungsmitte! based on Po [y (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid (meth) acrylate copolymer thickeners are optionally crosslinked and / or neutralized with a suitable base. Examples of such thickeners are. lkali Swellable Emulsions ”(ASE), and hydrophobically modified variants thereof, the“ Hydrophically modified Alkali Swellable Emulsions ”(HASE).
  • thickeners are preferably anionic.
  • Corresponding products such as Rheovis® AS 1 130 are commercially available.
  • Thickeners based on polyurethanes e.g. polyurethane associative thickeners
  • Corresponding products such as Rheovis® PU 1250 are commercially available.
  • suitable polymeric waxes are modified polymeric waxes based on ethylene-vinyl acetate copolymers.
  • a corresponding product is commercially available, for example, under the name Aquatix® 8421.
  • the coating composition used in accordance with the invention can, depending on the desired application, one or more commonly used additives included as further component (s) (d).
  • the coating composition can include at least one additive selected from the group consisting of reactive thinners, light stabilizers, antioxidants, deaerating agents, emulsifiers, slip additives, polymerization inhibitors, initiators for radical polymerizations, adhesion promoters, flow control agents, film-forming aids, sag control agents (SCAs), flame retardants with flame retardants. Contain corrosion inhibitors, siccatives, biocides and matting agents. They can be used in the known and customary proportions.
  • the coating composition used according to the invention can be obtained using the customary and known mixing processes and mixing units.
  • Another object of the present invention is at least one coating (B1) located on a substrate which can be obtained according to the method according to the invention.
  • the coating (B1) preferably has a smaller number of surface defects and / or optical defects than a coating which can be obtained by the process according to the invention but without carrying out step (3).
  • the coating (B1) has an improved appearance and / or an improved needlestick robustness compared to a coating which can be obtained by the process according to the invention but without carrying out step (3).
  • the surface defects and / or optical defects are preferably selected from the group of pinholes, stoves, runners, cloudy conditions and / or Appearance (visual appearance).
  • the coating (B1) is preferably a basecoat film, such as a waterborne basecoat film, which in turn can be part of a multi-layer paint system.
  • the examination and assessment of the occurrence of pinholes is carried out in accordance with the determination method described below by counting the pinpricks when the coating is wedged onto a substrate in a layer thickness range from 0 to 40 pm (rock layer thickness), the ranges from 0 to 20 pm and from> 20 to 40 pm can be counted separately, normalization of the results to an area of 200 cm 2 and addition to a total number.
  • a single pin prick is already a defect.
  • the examination and assessment of the occurrence of cookers is carried out in accordance with the determination method described below by determining the cooker limit, i.e. the layer thickness of a coating such as a basecoat layer from which cookers appear, in accordance with DIN EN ISO 28199-3, point 5. (Date: January 2010 ).
  • a single cooker is preferably already a defect.
  • the examination and assessment of the appearance takes place in accordance with the determination method described below by assessing the course when the coating is wedge-coated on a substrate in a layer thickness range from 0 to 40 pm (dry layer thickness), different ranges, for example from 10-15 pm, 15- 20 pm and 20-25 pm are marked and by means of the Wave scan measuring device from Byk-Gardner GmbH, the examination and assessment is carried out within these layer thickness ranges.
  • the Investigation and assessment of the occurrence of runners is carried out according to the determination method described below by determining the inclination of the runners according to DIN EN ISO 28199-3, point 4. (Date: January 2010).
  • a defect preferably occurs when runners appear from a layer thickness which is below a layer thickness which is 125% of the target layer thickness.
  • the target layer thickness is, for example, 12 pm
  • a defect occurs if runners occur at a layer thickness of 12 pm + 25%, that is to say at 16 pm.
  • the layer thicknesses are determined according to DIN EN ISO 2808 (date: May 2007), method 12A, preferably using the MiniTest® 3100- 4100 measuring device from ElektroPhysik. In all cases, it is the rock layer thickness.
  • the non-volatile content (of the solid) is determined in accordance with DIN EN ISO 3251 (date: June 2008). 1 g of sample are weighed into a previously dried aluminum dish and dried in a drying cabinet for 60 minutes at 125 ° C., cooled in a desiccator, and then weighed back. The residue based on the total amount of the sample used corresponds to the non-volatile fraction. If necessary, the volume of the non-volatile component can be determined in accordance with DIN 53219 (date: August 2009).
  • M n the number average molecular weight (M n ) is determined using a vapor pressure osmometer type 10.00 (Knauer) on series of concentrations in toluene at 50 ° C. with benzophenone as calibration substance to determine the experimental calibration constant of the measuring device used according to E. Schröder, G. Müller, K.-F. Arndt, "Guide to Polymer Characterization", Akademie-Verlag, Berlin, pp. 47-54, 1982.
  • the OH number and the acid number are each determined by calculation.
  • the mean particle size is determined by means of dynamic light scattering (photon correlation spectroscopy) (PCS) based on DIN ISO 13321 ⁇ date: October 2004).
  • PCS dynamic light scattering
  • a “Malvem Nano S90” (from Malvern Instruments) at 25 ⁇ 1 ° C is used for the measurement.
  • the device covers a size range from 3 to 3000 nm and is equipped with a 4mW He-Ne laser at 633 nm.
  • the respective samples are diluted with particle-free, deionized water as the dispersion medium and then measured in a 1 ml polystyrene cuvette with a suitable scattering intensity ,
  • the evaluation was carried out using a digital correlator with the aid of the evaluation software Zetasizer Vers. 7.1 1 (Fa.
  • the mean particle size is understood to mean the arithmetic mean number of the measured mean particle diameter (Z average mean; number mean; d N, so % value). The standard deviation of a 5-fold determination is ⁇ 4%.
  • the mean particle size is understood to mean the arithmetic volume mean from the mean particle size of the individual preparations (V-average mean; volume mean; dv , 50% value (volume-related median value)). The maximum deviation of the volume mean from five individual measurements is ⁇ 15%. The check is carried out using polystyrene standards with certified particle sizes between 50 and 3000 nm.
  • the layer thicknesses are determined in accordance with DIN EN ISO 2808 (date: time 2007), method 12A using the MlniTest® 3100-4100 measuring device from ElektroPhysfk.
  • wedge-shaped multi-layer coatings are manufactured according to the following general rule:
  • a steel sheet with the dimensions 30 x 50 cm coated with a standard KTL (CathoGuard® 800 from BASF Coatings GmbH) is provided with an adhesive strip (Tesa tape, 19 mm) on a ling edge in order to be able to determine differences in layer thickness after coating.
  • a water-based bag is applied electrostatically as a wedge with a target layer thickness (layer thickness of the dried material) of 0-40 pm.
  • the outflow rate is between 300 and 400 ml / min; the speed of the ESTA-G locke is varied between 23,000 and 43,000 rpm; the exact details of the application parameters selected in each case are given below within the experimental section.
  • the structure After a flash-off time of 4-5 minutes at room temperature (18 to 23 ° C) the structure is dried in a forced air oven for 10 minutes at 60 ° C. After removing the adhesive strip, a commercially available two-component clear coat (ProGloss® from BASF Coatings GmbH) with a target layer thickness (layer thickness of the dried material) of 40-45 pm is manually applied to the dried water-based lacquer layer using a flow cup gun. The resulting clear lacquer layer is flashed off at room temperature (18 to 23 ° C.) for 10 minutes; Then the curing takes place in a convection oven at 140 ° G for a further 20 minutes.
  • a commercially available two-component clear coat ProGloss® from BASF Coatings GmbH
  • the occurrence of pinholes is assessed visually according to the following general rule: The dry layer thickness of the waterborne basecoat is checked and the areas from 0 to 20 pm and from 20 pm to the end of the wedge are marked on the steel sheet for the basecoat layer thickness wedge. The pinholes are evaluated visually in the two separate areas of the water-based lacquer wedge. The number of needle stitches is counted for each area. All results are normalized to an area of 200 cm 2 and then added to a total number. In addition, a record is made of the dry layer thickness of the water-based lacquer wedge at which needle sticks no longer occur.
  • the course of the course, which is dependent on the layer thickness, is assessed according to the following general rule: the dry layer thickness of the water-based basecoat is checked, and different areas, for example 10-15 pm, 15-20 pm and 20-25 pm, are marked on the steel sheet for the basecoat film wedge ,
  • the determination or assessment of the course depending on the layer thickness is carried out with the aid of the Wave scan measuring device from Byk-Gardner GmbH within the previously determined basecoat layer thickness ranges.
  • a laser beam is directed at an angle of 60 to the surface to be examined, and the fluctuations of the reflected light in the so-called short wave range (0.3 to 1, 2 mm) and in a so-called long wave range (1, 2 to 12 mm) with the help of
  • the Measuring device determines the characteristic "distinctness of imgage" (DOI) (the higher the value, the better the appearance).
  • multi-layer coatings are produced according to the following general procedure:
  • a water-based lacquer is applied to a steel sheet with the dimensions 32 x 60 cm coated with a conventional filler paint by double application; the application in the first step is electrostatic with a target layer thickness of 8-9 pm, in the second step after a 2-minute flash-off time at room temperature it is also applied electrostatically with a target layer thickness of 4-5 pm.
  • the resulting waterborne basecoat is then dried again after 5 minutes at room temperature (18 to 23 ° C) in a forced air oven for 5 minutes at 80 ° C. Both basecoats are applied at a speed of 43,000 rpm and a flow rate of 300 ml / min.
  • a commercially available two-component clear lacquer (PnoGloss from BASF Coatings GmbH) with a target layer thickness of 40-45 mm is applied to the dried water-based lacquer layer.
  • the resulting clear lacquer layer is flashed off at room temperature (18 to 23 ° C.) for 10 minutes; Then the curing takes place in a convection oven at 140 ° C for a further 20 minutes.
  • the cloudiness is then assessed using the cloud-runner measuring device from BYK-Gardner GmbH.
  • the device the three parameters "MottlinglS”, “Mottling45” and “Motling60”, which can be viewed as a measure of the cloudiness, measured at angles of 15 °, 45 ° and 60 ° relative to the angle of reflection of the light source used for the measurement. The larger the value, the more pronounced the cloudy picture.
  • the Haake CaBER 1 (Thermo Scientific) is used to investigate the elongation behavior of the samples used.
  • the sample is located between two parallel plates, the have a diameter of 8 mm and a distance of 2 mm to each other.
  • the upper plate is then moved upwards within 40 ms so that the new distance between the two plates is 10 mm.
  • the thread diameter i.e. the filament diameter
  • the thread diameter is recorded using a high-speed camera at a frame rate of 1000 frames per second and a resolution of 1024 x 1024 pixels.
  • the rheological properties of the material are determined from the course of the thread diameter. Such materials have a higher resistance to stretching currents (i.e. a higher stretching viscosity), which show a longer thread life (filament life).
  • the disintegration of the filaments on the edge of the bell is recorded using the high-speed camera Fastcam SA-Z (company Photron Tokyo, Japan) at a frame rate of 100,000 frames per second and a resolution of 512 x 256 pixels. 2000 pictures are used per picture for the picture evaluation.
  • the individual images are processed in several steps in order to be able to evaluate the length of the filaments.
  • the bell edge is removed from the respective images. To do this, each image is smoothed so much using a Gaussian filter that only the edge of the bell can be seen.
  • These images are then binarized and inverted (a). Then the original images are binarized (b) and added together with the inverted images (a).
  • the result is a binarized series of images without a bell edge, which is inverted for further evaluation (c).
  • conditions are defined so that filaments can be distinguished from other objects.
  • the hypotenuses of all objects are determined, which are determined using Xm in , Xmax. ymin and y ma * of the objects are calculated.
  • the hypotenuses of the objects must be greater than a certain value h in order for the object to be regarded as a filament. All smaller objects, such as drops, are no longer considered for further evaluation.
  • each object must have a y value that is in the immediate vicinity of the bell edge. This will make longer fragments that are not with the bell edge are excluded for the evaluation of the filament length.
  • the remaining objects must meet the requirement that their minimum x value is greater than 0 and their maximum x value is less than 250. This means that only filaments that are completely in the picture frame are evaluated. All objects that can meet the four conditions are retrieved individually and rejuvenated using the skeleton method. As a result, only one pixel of each object is connected to a maximum of another pixel. The number of pixels per filament is then added up. Since the pixel size is known, the real length of the filaments can be calculated. This image evaluation evaluates around 15,000 filaments per shot. This ensures high statistics when determining the filament lengths.
  • the solubility of the monomers in water is determined via an equilibrium with the gas space above the aqueous phase ⁇ analogous to the literature X.- S. Chai, GX Hou, FJ Schork, Journal of Applied Polymer Science Vol. 99, 1296-1301 (2006) ).
  • a mass of the respective monomer is added to a defined volume of water such as 2 ml in a 20 ml gas space sample tube that this mass cannot dissolve completely in the selected volume of water.
  • an emulsifier (10 ppm, based on the total mass of the sample mixture) is added.
  • the mixture is shaken constantly.
  • the protruding gas phase is exchanged for inert gas, so that an equilibrium is restored.
  • the proportion of the substance to be detected is measured in each case in the gas phase removed (for example by means of gas chromatography).
  • the equilibrium concentration in water can be determined by graphically evaluating the proportion of the monomer in the gas phase.
  • the slope of the curve changes from an almost constant value (S1) to a significantly negative slope (S2) as soon as the excess monomer is removed from the mixture.
  • S1 almost constant value
  • S2 significantly negative slope
  • the equilibrium concentration is reached at the intersection of the straight line with the slope S1 and the straight line with the slope S2.
  • the determination described is carried out at 25 ° C. 11. Determination of glass transition temperatures of polymers, each consisting of
  • the glass transition temperature T g is determined experimentally in accordance with DIN 51005 (date: August 2005) "thermal analysis (TA) - terms” and DIN 53765 “thermal analysis - dynamic differential calorimetry (DDK)” (date: March 1994).
  • a sample is determined of 15 mg weighed into a sample pan and inserted into a DSC device. It is cooled to the starting temperature and then a first and a second measuring run are carried out with an inert gas purging (N2) of 50 ml / min with a heating rate of 10 K / min, with cooling to the starting temperature again between the measuring runs.
  • N2 inert gas purging
  • the measurement takes place in the temperature range from about 50 ° C lower than the expected glass transition temperature to about 50 ° C higher than the expected glass transition temperature.
  • the glass transition temperature is the temperature in the second measuring run at which half the change in the specific heat capacity (0.5 delta cp) is reached. It is determined from the DDK diagram (plot of heat flow against temperature). It is the temperature that corresponds to the intersection of the center line between the extrapolated baselines before and after the glass transition with the measurement curve.
  • the well-known Fox equation can be used for a targeted estimate of the glass transition temperature to be expected during the measurement.
  • the Fox equation is a good approximation, which is based on the glass transition temperatures of the homopolymers and their parts by weight without including the molecular weight, it can be used as a useful aid for the person skilled in the synthesis, so that a desired glass transition temperature can be set via a few targeted experiments ,
  • the wetness level of a film formed after application of a coating composition such as a waterborne basecoat to a substrate is assessed.
  • the coating composition is applied electrostatically as a constant layer in the desired target layer thickness (layer thickness of the dried material) such as a target layer thickness, which is in a range from 15 pm to 40 pm, by means of rotary atomization.
  • a multi-layer coating is produced in accordance with DIN EN ISO 28199-1 (date: January 2010) and DIN EN ISO 28199-3 (date: January 2010) according to the following general rule: one with a hardened cathodic electrocoat (KTL ) (CathoGuard® 800 der
  • multi-layer coatings are produced in accordance with DIN EN ISO 28199-1 (date: January 2010) and DIN EN ISO 28199-3 (date: January 2010) according to the following general regulation: a) Waterborne basecoats
  • clear coats :
  • KTL cathodic electrocoat
  • the run inclination is determined in accordance with DIN EN ISO 28199-3, point 4.
  • the layer thickness is determined from which a first inclination to run on a hole can be visually observed.
  • the opacity is determined in accordance with DIN EN ISO 28199-3 (January 2010; point 7). Examples and comparative examples
  • Table 1.2 Key figures of the aqueous dispersion AD1 and the polymer it contains
  • the dissolution of diethylenetriamine diketimine in methyl isobutyl ketone was previously by azeotropically circling water of reaction in the reaction of diethylenetriamine (from BASF SE) with methyl isobutyl ketone in methyl isobutyiketone at 110-140 ° G.
  • the mixture was adjusted to an amine equivalent mass (solution) of 124.0 g / eq by dilution with methyl isobutyl ketone.
  • a blocking of the primary amino groups of 98.5% was determined by means of IR spectroscopy on the basis of the residual absorption at 3310 cm-1.
  • the solids content of the isocyanate group-containing polymer solution was determined to be 45.3%.
  • microgel dispersion (PD1) thus obtained had the following key figures:
  • Solids content (130 ° C, 60 min, 1 g): 40.2% by weight
  • the yellow paste P1 is made from 17.3 parts by weight of Sicotrans yellow L 1918, available from BASF SE, 18.3 parts by weight of a polyester, 43.6 parts by weight, prepared according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE 40 09 858 A1 a binder dispersion prepared in accordance with international patent application WO 92/15405, page 15, lines 23-28, 16.5 parts by weight of deionized water and 4.3 parts by weight of butyl glycol.
  • the white paste P2 is made from 50 parts by weight of titanium rutile 2310, 6 parts by weight of a polyester produced according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE 40 09 858 A1, 24.7 parts by weight of one according to the patent application EP 022 8003 B2, p. 8, lines 6 to 18 prepared binder dispersion, 10.5 parts by weight of deionized water, 4 parts by weight of 2, 4, 7, 9-tetramethyl-5-decind io 1.52% in BG (available from BASF SE), 4, 1 part by weight of butyl glycol, 0.4 part by weight of 10% dimethylethanolamine in water and 0.3 part by weight of Acrysol RM-8 (available from The Dow Chemical Company).
  • the black paste P3 is made from 57 parts by weight of a polyurethane dispersion prepared in accordance with WO 92/15405, page 13, line 13 to page 15, line 13, 10 parts by weight of carbon black (carbon black Monarch® 1400 from Cabot Corporation), 5 parts by weight of a polyester , produced according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE 40 09 858 A1, 6.5 parts by weight of a 10% aqueous dimethylethanolamine solution, 2.5 parts by weight of a commercially available polyether (P! ur! ol® P900, available from BASF SE), 7 parts by weight of butyl diglycol and 12 parts by weight of deionized water.
  • a polyurethane dispersion prepared in accordance with WO 92/15405 page 13, line 13 to page 15, line 13, 10 parts by weight of carbon black (carbon black Monarch® 1400 from Cabot Corporation), 5 parts by weight of a polyester , produced according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE 40 09 858 A1, 6.5 parts by
  • the barium sulfate paste P4 is made from 39 parts by weight of a polyurethane dispersion prepared in accordance with EP 0228003 B2, page 8, lines 6 to 18, 54 parts by weight of barium sulfate (Blanc fixe micra from Sachtleben Chemie GmbH), 3.7 parts by weight of butyl glycol and 0.3 parts by weight of Agitan 282 (available from Munzing Chemie GmbH) and 3 parts by weight of deionized water.
  • the steatite paste P5 is made from 49.7 parts by weight of an aqueous binder dispersion prepared according to WO 91/15528, p. 23, line 26 to p. 24, line 24, 28.9 parts by weight of steatite (Microta! C IT extra from Mondo Minerals BV), 0.4 parts by weight of Agitan 282 (available from Munzing Chemie GmbH), 1.45 parts by weight of Disperbyk®-184 (available from BYK-Chemie GmbH), 3.1 parts by weight of a commercially available polyether (Pluriol® P900, available from BASF SE ) and 16.45 parts by weight of deionized water.
  • aqueous phase The components listed in Table 5.1 under “aqueous phase” are stirred together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes. Then, using deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 5 mPa-s at a shear stress of 1000 s 1 , measured using a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / GC by Anton Paar) at 23 ° C.
  • Aqueous polyurethane to polyurea Aqueous polyurethane to polyurea
  • Butylglycol (Rheovis® PU 1250 available from 0.33 0.27 0.20
  • aqueous phase The components listed in Table 5.2 under “aqueous phase” are mixed together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a pre-mix is made from the components listed under "Aluminum pigment pre-mix” or “Micapigment pre-mix”. These premixes are added separately to the aqueous mixture. After adding a premix, the mixture is stirred for 10 minutes in each case.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Polyurethane dispersion produced according to WO 92/15405, p. 13, line.
  • Polyester produced according to page 28, lines 13 to 33 (example
  • Polyester prepared according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE
  • Pluriol® P900 available from BASF SE 0.6
  • Ratio pigment / binder 0.3 0.3
  • aqueous phase The components listed in table 5.3 under “aqueous phase” are mixed together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under “Aluminum pigment premix ü . This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes. Then, using deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 5 mPa-s at a shear stress of 1000 s 1 , measured using a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) at 23 ° C.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Daotan® VTW 6464 available from Allnex 1.59 1.59 1.59 1.59 polyurethane modified polyacrylate; manufactured
  • Tinuvin® 123 available from BASF SE 0.64 0.64 0.64 0.64 Tinuvin® 384-2, available from BASF SE 0.40 0.40 0.40 0.40
  • Polyester prepared according to Example D, column nn
  • aqueous phase The components listed in Table 5.4 under “aqueous phase” are stirred together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes. Then, using deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 5 mPa-s at a shear stress of 1000 s ”1 , measured with a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) at 23 ° C.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Aqueous binder dispersion AD1 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33
  • Butylglycol (Rheovis® PU 1250 available from BASF SE) Aluminum plmafit premix:
  • Ratio pigment / binder 0.25 0.09 0.25 0.09
  • aqueous phase The components listed in Table 5.5 under “aqueous phase” are mixed together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture was stirred for 10 minutes. Subsequently, with the aid of deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 5 mPa-s at a shear stress of 1000 s ' 1 , measured with a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) at 23 ° C.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Tinuvin® 123 available from
  • Example D column 16, lines 37-3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
  • aqueous phase The components listed in table 5.6 under “aqueous phase” are mixed together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. These premixes are added separately to the aqueous mixture. After adding a premix, the mixture is stirred for 10 minutes in each case. Then, using deionized water and dimethyiethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 85 ⁇ 10 mPa-s at a shear stress of 1000 s 1 , measured with a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) at 23 ° C. Table 5.6; Production of waterborne basecoats WBL25 to WBL30
  • Aqueous binder dispersion AD1 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33 26.33
  • deionized water 1.69 1, 69 1, 69 1.69 1, 69 1, 69
  • Rheovis® AS 1130 available from BASF SE 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 10% dimethyiethanolamine in water 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0, 51 2,4,7, 9-tetramethy! -5-decindiol, 52% in BG
  • Pigment / binder ratio 0.25 0.09 0.25 0.09 0.25 0.09 0.25 0.09 0.09 0.09 0.09
  • aqueous phase The components listed in Table 5.7 under “aqueous phase” are stirred together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Aluminum pigment premix”. This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes.
  • the pH is then adjusted to 8 using deionized water and dimethyiethanolamine and a spray viscosity of 130 ⁇ 5 mPa-s (WBL31) or 80 ⁇ 5 mPa-s (WBL31a) at a shear stress of 1000 s ⁇ measured with a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from the company Anton Paar) at 23 ° C. In the case of WBL31a, a higher amount of deionized water is used for this.
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Polyurethane dispersion manufactured according to WO 92/15405, p. 13, line.
  • Tinuvin® 123 available from BASF SE 0.61 0.61
  • Tinuvin® 384-2 available from BASF SE 0.38 0.38 deionized water 7.91 12.10
  • Polyester prepared according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE “ 7Q
  • Ratio pigment / binder 0.23 0.23 5.8 Production of water-based paints WBL32 and WBL33
  • aqueous phase The components listed in Table 5.8 under “aqueous phase” are stirred together in the order given to form an aqueous mixture.
  • a premix is made from the components listed under "Butylglycol / polyester blend (3: 1)". This premix is added to the aqueous mixture. After the addition, the mixture is stirred for 10 minutes. Then, using deionized water and dimethylethanolamine, a pH of 8 and a spray viscosity of 135 ⁇ 5 mPa s at a shear load of 1000 s 1 , measured with a rotary viscometer (Rheolab QC device with temperature control system C-LTD80 / QC from Anton Paar) at 23 ° C.
  • Polyurethane dispersion produced according to WO 92/15405, p. 13, line.
  • Tinuvin® 123 available from BASF SE 0.75 0.75
  • Tinuvin® 384-2 available from BASF SE 0.47 0.47
  • Polyester produced according to Example D, column 16, lines 37-59 of DE
  • Aqueous phase Aqueous phase:
  • Daotan® VTW 6464 available from Allnex 1.75 1.75 1, 75 1, 75 polyurethane modified polyacrylate; manufactured
  • Butylglycol (Rheovis® PU1250 available from 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26
  • Tinuvin® 123 available from BASF SE 0.71 0.71 0.71 0.71 0.71
  • Tinuvin® 384-2 available from BASF SE 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44
  • the determination of the mean filament length at the bell edge shows that with increasing concentration of the aluminum pigments within the respective basecoats (the concentration increases from WBL1 to WBL3 or from WBL4 to WBL6), smaller filaments with shorter filament lengths are formed, which is due to the visually assessed degree of wetness correlated.
  • concentration of the aluminum pigments increases, the atomization becomes finer overall as smaller filaments are formed, and the result is a lower degree of wetness, which is contrary to what a person skilled in the art would appreciate due to the CaBER measurements and the increasing thread lifetimes within the WBL1 to series WBL3 or WBL4 to WBL6 would have expected.
  • WBL8 proved to be significantly more critical with regard to the occurrence of needlesticks, especially at a relatively low speed of 23,000 rpm. This behavior correlates with a longer filament length, which was determined experimentally in the case of WBL8 in comparison to WBL7 and which in turn is a measure for a coarser atomization or an increased degree of wetness.
  • Table 6.2 Results of the investigations regarding the occurrence of needlesticks
  • WBL11 and WBL15 or WBL12 and WBL16 each containing the same pigment and the same amount of pigment, show that the basecoats WBL13 to WBL16 each have a smaller flow rate of 300 ml / min and a speed of 43,000 rpm Specify the filament length as the corresponding reference sample WBL9 to WBL12 and thus atomize more finely. This is reflected in significantly better needlestick robustness and also less cloudiness.
  • WBL12 0.820 10.40 74.35 15.10 71.44 18.70 68.37 4 WBL9 and WBL11 each have a pigment / binder ratio of 0.35, whereas WBL10 and WBL12 each have a pigment / binder ratio of 0.13.
  • the experimental results show a correlation between the filament lengths or the resulting atomization properties and the appearance / course, here depending on the layer thickness:
  • a longer filament length i.e. a coarser and therefore wetter atomization leads to poorer flow values, which is illustrated by the short wave and DOI values obtained.
  • Morpho grain size .. ..
  • the tests on the water-based paints WBL32 and WBL33 as well as WBL34 and WBL35 or WBL34a and WBL35a with regard to the degree of wetness were carried out according to the method described above. In particular, it clarifies how an additional amount of a co-binder (polyester), but especially a solvent, can be used to influence the atomization and the resulting degree of wetness, which is responsible for properties such as cloudy, needlestick robustness, etc.
  • the tests on the samples WBL32 and WBL33 were carried out at a speed of the ESTA bell of 63,000 rpm, that of the samples WBL34 and WBL35 or WBL34a and WBL35a at 43,000 rpm and 63,000 rpm. In all cases the outflow rate was 300 ml / min. Tables 6.13 and 6.14 summarize the results.
  • the examples demonstrate that the method according to the invention can be used to produce coatings which, by reducing the average filament lengths in accordance with step (3) of the method, improve the qualitative properties, in particular with regard to the number of needlesticks, degree of wetness, cloudiness and / or course or appearance and have opacity.
  • the method according to the invention is thus a simple and efficient method for producing coatings that are optimized in this regard.
  • Sample KL1 is a commercially available two-component clear coat (ProGloss from BASF Coatings GmbH), containing pyrogenic silica as a rheology aid (Aerosil® grades from Evonik), the base coat with ethyl 3-ethoxypropionate to a viscosity of 100 mPa-s was set at 1000 / s.
  • Sample KL1a corresponds to KL1 with the difference that the base varnish was adjusted to a viscosity of 50 mPa-s at 1000 / s with ethyl 3-ethoxypnopionate.
  • Sample KL1 b corresponds to KL1 with the difference that it contains no pyrogenic silica as a rheological aid.
  • the base varnish was also adjusted to a viscosity of 100 mPa-s at 1000 / s with ethyl 3-ethoxypropionate as in the case of KL.
  • KL1b 1 4 36 42 In the case of KL1b, mean filament lengths were determined that were longer than in the case of KL1. The same applies to KL1a: here too, medium filament lengths were determined that were longer than in the case of KL1.
  • receptive measures such as reducing the spray viscosity (KL1a) or eliminating the rheological aids based on pyrogenic silica (KL1b) deteriorate the atomization compared to the reference KL1 (longer filaments on the bell edge during the atomization process), which is results in a deterioration in rotor stability,
  • the examples demonstrate that the process according to the invention can be used to produce coatings which, by reducing the medium filament lengths in step (3) of the process, have improved qualitative properties, in particular with regard to the runner behavior.
  • the method according to the invention is thus a simple and efficient method for producing coatings that are optimized in this regard.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wenigstens einer Beschichtung (B1) auf einem Substrat, welches wenigstens die Schritte (1) bis (5) umfasst, nämlich Bereitstellung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) (1), Ermittlung der mittleren Filamentlänge der bei einer Rotationszerstäubung der gemäß Schritt (1) bereitgestellten Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) gebildeten Filamente (2), Reduzierung dieser ermittelten mittleren Filamentlänge (3), Aufbringen von wenigstens der nach Schritt (3) erhaltenen Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) mit reduzierter mittlerer Filamentlänge auf ein Substrat unter Bildung wenigstens eines Films (F1) (4) und physikalische Härtung, chemische Härtung und/oder Strahlenhärtung wenigstens des gemäß Schritt (4) auf dem Substrat gebildeten wenigstens einen Films (F1) zur Ausbildung der Beschichtung (B1) auf dem Substrat (5) sowie eine auf einem Substrat befindliche Beschichtung (B1), welche mittels dieses Verfahrens erhältlich ist.

Description

Verfahren zur Herstellung einer optimierten Beschichtung und mittels dieses
Verfahrens erhältliche Beschichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hereteilung wenigstens einer Beschichtung (B1 ) auf einem Substrat, welches wenigstens die Schrite (1) bis (5) umfasst, nämlich Bereitstellung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) (1), Ermitlung der mittleren Filamentlänge der bei einer Rotationszerstäubung der gemäß Schritt (1) bereitgestellten Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) gebildeten Filamente (2), Reduzierung dieser ermittelten mittleren Filamentlänge (3), Aufbringen von wenigstens der nach Schrit (3) erhaltenen Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) mit reduzierter mitlerer Filamentlänge auf ein Substrat unter Bildung wenigstens eines Films (F1) (4) und physikalische Härtung, chemische Härtung und/oder Strahlenhärtung wenigstens des gemäß Schritt (4) auf denn Substrat gebildeten wenigstens einen Films (F1) zur Ausbildung der Beschichtung (B1) auf dem Substrat (5) sowie eine auf einem Substrat befindliche Beschichtung (B1 ), welche mittels dieses Verfahrens erhältlich ist.
Stand der Technik
Insbesondere in der Automobilindustrie wird heutzutage eine Reihe von Beschichtungsmittelzusammensetzungen wie beispielsweise Basislacke mitels Rotationszerstäubung auf das jeweils zu beschichtende Substrat aufgetragen. Solche Zerstäuber weisen einen schnell rotierenden Applikationskörper wie beispielsweise einen Glockenteller auf, der die aufzutragende Beschichtungsmittelzusammensetzung insbesondere aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft unter Bildung von Filamenten in einen Sprühnebel in Form von Tröpfchen zerstäubt Üblicherweise erfolgt die Applikation der Beschichtungsmittelzusammensetzung elektrostatisch, um einen möglichst hohen Auftragswirkungsgrad und einen möglichst geringen Overspray zu gewährleisten. An der Glockenteilerkante erfolgt dabei üblicherweise eine Aufladung des durch insbesondere Zentrifugalkräfte zerstäubten Lackes durch direktes Anlegen einer Hochspannung an die aufzutragende Beschichtungsmittelzusammensetzung {Direktaufladung). Nach Auftrag der jeweiligen Beschichtungsmittelzusammensetzung auf das Substrat wird der resultierende Film - gegebenenfalls nach zusätzlichem Aufbringen einer oder mehrerer weiterer darüber liegender Beschichtungsmitteizusammensetzungen in
Form von einem oder weiteren Filmen - gehärtet bzw. eingebrannt, um die resultierende erwünschte Beschichtung zu erhalten. Eine Optimierung von insbesondere auf diese Weise erhaltenen Beschichtungen hinsichtlich bestimmter erwünschter Eigenschaften der Beschichtung wie einer Vermeidung oder zumindest einer Verringerung der Neigung zur Ausbildung bzw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten wie beispielsweise Nadelstichen, Wolkigkeit und/oder ihrer Appearance ist vergleichsweise aufwendig und üblicherweise nur empirisch möglich. Dies bedeutet, dass entsprechende Beschichtungsmittelzusammensetzungen bzw. üblicherweise ganze Testreihen davon, innerhalb derer verschiedene Parameter variiert worden sind, erst hergestellt und dann wie im vorstehenden Absatz beschrieben auf ein Substrat aufgetragen und gehärtet bzw. eingebrannt werden müssen. Im Anschluss müssen die dann erhaltenen Reihen an Beschichtungen bezüglich der eiwünschten Eigenschaften untersucht werden, um eine mögliche Verbesserung der untersuchten Eigenschaften beurteilen zu können. Üblicherweise muss dieses Procedere unter weiterer Parametervariierung mehrfach wiederholt werden, bis die erwünschte Verbesserung der untersuchten Eigenschaften) der Beschichtung nach Härtung bzw. Einbrennen erzielt worden ist.
Es ist im Stand der Technik bekannt, die zur Herstellung solcher Beschichtungen eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen anhand ihres Scherviskositätsverhaltens zu untersuchen und zu charakterisieren (Scherrheologie), um ihr jeweiliges Applikationsverhalten besser verstehen zu können. Hier können beispielsweise Kapillarrheometer eingesetzt werden. Nachteilig an dieser auf die Untersuchung der Scherrheologie fokussierten Vorgehensweise ist jedoch, dass dabei der bei der Rotationszerstäubung auftretende durchaus signifikante Einfluss der Dehnviskosität nicht oder nicht in ausreichendem Maße berücksichtigt wird (Dehnrheologie). Die Dehnviskosität ist ein Maß für den Widerstand eines Materials gegen das Fließen in einer Dehnströmung. Solche Dehnströmungen treten üblicherweise in allen diesbezüglich relevanten technischen Prozessen zusätzlich zu den Scherströmungen auf, wie zum Beispiel im Fall von Kapillareinlauf- und Kapillarauslauf-Strömungen. Im Fall eines Newtonschen Fließverhaltens lässt sich die Dehnviskosität aus ihrem konstanten Verhältnis zur klassisch bestimmten Scherviskosität (Trouton-Verhältnis) berechnen. Im Fall eines nicht-Newtonschen Fließverhaltens, welches in der Praxis bei einer Vielzahl von Anwendungen weitaus häufiger auftritt, ist es dagegen üblicherweise erforderlich, die Dehnviskosität als einen von der Scherviskosität unabhängigen Parameter unter Zuhilfenahme eines Dehnrheometers experimentell zu bestimmen, wenn die Dehnrheologie bei der vorgenannten Beschreibung und Charakterisierung in ausreichendem Maße berücksichtigt werten soll. Insbesondere bei Durchführung des vorgenannten Rotationszerstäubungsverfahrens kann die Dehnviskosität einen durchaus signifikanten Einfluss auf den Zerstäubungsprozess und den Zerfall der Filamente zu Tropfen haben, die dann den Sprühnebel bilden. Im Stand der Technik sind Methoden zur Bestimmung der Dehnviskosität bekannt. Üblicherweise wird die Dehnviskosität dabei mitels Capillary Breakup Extensional Rheometer bestimmt (CaBER). Es ist jedoch bislang keine Methode verfügbar, bei der - ohne das zu untersuchende Material tatsächlich einer Zerstäubung zu unterwerfen - sowohl Dehn- als auch Scherkräfte gleichermaßen ausreichend berücksichtigt werten.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen, welches es ermöglicht, Beschichtungen mit verbesserten Eigenschaften im Hinblick auf eine Vermeidung oder zumindest eine Verringerung der Neigung zur Ausbildung bzw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten zu erhalten, ohne dass dabei der üblicherweise erforderliche gesamte Lackier- und Einbrennprozess zur Herstellung solcher Beschichtungen durchlaufen werten muss und insbesondere ohne, dass dabei die so erhaltenen Beschichtungen bezüglich ihrer erwünschten Eigenschaften vergleichsweise aufwendig untersucht werden müssen, um eine mögliche Verbesserung der untersuchten Eigenschaften beurteilen zu können. Dies gilt umso mehr, als dieses Procedere üblicherweise mehrfach wiederholt werten muss, bis die erwünschte Verbesserung der untersuchten Eigenschaft(en) der Beschichtung erzielt worden ist, was sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Sicht nachteilig ist. Aufgabe
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen zur Verfügung zu stellen, welches es ermöglicht, Beschichtungen mit verbesserten Eigenschaften zu erhalten, insbesondere im Hinblick auf eine Vermeidung oder zumindest eine Verringerung der Neigung zur Ausbildung bzw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solche Beschichtungen herzustellen, die eine geringere und im Besonderen signifikant geringere Tendenz zur Ausbildung von Störstellen wie Nadelstichen aulweisen und/oder sich durch eine verbesserte Appearance auszeichnen. Die zur Herstellung dieser Beschichtungen eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzungen sollen dabei ein möglichst breites Applikationsfenster aufweisen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren für den Einsatz von wässrigen Basislacken als Beschichtungsmittelzusammensetzungen zur Herstellung von Basislackschichten, insbesondere als Teil einer Mehrschichtlackierung, zur Verfügung zu stellen.
Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Patentansprüchen beanspruchten Gegenstände sowie die in der nachfolgenden Beschreibung beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen dieser Gegenstände.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung wenigstens einer Beschichtung (B1 ) auf einem Substrat, welches wenigstens die Schritte (1) bis (5) umfasst, nämlich
(1 ) Bereitstellung einer Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ),
(2) Ermitlung der mitleren Filamentlänge der bei einer Rotationszerstäubung der gemäß Schrit (1 ) bereitgestellten Beschichtungsmittelzusammensetzung
(BZ1) gebildeten Filamente, (3) Reduzierung der gemäß Schritt (2) ermitelten mitleren Filamentlänge der bei der Rotationszerstäubung der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) gebildeten Filamente,
(4) Aufbringen von wenigstens der nach Schrit (3) erhaltenen
Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) mit reduzierter mittlerer Filamentlänge auf ein Substrat unter Bildung wenigstens eines Films (F1 ), und
(5) physikalische Härtung, chemische Härtung und/oder Strahlenhärtung wenigstens des durch Aufbringen der Beschichtungsmittelzusammensetzung
(BZ1 ) gemäß Schritt (4) auf dem Substrat gebildeten wenigstens einen Films (F1 ) zur Ausbildung der Beschichtung (B1 ) auf dem Substrat,
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine auf einem Substrat befindliche Beschichtung (B1 ), welche erhältlich ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, d.h. dem ersten Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Es wurde überraschend gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren es ermöglicht, Beschichtungen mit verbesserten Eigenschaften herzustellen, insbesondere im Hinblick auf eine Vermeidung oder zumindest eine Verringerung der Neigung zur Ausbildung bzw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten. Insbesondere wurde dabei gefunden, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Beschichtungen hergestellt werden können, die eine geringere und im Besonderen signifikant geringere Tendenz zur Ausbildung von Störstellen wie Nadelstichen aufweisen und/oder sich durch eine verbesserte Appearance auszeichnen. Dies gilt insbesondere wenn die innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen (BZ1 ) Basislacke wie wässrige Basislacke sind, mittels derer Basislackschichten , insbesondere als Teil einer Mehrschichtlackierung, hergestellt werden können.
Es wurde zudem überraschend gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren eine im Vergleich zu konventionellen Verfahren ökonomischere und ökologischere Verfahrensführung ermöglicht, da Beschichtungen ohne oder zumindest mit weniger optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten erhalten werden können, dies aber möglich ist, ohne dass dabei der üblicherweise erforderliche gesamte Lackier- und Einbrennprozess zur Herstellung solcher Beschichtungen und der Optimierung ihrer vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften durchlaufen werden muss und insbesondere ohne, dass dabei die so erhaltenen Beschichtungen bezüglich ihrer erwünschten Eigenschaften vergleichsweise aufwendig untersucht werden müssen, um eine mögliche Verbesserung der untersuchten Eigenschaften beurteilen zu können. Die ist aus ökonomischer und ökologischer Sicht insbesondere deshalb vorteilhaft, da dieses Procedere im Rahmen konventioneller Verfahren sonst üblicherweise mehrfach wiederholt werden muss, bis die erwünschte Verbesserung der untersuchten Eigenschaften) der Beschichtung erzielt worden ist. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren diesbezüglich weniger aufwendig und hat insbesondere (zeit)ökonomische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber entsprechenden herkömmlichen Verfahren.
Insbesondere wurde überraschend gefunden, dass die vorgenannten Vorteile im Hinblick auf eine Vermeidung oder zumindest eine Verringerung der Neigung zur
Ausbildung bzw. des Auftretens von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten technisch mittels Durchführung des Schrittes (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens realisiert werden können, d.h. durch Reduzierung der mittleren Filamentlänge der bei einer Rotationszerstäubung der gemäß Schritt (1 ) bereitgestellten Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) gebildeten Filamente, wobei die Ermittlung dieser Filamentlängen innerhalb von Schritt (2) erfolgt. Mittels des erfind u ngsgemäßen Verfahrens kann überraschenderweise auf Grundlage dieser ermittelten mittleren Filamentlängen für eine Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) eine Reduzierung dieser mittleren Filamentlängen erzielt werden und dadurch das Auftreten optischer Defekte und/oder Oberflächendefekte der herzustellenden Beschichtung zumindest verringert werden. Als Vergleich dient hierbei eine Beschichtung, die mittels des gleichen Verfahrens hergestellt wird, jedoch ohne Durchführung von Schritt (3). Es wurde überraschend gefunden, dass die mittleren Filamentlängen der bei der Zerstäubung auftretenden Filamente, die sich an der Glockenkante des Glockentellers des Rotationszerstäubers befinden, mit dem Auftreten der vorgenannten optischen Defekte und/oder Oberflächendefekte bzw. ihrer Vermeidung/Verringerung korrelieren. Je geringer die mittlere Filamentlänge ist, desto weniger Defekte treten auf. Damit wird ermöglicht, in Abhängigkeit von den bei der Zerstäubung auftretenden mitleren Filamentlängen die resultierenden Eigenschaften wie optische Eigenschaften und/oder Oberflächeneigenschaften der herzustellenden Beschichtung kontrollieren zu können und insbesondere das Auftreten von optischen Defekten und/oder Oberflächendefekten zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Mit anderen Worten können mitels des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgrund der Untersuchung des Zerstäubungsverhaltens einer Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ), Ermitlung der mitleren Filamentlängen der dabei gebildeten Filamente und Reduzierung dieser mitleren Filamentlängen die Eigenschaften der finalen Beschichtung insbesondere hinsichtlich einer Optimierung bezüglich des Auftretens von Nadelstichen, der Wolkigkeit, des Verlauf bzw. der Appearance verbessert werden. Insbesondere wurde überraschend gefunden, dass die ermitelte mittlere Filamentlänge besser als andere aus dem Stand der Technik bekannte Methoden wie CaBER-Messungen mit diesen Eigenschaften korreliert.
Es wurde ferner gefunden, dass bei der Ermittlung der in Schrit (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens genannten mitleren Filamentlänge der Einfluss der bei einer Rotationszerstäubung von zur Herstellung von Beschichtungen ersetzbaren Beschichtungsmittelzusammensetzungen wie der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) auftretenden Dehnviskosität in einem ausreichenden Maße berücksichtigt wird. Dies gelingt insbesondere, da bei dieser Ermitlung vergleichsweise hohe Dehngeschwindigkeiten berücksichtigt werden können, nämlich Dehnraten von bis zu 100.000 s'\ und damit höhere Dehnraten als bei konventionellen CaBER-Messungen zur Bestimmung der Dehnviskosität, bei denen insbesondere im Fall von Basislacken nur Dehnraten von bis zu 1.000 s"1 erzielt werden, und die Bestimmung der mittleren Filamentlängen daher bei vorgenannten vergleichsweise hohen Dehnraten erfolgt. Selbst wenn bei der Rotationszerstäubung, die zur Ermittlung der in Schritt (2) des erfind ungsgemäßen Verfahrens genannten mittleren Filamentlänge eingesetzt wind, eine nur vergleichsweise geringe Drehgeschwindigkeit (Rotationsgeschwindigkeit) des Glockentellers eingestellt wird, werden mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens im Gegensatz zu herkömmlichen CaBER-Verfahren eine höhere Dehnviskosität und höhere auftretende Dehnraten erzielt und berücksichtigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht zudem eine Berücksichtigung von bei einer Rotationszerstäubung - neben Scher- und Dehnraten - auftretenden Querströmungen. Solche Querströmungen werden bei keinem der üblichen bekannten Verfahren zur Untersuchung der Scher- oder Dehnrheologie berücksichtigt. Dadurch ist es innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, sowohl Scherrheologie als auch Dehnrheologie als auch das Auftreten von Querströmungen ausreichend innerhalb eines einzigen Verfahrens zu berücksichtigen und nicht anhand von Methoden, die nur einzelne Elemente (Scherrheologie oder Dehnrheologie) erfassen können
Es wurde ferner überraschend gefunden, dass insbesondere im Fall von in Schritt (1) als Beschichtungsmittelzusammensetzungen (BZ1) bereitgestellten wässrigen Basislacken darin enthaltene Pigmente, insbesondere Effektpigmente wie Aluminium-Effektpigmente, mit steigendem Anteil, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, zu einer Verkürzung der Länge der Filamente (also zu geringeren mittleren Filamentlängen) wenigstens derjenigen bei der Zerstäubung auftretenden Filamente führen, die sich an der Glockenkante des Glockentellers befinden. Geringere mittlere Filamentlängen führen zu einer kürzeren Lebensdauer dieser Filamente an der Glockentellerkante. Solche geringeren mittleren Filamentlängen wiederum bedeuten eine„feinere“ Zerstäubung der eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung. Eine möglichst feine Zerstäubung ist wünschenswert, da damit ein geringerer Nässegrad, also ein weniger nasses Erscheinungsbild des nach Auftrag der eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung gebildeten Films einhergeht. Dem Fachmann ist bekannt, dass ein zu hoher Nässegrad zu einem unerwünschten Auftreten von Kochern und/oder Nadelstichen, zu einem schlechteren Farbton und/oder Flop und/oder zum Auftreten von Wolkigkeit führen kann. Dieser technische Effekt, also das Auftreten von an der Glockenkante des Glockentellers befindlichen Filamenten mit geringerer mittlerer Filamentlänge bei steigendem Pigmentanteil in der Beschichtungsmittelzusammensetzung und die damit verbundenen vorteilhaften Eigenschaften wie ein geringerer Nässegrad, ist umso überraschender, als mittels vergleichender CaBER-Messungen der gleichen Beschichtungsmittelzusammensetzungen bei steigendem Pigmentanteil eine längere Lebensdauer dieser Filamente und damit höhere mittlere Filamentlängen bestimmt worden sind, die wiederum zu einem unerwünschten höheren Nässegrad führen sollten. Untersuchungen des Nässegrads von unter Einsatz der Beschichtungsmittelzusammensetzungen (BZ1 ) in Schritt (4) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Filmen haben jedoch diese Ergebnisse bezüglich des Nässegrads bestätigt. Dies zeigt, dass die diesbezüglich mitels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Ergebnisse in einem höheren Maße den realen Bedingungen entsprechen als die auf Grundlage von vergleichenden CaBER- Messungen erhaltenen Ergebnisse. Mit anderen Worten kann eine Stützung allein auf CaBER-Messungen zu einer fehlerhaten Einschätzung der tatsächlichen in der Praxis auftretenden Begebenheiten führen, insbesondere zu einem auf Grundlage des mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Ergebnisses konträren und inkorrektem Verhalten.
Ausführliche Beschreibung
Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung (B1) auf einem Substrat
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung wenigstens einer Beschichtung (B1 ) auf einem Substrat umfasst wenigsten die Schritte (1 ) bis (5).
Vorzugsweise ist die Beschichtung (B1 ) Teil einer Mehrschichtlackierung auf dem Substrat Vorzugsweise stellt die Beschichtung (B1) eine Basislackschicht einer Mehrschichtlackierung auf dem Substrat dar. Das eingesetzte Substrat ist vorzugsweise ein vorbeschichtetes Substrat.
Mitels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wenigstens die Beschichtung (B1 ) zumindest teilweise auf ein Substrat aufgebracht, vorzugsweise wird wenigstens eine Oberfläche des Substrats vorzugsweise vollständig bedeckt.
Das erfindungsgemäße Verfahren enthält wenigstens die Schrite (1) bis (5), kann jedoch optional noch weitere Schritte umfassen. Die Schritte (1) bis 5) werden vorzugsweise in numerischer Reihenfolge durchgeführt. Vorzugsweise werden innerhalb des Schrites (2) die Schrite (2a) und (2b), die nachstehend weiter beschrieben werden, zeitgleich durchgeführt, d.h. die optische Erfassung gemäß Schrit (2b) erfolgt vorzugsweise während der Durchführung von Schritt (2a). Optional und bevorzugt können innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens eine oder mehrere weitere Beschichtungsmittelzusammensetzungen auf das Substrat aufgetragen werden, die jeweils vorzugsweise verschieden von der Zusammensetzung (BZ1 ) und untereinander sind. Insbesondere wenn die Zusammensetzung (BZ1 ) einen vorzugsweise wässrigen Basislack darstellt, kann nach Durchführung von Schritt (4) - im Fall eines Nass-in-Nass-Auftrags - oder nach Durchführung von Schrit (5) wenigstens eine weitere Beschichtungsmittelzusammensetzung aufgebracht werden wie beispielsweise ein Klarlack, insbesondere ein lösemitelbasierter Klarlack, Bei dem Klarlack kann es sich um einen handelsüblichen Klarlack handeln, der wiederum nach gängigen Methoden appliziert wird, wobei die Schichtdicken wiederum in den gängigen Bereichen, beispielsweise 5 bis 100 Mikrometer, liegen.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren wenigstens einen weiteren Schritt (4a), der vor Durchführung von Schritt (5), aber nach Durchführung von Schritt (4) durchgeführt wird. Schritt (4a) sieht vor, vor Durchführung von Schritt (5) wenigstens eine weitere von der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) verschiedene Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ2) auf den gemäß Schritt (4) erhaltenen Film (F1 ) unter Ausbildung eines Films (F2) aufzubringen und die so erhaltenen Filme (F1 ) und (F2) gemeinsam Schritt (5) zu unterwerfen. Vorzugsweise ist die Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ2) ein Klarlack, besonders bevorzugt ein lösemitteibasierter Klarlack.
Nach der Applikation des Klarlacks kann dieser bei Raumtemperatur (23°C) für beispielsweise 1 bis 80 Minuten abgelüftet und gegebenenfalls getrocknet werden. Dann wird der Klarlack vorzugsweise zusammen mit der applizierten Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) innerhalb von Schritt (5) gehärtet. Dabei finden beispielsweise Vernetzungsreaktionen statt, wodurch eine effektgebende und/oder färb- und effektgebende mehrschichtige Lackierung auf einem Substrat hergestellt wird.
Innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorzugsweise metallische Substrat eingesetzt. Möglich sind aber grundsätzlich auch nichtmetallische Substrate, insbesondere Kunststoffsubstrate. Die eingesetzten Substrate können dabei beschichtet sein. Soli ein Metallsubstrat beschichtet werden, so wird dieses vor der Applikation eines Füllers und/oder Grundierfüllers und/oder eines Basislacks bevorzugt noch mit einer Elektrotauchlackierung beschichtet. Wird ein Kunststoffsubstrat beschichtet, so wird dieses vor der Applikation eines Füllers und/oder Grundierfüllers und/oder eines Basislacks bevorzugt noch vorbehandelt. Die hierzu am häufigsten angewendeten Verfahren sind das Beflammen, die Plasmabehandlung und die Corona-Entladung. Bevorzugt wird das Beflammen eingesetzt. Die eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) ist wie vorstehend erwähnt vorzugsweise ein Basislack, insbesondere ein Wasserbasislack. Dementsprechend handelt es sich bei der erhaltenen Beschichtung (B1 ) vorzugsweise um eine Basislackschicht. Gegebenenfalls kann das Substrat in diesem Fall vor Auftrag des Basislacks wenigstens eine der vorgenannten Beschichtungen, also eine Füller- und/oder Grundierfüller- und/oder Elektrota uchlacksch icht enthalten. Vorzugsweise weist das eingesetzte Substrat dabei eine Elektrotauchlackschicht (ETL) auf, besonders bevorzugt eine mittels kathodischer Abscheidung eines Elektrotauchlacks aufgebrachte Elektrotauchlackschicht.
Schrit (1)
Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht eine Bereitstellung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) vor.
Schrit (2)
In Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die mittlere Filamentlänge der bei einer Rotationszerstäubung der gemäß Schritt (1 ) bereitgesteiiten Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) gebildeten Filamente ermittelt.
Der Begriff der„Rotationszerstäubung“ bzw. der„Hochrotationszerstäubung“ bzw. der „Hochgeschwindigkeits-Rotationszerstäubung“ ist dem Fachmann bekannt. Solche Rotationszerstäuber weisen einen rotierenden Applikationskörper auf, der die aufzutragende Beschichtungsmittelzusammensetzung aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft in einen Sprühnebel in Form von Tropfen zerstäubt. Der Applikationskörper ist dabei ein vorzugsweise metallischer Glockenteller. Bei der Rotationszerstäubung mittels Zerstäubern entstehen zunächst an der Kante des Glockentellers sogenannte Filamente, die dann im weiteren Verlauf des Zerstäubungsverfahrens weiter in vorgenannte Tropfen zerfallen, die dann einen Sprühnebel bilden. Die Filamente stellen damit eine Vorstufe dieser Tropfen dar. Die Filamente können durch ihre Filamentlinge (auch als„Fadenlänge“ bezeichnet) und ihren Durchmesser (auch als „Fadendurchmesser“ bezeichnet) beschrieben und charakterisiert werden. Bei Durchführung einer solchen Rotationszerstäubung wird auftretende Dehnviskosität in ausreichendem Maße berücksichtigt. Dem Fachmann ist der Begriff der Dehnviskosität h e {\displaystyle \eta _{\mathrm {e} }} mit der Einheit Pascalsekunde (Pa-s) als ein Maß für den Widerstand eines Materials gegen das Fließen in einer Dehnströmung bekannt. Methoden zur Bestimmung der Dehnviskosität sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Üblicherweise wird die Dehnviskosrtät dabei mittels sogenannter Capillary Breakup Extensional Rheometer bestimmt (CaBER), die beispielsweise von der Firma Thermo Scientific vertrieben werden. Mittels entsprechender CaBER-Messungen ermittelte vergleichsweise hohe Werte der Dehnviskosität (also vergleichsweise hohe Dehnwiderstände) bedeuten eine vergleichsweise hohe Stabilität der Filamente, die bei der Zerstäubung entstehen. Je höher wiederum die Stabilität der Filamente ist, desto höher ist die mittlere Lebensdauer der bei der Zerstäubung auftretenden Filamente (auch als Fadenlebensdauer bezeichnet), bevor diese weiter in Tropfen zerfallen, die dann den Sprühnebel bilden. Mit einer solchen vergleichsweise hohen mittleren Lebensdauer der Filamente einher geht üblicherweise wiederum eine höhere mittlere Filamentlänge dieser Filamente. Eine Methode zur Bestimmung der Fadenlebensdauer, also der Lebensdauer eines Filaments, in einem Dehnexperiment mittels einer CaBER-Messung, ist nachfolgend innerhalb der Methodenbeschreibung angegeben
Vorzugsweise wird in Schritt (2) die mittlere Filamentlänge derjenigen Filamente ermittelt, die sich an der Glockentellerkante eines Glockentellers befinden, welcher den Applikationskörper eines Rotationszerstäubers darsteift, der bei der Rotationszerstäubung eingesetzt wird. Vorzugsweise wird die in Schritt (2) genannte mittlere Filamentiänge mitels Durchführung wenigstens der nachfolgenden Verfahrensschritte (2a), (2b) und (2c) bestimmt, nämlich mitels
(2a) Zerstäubung der gemäß Schritt (1 ) bereitgesteliten
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) mittels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller autoeist,
(2b) optische Erfassung der bei der Zerstäubung gemäß Schrit (2a) an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera, und
(2c) digitale Auswertung der durch die optische Erfassung gemäß Schritt (2b) erhaltenen optischen Daten unter Erhalt der mittleren Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente, die sich an der
Glockentellerkante des Glockentellers befinden.
Schritt (2a)
Dabei kann optional eine elektrostatische Aufladung der zerstäubten Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) an der Kante des Glockentellers durch Anlegen einer Spannung erfolgen.
Die Rotationsgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) des Glockentellers ist einstellbar. Vorliegend liegt die Rotationsgeschwindigkeit vorzugsweise bei mindestens 10.000 Umdrehungen/min (Upm) und bei höchstens 70.000
Umdrehungen/min. Vorzugsweise liegt die Drehgeschwindigkeit in einem Bereich von 15.000 bis 70.000 Upm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 17.000 bis 70.000 Upm, insbesondere von 18.000 bis 65.000 Upm oder von 18.000 bis 60.000 Upm. Ab einer Rotationsgeschwindigkeit von 15.000 Umdrehungen pro Minute bezeichnet man einen entsprechenden Rotationszerstäuber im Sinne dieser Erfindung vorzugsweise als Hochgeschwindigkeits-Rotationszerstäuber. Rotationszerstäubung im Allgemeinen und Hochgeschwindigkeitsrotationszerstäubung im Speziellen sind in der Automobilindustrie weit verbreitet. Die hierfür eingesetzten ( Hochgesch wi nd igkeits-)Rotationszerstäu ber sind kommerziell erhältlich, beispielhaft sind hier Produkte aus der Ecobell®-Reihe der Firma Dürr zu nennen. Solche Zerstäuber sind zur vorzugsweise elektrostatischen Applikation einer Vielzahl von unterschiedlichen Beschichtungsmrttelzusammensetzungen wie Lacken, geeignet, die in der Automobilindustrie eingesetzt werden. Besondere bevorzugt werden innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens Basislacke, insbesondere wässrige Basislacke als Beschichtungsmitelzusammensetzungen (BZ1) eingesetzt. Die Zerstäubung der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) kann elektrostatisch erfolgen, muss jedoch nicht. Im Fall einer elektrostatischen Zerstäubung erfolgt eine elektrostatische Aufladung der durch Zentrifugalkräfte zerstäubten Beschichtungsmittelzusammensetzung an der Glockentellerkante durch vorzugsweise direktes Anlegen einer Spannung wie einer Hochspannung an die aufzutragende Beschichtungsmittelzusammensetzung (Direktaufladung).
Die Ausflussrate der zu zerstäubenden Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) während der Durchführung von Schrit (2a) ist einstellbar. Vorzugsweise liegt die Ausflussrate der zu zerstäubenden Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) während der Durchführung von Schrit (2a) in einem Bereich von 50 bis 1.000 ml/min, besonders bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 800 ml/min, ganz besondere bevorzugt ln einem Bereich vor» 150 bis 600 ml/min, insbesondere ln einem Bereich von 200 bis 550 ml/min.
Vorzugsweise liegt die Ausflussrate der zu zerstäubenden Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) während der Durchführung von Schritt (2a) in einem Bereich von 100 bis 1.000 ml/min oder von 200 bis 550 mi/min und/oder die Drehzahl des Glockentellers in einem Bereich von 15.000 bis 70.000
Umdrehungen/min oder von 15.000 bis 60.000 Upm.
Vorzugsweise wird in Schritt (2a) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Basislack, besonders bevorzugt ein wässriger Basislack, als Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) eingesetzt, insbesondere ein wässriger Basislack, welcher wenigstens ein Effektpigment enthält. Vorzugsweise erfolgt die Zerstäubung gemäß Schritt (2a) bei einer Ausflussrate der gemäß Schrit (1) bereitgestellten und zu zerstäubenden Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) in einem Bereich von 100 bis 1.000 ml/min und/oder wird bei einer Drehzahl des Glockentellers in einem Bereich von 15.000 bis 70.000 Umdrehungen/min durchgeführt.
Schritt (2b)
In Schritt (2b) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine optische Erfassung der bei der Zerstäubung gemäß Schritt (2a) an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera.
Mit anderen Worten wird innerhalb von Schrit (2b) des erfindungsgemäßen Verfahrens der Zerstäubungsvorgang gemäß Schritt (2a) an der Glockentellerkante des Glockentellers der Glocke optisch erfasst, insbesondere abfotografiert und/oder eine entsprechende Videoaufnahme angefertigt. Auf diese Weise können Informationen über den Zerfall von bei der Zerstäubung direkt an der Glockentellerkante entstehenden Filamenten gewonnen werden.
Die zur Durchführung von Schrit (2b) eingesetzte Kamera ist vorzugsweise eine Hochgeschwindigkeitskamera. Beispiele für solche Kameras sind Modelle aus der Fastcam®-Reihe der Firma Photron Tokyo aus Japan wie zum Beispiel das Modell Fastcam® SA-Z.
Vorzugsweise erfolgt die optische Erfassung gemäß Schritt (2b), indem mitels der wenigstens einen Kamera 30.000 bis 250.000 Bilder pro Sekunde, besonders bevorzugt 40.000 bis 220.000 Bilder pro Sekunde, noch bevorzugter 50,000 bis 200.000 Bilder pro Sekunde, ganz besonders bevorzugt 60.000 bis 180.000 Bilder, noch bevorzugter 70.000 bis 160.000 Bilder pro Sekunde und insbesondere 80.000 bis 120.000 Bilder pro Sekunde, des Glockentellers und insbesondere der Glockentellerkante aufgenommen werden. Die Auflösung der Bilder kann variabel festgelegt werden. Beispielsweise sind Auflösungen von 512 x 256 Pixel pro Bild möglich. Schritt (2c)
Schrit (2c) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht eine digitale Auswertung der durch die optische Erfassung gemäß Schritt (2b) erhaltenen optischen Daten vor. Ziel dieser digitalen Auswertung ist die Bestimmung der mittleren Fifamentlämge derjenigen Filamente, die sich bei der Zerstäubung direkt am Glockentellerrand, nämlich an der Glockentellerkante ausbilden.
Die digitale Auswertung gemäß Schrit (2c) kann mitels Biidanalyse und/oder Videoanalyse der gemäß Schritt (2b) erhaltenen optischen Daten wie der innerhalb von Schritt (2v) durch die Kamera aufgenommenen Bilder und/oder Videos erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt die Durchführung von Schritt (2c) mittels Unterstützung einer Software wie einer MATLAB®-Software basierend auf einem MATLAB®-Code.
Vorzugsweise umfasst die digitale Auswertung gemäß Schritt (2c) mehrere Stufen einer Bild- und/oder Videobearbeitung der gemäß Schritt (2b) erhaltenen optischen Daten. Vorzugsweise werden wenigstens 1000 Bilder, besonders bevorzugt wenigstens 1500 Bilder, ganz besonders bevorzugt wenigstens 2000 Bilder, der in Schritt (2b) aufgenommenen Bilder als optische Daten der digitalen Auswertung gemäß Schrit (2c) zugrunde gelegt.
Vorzugsweise beinhaltet die Ermitlung der mittleren Filamentlänge gemäß Schritt (2c) die Standardabweichungen der mittleren Filamentlängen. Die Standardabweichung kann gegebenenfalls auftretende Inhomogenität und/oder
Inkompatibilität der eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) bei der Zerstäubung in einem ausreichenden Maße berücksichtigen.
Schritt (2c) wird vorzugsweise wiederum mehrstufig durchgeführt.
Vorzugsweise erfolgt die digitale Auswertung gemäß Schritt (2c) in wenigstens sechs Stufen (a) bis (f), nämlich
(a) Glätung der als optische Daten nach Durchführung von Schrit (2b) erhaltenen Bilder mitels eines Gauß-Filters zur Entfernung des Glockentellers von den Bildern, (b) Binarisierung und Invertierung der gemäß Stufe (3a) geglätteten Bilder,
(c) Binarisierung der in Stufe (a) eingesetzten Bilder und Addition der so binarisierten Bilder zu den invertierten Bildern aus Stufe (b) unter Erhalt binarisierter Bilder ohne Glockentellerkante und Invertierung der so erhaltenen Bilder,
(d) Entfernung von Tropfen, fragmentierten Filamenten und nicht an der Glockentellerkante befindlichen Filamenten von den gemäß Stufe (c) erhaltenen Bildern unter Erhalt von Bildern, auf denen alle verbleibenden befindlichen Objekte Filamente sind,
(e) Entfernung derjenigen Filamente von den gemäß Stufe (d) erhaltenen Bildern, die sich nicht vollständig innerhalb der Bilder befinden, und
(f) Verjüngung aller nach Stufe (e) in den Bildern verbleibenden Filamente auf ihre Anzahl an Pixeln, Addition der Anzahl an Pixeln für jedes der Filamente, Bestimmung der Filamentlänge jedes der Filamente auf Grundlage der Pixelgröße und Ermittlung der mittleren Filamentlänge für die Gesamtheit aller vermessenen Filamente.
Vorzugsweise erfolgt die Entfernung gemäß Stufe (d) durch (i) Bestimmung der Länge aller Hypotenusen aller auf den Bildern befindlichen Objekte, (ii) Kennzeichnung von Objekten als Tropfen und/oder fragmentierte Filamente auf den Bildern, wenn die ermittelten Werte der Hypotenusen dieser Objekte einen bestimmten Wert h unterschreiten und Eliminieren dieser Objekte und (iii) Überprüfen der verbleibenden Objekte, nämlich der Filamente, anhand ihrer Position auf den Bildern dahingehend, ob sich diese an der Glockentellerkante befunden haben, und Eliminieren derjenigen Filamente, auf die dies nicht zutrifft. Der Wert h entspricht dabei 15 Pixeln {bzw. 300 miti).
Die einzelnen Stufen werden nachstehend weiter erläutert. ln einer ersten Stufe (a) wird vorzugsweise der Glockenteller innerhalb der jeweiligen aufgenommenen und der digitalen Auswertung zugrundeliegenden Bilder entfernt. Dazu wird jedes Bild mitels eines Gauß-Filters so stark geglätet, dass der gesamte Glockenteller, insbesondere die gesamte Glocke, nicht mehr zu erkennen ist.
In einer zweiten Stufe (b) werden die so geglätteten Bilder vorzugsweise binarisiert und invertiert.
In einer driten Stufe (c) werden vorzugsweise auch die Ursprungsbilder, d.h. die in Stufe (a) eingesetzten Bilder, binarisiert und mit den invertierten Bildern aus Stufe (b) zusammenaddiert. Als Resultat erhält man eine binarisierte Bilderreihe ohne Glockenkante, die zur weiteren Auswertung wiederum vorzugsweise invertiert wird.
Die Binarisierung erfolgt jeweils insbesondere, um die zu vermessenden Filamente besser vom Hintergrund der Aufnahmen zu unterscheiden.
In einer vierten Stufe (d) werden vorzugsweise Bedingungen definiert, mittels derer Filamente von anderen Objekten wie Tropfen unterschieden werden können. Zunächst werden dabei vorzugsweise die Hypotenusen aller Objekte der jeweiligen Aufnahmen einschließlich der Filamente bestimmt, welche mittels xmin, xmax, Ymin und ymax der Objekte berechnet werden. Die Werte werden mittels einer MATLAB- Funktion erhalten, die diese Extremwerte, also für jedes Objekt den entsprechenden x-Wert in x-Richtung, nämlich xmin und x^x. und für jedes Objekt den entsprechenden y-Wert in y-Richtung, nämlich ymin und ymax angibt. Die Hypotenusen der Objekte müssen größer als ein bestimmter Wert h sein, damit dessen Objekt als Filament angesehen wird. Der Wert h entspricht dabei 15 Pixeln (bzw. 300 pm). Alle kleineren Objekte, wie Tropfen, werden dadurch für die weitere Auswertung nicht weiter berücksichtigt. Zudem muss jedes Objekt einen y-Wert aufweisen, der sich in der unmitelbaren Nähe der (auf den Bildern bereits entfernten) Glockenkante befindet. Der y-Wert entspricht dabei einem Wert, der sich auf einer definierten Strecke in y-Richtung befindet, auf der sich jedes Objekt aufhalten muss, um als an der Giockenkante befindliches Filament zu gelten. Unter dem Begriff der „unmittelbaren Nähe“ werden in diesem Zusammenhang y-Werte verstanden, die höchstens 5 Pixel Abstand zur Glockenkante autoeisen bzw. maximal 5 Pixel unterhalb der Glockenkante liegen. Damit werden alle, insbesondere alle längeren Fragmente, die nicht mit der Glockentellerkante verbunden sind, für die Ausweitung der Bestimmung der Filamentlänge ausgeschlossen und nur diejenigen Filamente berücksichtigt, die an der Glockentellerkante befindlich sind.
In einer fünften Stufe (e) werden alle nach Durchführung von Stufe (d) noch innerhalb der jeweiligen Aufnahmen verbleibenden Objekte vorzugsweise dahingehend überprüft, ob ihr minimaler x-Wert größer als 0 und ihr maximaler x- Wert kleiner als 256 ist. Nur Objekte, die diese Bedingung erfüllen, werden im weiteren Verlauf berücksichtigt. So werden nur Filamente ausgewertet, die sich komplett im aufgenommen Bildrahmen befinden. Vorzugsweise werden alle verbleibenden Objekte einer Aufnahme nummeriert.
In einer sechsten Stufe (f) werden vorzugsweise alle nach Stufe (e) verbleibenden Objekte einzeln abgerufen und vorzugsweise mittels der Skelett-Methode (Skeleton- Methode) verjüngt. Diese Methode ist dem Fachmann bekannt. Als Resultat ist dann nur noch ein Pixel jedes Objekts mit maximal einem anderen Pixel verbunden. Anschließend wird die Anzahl der Pixel pro Objekt bzw. Filament zusammengezählt. Da die Pixelgröße bekannt ist, kann die reale Länge der Filamente berechnet werden. Durch diese Bildauswertung werden etwa 15.000 Filamente pro Aufnahme ausgewertet. Das gewährleistet eine hohe Statistik bei der Bestimmung der Filamentlängen. Aus der Gesamtheit aller so ermittelten Filamentlängen der untersuchten Filamente resultiert dann die mitlere Filamentlänge dieser Filamente. Auf diese Weise wird die mitlere Fitamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente erhalten, die sich an der Glockentellertante des Glockentellers befinden.
Schritt (3)
ln Schrit (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die gemäß Schritt (2) ermitelte mittlere Filamentlänge der bei der Rotationszerstäubung der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) gebildeten Filamente reduziert. Vorzugsweise erfolgt die Reduzierung der mitleren Filamentlänge gemäß Schrit (3) durch Anpassung wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der gemäß Schritt (1) bereitgestellten Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ). Vorzugsweise umfasst diese Anpassung wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) wenigstens eine Anpassung ausgewählt aus der Gruppe an Anpassungen nachfolgender Parameter
(i) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) als Bindemitelkomponente (a) enthaltenen Polymeren,
(ii) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Bindemitelkomponente (a) enthaltenen Polymeren durch wenigstens ein von diesem verschiedenes Polymer,
(iii) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (b) enthaltenen Pigments und/oder Füllstoffs,
(iv) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (B21 ) als Komponente (b) enthaltenen
Füllstoffs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Füllstoff und/oder wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments durch wenigstens ein davon verschiedenes Pigment,
(v) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Besch ichtungsm ittelzusam mensetzu ng (BZ1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels und/oder von darin enthaltenem Wasser,
(vi) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels durch wenigstens ein von diesem verschiedenes organisches Lösemittel,
(vii) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (d) enthaltenen Additivs, (viii) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmiteizusammensetzung (BZ1) als Komponente (d) enthaltenen Additivs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Additiv und/oder Zugabe wenigstens eines weiteren von diesem verschiedenen Additivs
(ix) Änderung der Reihenfolge der Zugabe der zur Hereteilung der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) eingesetzten Komponenten, und/oder
(x) Erhöhung oder Erniedrigung des Energieeintrags der Durchmischung bei der Herstellung der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1).
Mitels Parameter (v) kann insbesondere die Spritzviskosität der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) erhöht oder erniedrigt werden. Parameter (vii) und/oder (viii) umfasst/umfassen insbesondere den Austausch und/oder die Zugabe von Verdickern als Additive bzw. die Änderung ihrer Menge in (BZ1 ). Solche Verdicker werden nachstehend im Rahmen der Komponente (d) näher beschrieben. Parameter (i) und/oder (ii) umfasst/umfassen insbesondere den Austausch und/oder die Zugabe von Bindemitteln bzw. die Änderung ihrer Menge in (BZ1 ). Der Begriff des Bindemitels wird nachstehend näher erläutert. Darunter sind auch Vernetzer (Vernetzungsmittel) zu subsumieren. Dementsprechend umfassen die Parameter (i) und/oder (Ii) auch eine Änderung des relativen Gewichtsverhältnisses von Vernetzer und demjenigen Bindemitelbestandteil, der mit dem Vernetzer eine Vemetzungsreaktion eingeht. Parameter (i) bis (iv) umfasst/umfassen insbesondere den Austausch und/oder die Zugabe von Bindemiteln und/oder Pigmenten bzw. die Änderung ihrer Menge in (BZ1 ). Dementsprechend umfassen diese Parameter («) bis (iv) implizit auch eine Änderung des Pigment-ZBindemittei-Verhältnisses innerhalb von (BZ1 ).
Besonders bevorzugt umfasst die Anpassung wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) wenigstens eine Anpassung ausgewählt aus der Gruppe an Anpassungen nachfolgender Parameter: (iii) Erhöhung oder Erniedrigung, insbesondere Erhöhung, der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (b) enthaltenen Pigments und/oder Füllstoffs, insbesondere Effektpigments,
(iv) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Füllstoffs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Füllstoff und/oder wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments durch wenigstens ein davon verschiedenes Pigment, insbesondere wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (b) enthaltenen Pigments durch wenigstens ein davon verschiedenes Pigment, wobei das Pigment jeweils vorzugsweise ein Effektpigment ist,
(v) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels und/oder von darin enthaltenem Wasser, vorzugsweise Erhöhung der Menge von in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (c) darin enthaltenem Wasser und/oder vorzugsweise Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemitels,
(vii) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (d) enthaltenen Additivs, und/oder
(viii) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (d) enthaltenen Additivs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Additiv und/oder Zugabe wenigstens eines weiteren von diesem verschiedenen Additivs.
Ganz besonders bevorzugt umfasst die Anpassung wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) wenigstens eine Anpassung ausgewählt aus der Gruppe an Anpassungen nachfolgender Parameter: (iii) Erhöhung oder Erniedrigung, insbesondere Erhöhung, der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZt) als Komponente (b) enthaltenen Pigments und/oder Füllstoffs, insbesondere Effektpigments,
(iv) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Füllstoffs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Füllstoff und/oder wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen
Pigments durch wenigstens ein davon verschiedenes Pigment, insbesondere wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines In der
Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments durch wenigstens ein davon verschiedenes Pigment, wobei das Pigment jeweils vorzugsweise ein Effektpigment ist, und/oder
(v) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels und/oder von darin enthaltenem Wasser, vorzugsweise Erhöhung der Menge von in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (c) darin enthaltenem Wasser und/oder vorzugsweise Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmiteizusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels. Vorzugsweise erfolgt die Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments oder Pigmenten gemäß (iii) dahingehend, dass der durch die Erhöhung oder Erniedrigung resultierende Pigment-Gehalt um maximal ±10 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal ±5 Gew.-%, von dem Pigment-Gehalt der Beschichtungsmittel-zusammensetzung (BZ1) vor Durchführung dieser Parameteranpassung (iii) abweicht.
Vorzugsweise erfolgt der wenigstens teilweise Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments gemäß Parameteranpassung (iv) dahingehend, dass das in (BZ1) vor der Parameteranpassung (iv) enthaltene wenigstens eine Pigment wenigstens teilweise nur gegen wenigstens ein dazu im Wesentlichen identisches Pigment ausgetauscht wird.
Unter dem Begriff „im Wesentlichen identisches Pigment“ wird Im Sinne der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Effektpigmenten verstanden, dass das oder die zum zumindest teilweisen Austausch befähigten Effektpigmente als erste Bedingung zu wenigstens 80 Gew.-%, vorzugsweise zu wenigstens 85 Gew.- %, besonders bevorzugt zu wenigstens 90 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zu wenigstens 95 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 97,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf ihr Gesamtgewicht, vorzugsweise aber jeweils zu weniger als 100 Gew,-%, eine identische chemische Zusammensetzung aufweist/aufweisen wie das oder die In der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) vorhandenen Effektpigmente.
Beispielsweise sind Effektpigmente im Wesentlichen identisch zueinander, wenn es sich dabei jeweils um Aluminium-Effektpigmente handelt, die jedoch eine unterschiedliche Beschichtung aufweisen, wie beispielsweise in einem Fall eine Chromatierung und im anderen Fall eine Silikatschicht oder in einem Fall beschichtet sind und im anderen Fall nicht. Eine weitere zusätzliche Bedingung für „im Wesentlichen identische Pigmente“ im Sinne der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Effektpigmenten ist, dass sich die Effektpigmente in ihrer mittleren Partikelgröße um höchstens ±20%, vorzugsweise um höchstens ±15%, besondere bevorzugt um höchstens ±10% voneinander unterscheiden. Bei der mittleren Partikelgröße handelt es sich um das arithmetische Zahlenmittel des gemessenen mittleren Partikeldurchmessers (dN,5o%-Wert; anzahf-bezogener Medianwert), der gemäß ISO 13320 (Datum: 2009) mittels Laserbeugung bestimmt wird. Der Begriff des Effektpigments per se ist nachstehend näher und weiter erläutert.
Unter dem Begriff „im Wesentlichen identisches Pigment“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Farbpigmenten verstanden, dass das oder die zum zumindest teilweisen Austausch befähigten Farbpigmente sich als erste Bedingung in seiner/ihrer Buntheit zu höchstens +20%, vorzugsweise um höchstens ±15%, besonders bevorzugt um höchstens ±10%, insbesondere um höchstens ±5% von in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) vorhandenen Farbpigment(en) vor der Parameteranpassung (iv) unterscheiden. Die Buntheit bezeichnet dabei die a,ΰ-Buntheit CIE 1976 (CIELAB-Buntheit):
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[{a *)2 + {b *†} und wird bestimmt nach DIN EN ISO 11664-4 (Datum: Juni 2012). Als weitere zusätzliche Bedingung „im Wesentlichen identische Pigmente“ im Sinne der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Farbpigmenten ist, dass sich die Farbpigmente in ihrer mittleren Partikelgröße um höchstens ±20%, vorzugsweise um höchstens +15%, besonders bevorzugt um höchstens ±10% voneinander unterscheiden. Bei der mitleren Partikelgröße handelt es sich um das arithmetische Zahlenmittel des gemessenen mittleren Partikeldurchmessers (dN,5o%-Wert), der gemäß ISO 13320 (Datum: 2009) mittels Laserbeugung bestimmt wird. Der Begriff des Farbpigments per se ist nachstehend näher und weiter erläutert.
Schrit (4)
Schrit (1 ) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein Aufbringen von wenigstens der nach Schrit (3) erhaltenen Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) mit reduzierter mittlerer Filamentlänge auf ein Substrat unter Bildung wenigstens eines Films (F1) vor.
Die Applikation in Schrit (4), Insbesondere wenn (BZ1 ) ein Basislack ist, kann in den im Rahmen der Automobilindustrie üblichen Schichtdicken im Bereich von beispielsweise 5 bis 100 Mikrometer, bevorzugt 5 bis 60 Mikrometer, insbesondere bevorzugt 5 bis 30 Mikrometer, am meisten bevorzugt von 5 bis 20 Mikrometer erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen gemäß Schrit (4) mitels Zerstäubung wie pneumatischer Zerstäubung oder Rotationszerstäubung, insbesondere mittels Rotationszerstäubung der nach Schritt (3) erhaltenen Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ). Die im Zusammenhang mit Schrit (2a) beschriebenen Ausführungsformen, auf die hiermit verwiesen wird, gelten gleichermaßen vorliegend für Schritt (4), wenn Schritt (4) mitels Rotationszerstäubung erfolgt. Der Begriff der „pneumatischen Zerstäubung“ und zu diesem Zweck eingesetzte pneumatische Zerstäuber sind dem Fachmann ebenfalls bekannt
Wie bereits vorstehend erwähnt umfasst das eifindungsgemäße Verfahren wenigstens einen weiteren Schritt (4a), der vor Durchführung von Schrit (5), aber nach Durchführung von Schrit (4) durchgeführt wird. Schrit (4a) sieht vor, vor Durchführung von Schritt (5) wenigstens eine weitere von der
Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) verschiedene Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ2) auf den gemäß Schritt (4) erhaltenen Film (F1) unter Ausbildung eines Films (F2) aufzubringen und die so erhaltenen Filme (F1) und (F2) gemeinsam Schritt (5) zu unterwerfen. Vorzugsweise ist die
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ2) ein Klarlack, besonders bevorzugt ein lösemittelbasierter Klarlack. Nach der Applikation des Klarlacks kann dieser bei Raumtemperatur (23°C) für beispielsweise 1 bis 60 Minuten abgelüftet und gegebenenfalls getrocknet werden. Dann wird der Kiarlack vorzugsweise zusammen mit der applizierten Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) innerhalb von Schritt (5) gehärtet.
Schrit (5)
In Schrit (5) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine physikalische Härtung, chemische Härtung und/oder Strahlenhärtung wenigstens des durch Aufbringen der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) gemäß Schrit (4) auf dem Substrat gebildeten wenigstens einen Films (F1) zur Ausbildung der Beschichtung (B1 ) auf dem Substrat durchgeführt.
Der Begriff der physikalischen Härtung umfasst dabei vorzugsweise eine thermische Härtung, d.h. ein Einbrennen ders gemäß Schritt (4) aufgebrachten wenigstens einen Films (F1 ). Vor dem Einbrennen erfolgt vorzugsweise eine Trocknung nach bekannten Methoden. Beispielsweise können (1 -Komponenten)-Basislacke, welche bevorzugt sind, bei Raumtemperatur (23°C) für 1 bis 60 Minuten abgelüftet werden und darauf folgend bevorzugt bei gegebenenfalls leicht erhöhten Temperaturen von 30 bis 90°C gehärtet werden. Unter Ablüften und Trocknung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Abdunsten von organischen Lösemitteln und/oder Wasser zu verstehen, wodurch der Lack trockener, aber noch nicht gehärtet wird beziehungsweise noch kein vollständig vernetzter Lackfilm gebildet wird. Die Härtung, also das Einbrennen, erfolgt bevorzugt thermisch bei Temperaturen von 30 bis 200°C wie von 60 bis 150 °C. Die Beschichtung von Kunststoffsubstraten erfolgt im Grunde genommen analog zu der von Metallsubstraten. Allerdings wird hier im Allgemeinen bei deutlich niedrigeren Temperaturen von 30 bis 90 °C gehärtet.
Die chemische Härtung erfolgt vorzugsweise mitels Vernetzungsreaktionen geeigneter vemetzbare funktioneller Gruppen, die vorzugsweise Teile des als Bindemitel (a) eingesetzten Polymeren sind. Jede übliche dem Fachmann bekannte vemetzbare funktionelle Gruppe kommt dabei in Betracht. Insbesondere sind die vernetzbaren funktionellen Gruppen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyl-Gruppen, Amino-Gruppen, Carbonsäure-Gruppen, Isocyanaten, Polyisocyanaten und Epoxiden. Die chemische Härtung erfolgt vorzugsweise in Kombination mit chemischer Härtung.
Als Strahlungsquellen für die Strahlungshärtung geeignet sind z.B. Quecksilber- Niederd ruckstrahler, -Mitteldruckstrahler, Hochdruckstrahler sowie Leuchtstoffröhren, Impulsstrahler, Metallhalogenidstrahler {Halogenlampen), Laser, LED und zudem Elektronenblitzeinrichtungen, wodurch eine Strahlungshärtung ohne Photoinitiator möglich ist, oder Excimerstrahler. Die Strahlungshärtung erfolgt durch Einwirkung energiereicher Strahlung, also UV-Strahlung oder Tageslicht oder durch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen. Die üblicherweise zur Vernetzung ausreichende Strahlungsdosis bei UV-Härtung liegt im Bereich von 80 bis 3.000 mJ/cm2. Selbstverständlich sind auch mehrere Strahlungsquellen für die Härtung einsetzbar, z.B. zwei bis vier. Diese können auch in jeweils unterschiedlichen Wellenlängenbereichen strahlen. Erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung
Die nachstehenden Ausführungsformen beziehen sich sowohl auf das erfindungsgemäße Verfahren als auch auf die erfindungsgemäße Beschichtung (B1 ), die nachstehend weiter beschrieben wird. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich dabei insbesondere auf die eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ).
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung
• wenigstens ein als Bindemittel ersetzbares Polymer als Komponente (a),
• wenigstens ein Pigment und/oder wenigstens einen Füllstoff als Komponente
(b) und
• Wasser und/oder wenigstens ein organisches Lösemittel als Komponente (c).
Der Begriff „umfassend“ bzw. „enthaltend“ im Sinne der vorliegenden Erfindung, insbesondere im Zusammenhang mit der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung, hat vorzugsweise die Bedeutung„bestehend aus“. Dabei können hinsichtlich der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungs- mittelzusammensetzung beispielsweise neben den Komponenten (a), (b) und (c) eine oder mehrere der weiteren nachstehend genannten optionalen Komponenten wie Komponente (d) in dieser enthalten sein. Alle Komponenten können dabei jeweils in ihren nachstehend genannten bevorzugten Ausführungsformen vorliegen.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung eine in der Automobilindustrie ersetzbare Beschichtungsmitelzusammensetzung. Dabei sind sowohl Beschichtungsmittelzusammensetzungen einsetzbar, die im Rahmen einer OEM-Serienlacklerung als auch im Rahmen einer Reparaturlackierung eingesetzt werden können. In der Automobilindustrie ersetzbare Beschichtungsmittelzusammensetzungen sind beispielsweise Elektrotauchlacke, Primer, Füller, Basislacke, insbesondere Wasserbasislacke (wässrige Basislacke), Decklacke einschließlich von Klarlacken, insbesondere lösemitelbasierten Klarlacken. Der Einsatz von Wasserbasislacken ist besonders bevorzugt.
Der Begriff des Basislacks ist dem Fachmann bekannt und beispielsweise definiert im Römpp Lexikon, Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, 10. Auflage, Seite 57. Unter einem Basislack ist demzufolge insbesondere ein in der Automobillackierung und allgemeinen Industrielackierung eingesetzter farbgebender und/oder farbgebender und einen optischen Effekt gebender Zwischenbeschichtungsstoff zu verstehen. Dieser wird im Allgemeinen auf einem mit Füller oder Primer vorbehandelten Metall- oder Kunststoffuntergrund, mitunter auch direkt auf dem Kunststoffuntergrund aufgebracht. Auch Altlackierungen, welche gegebenenfalls noch vorbehandelt werden müssen {beispielsweise durch Artschleifen), können als Untergründe dienen. Mitlerweile ist es durchaus üblich, mehr als eine Basislackschicht aufzutragen. Dementsprechend stellt in einem solchen Fall eine erste Basislackschicht den Untergrund für eine zweite dar. Um eine Basislackschicht insbesondere gegen Umwelteinflüsse zu schützen, wird auf dieser mindestens noch eine zusätzliche Klarlackschicht appliziert. Ein Wasserbasislack ist ein wässriger Basislack, in dem der Anteil an Wasser > als der Anteil an organischen Lösemitteln ist, bezogen auf das Gesamtgewicht an Wasser und organischen Lösemiteln in Gew.-% innerhalb des Wasserbasislacks.
Die Anteile in Gew.-% aller in der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung enthaltenen Komponenten wie der Komponenten (a), (b) und (c) und gegebenenfalls einer oder mehrere der weiteren nachstehend genannten optionalen Komponenten addieren sich auf 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise liegt der Festkörpergehalt der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzung in einem Bereich von 10 bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt von 11 bis 42,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 12 bis 40 Gew.-%» insbesondere von 13 bis 37,5 Gew. %, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung. Die Bestimmung des Festkörpergehalts, also des nicht-flüchtigen Anteils, erfolgt gemäß der nachstehend beschriebenen Methode. Komponente (a)
Unter dem Begriff „Bindemittel“ werden im Sinne der vorliegenden Erfindung in Einklang mit der DIN EN ISO 4618 (deutsche Fassung, Datum: März 2007) vorzugsweise die für eine Filmbildung verantwortlichen nicht-flüchtigen Anteile einer Zusammensetzung wie der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzung mit Ausnahme der darin enthaltenen Pigmente und/oder Füllstoffe verstanden. Der nicht-flüchtige Anteil kann gemäß nachstehend beschriebener Methode bestimmt werden. Ein Bindemitelbestandteil ist demzufolge jede Komponente, die zum Bindemitelgehalt einer Zusammensetzung wie der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzung beiträgt. Als Beispiel sei ein Basislack wie ein wässriger Basislack genannt, der wenigstens ein als Bindemittel ersetzbares Polymer als Komponente (a) wie zum Beispiel ein nachstehend beschriebenes SCS-Polymerisat, ein Vemetzungsmittel wie ein Melaminharz und/oder ein polymeres Additiv enthält.
Besonders bevorzugt wird als Komponente (a) ein sogenanntes Saat-Kern-Schale- Polymerisat (SCS-Polymerisat) eingesetzt. Solche Polymerisate bzw. wässrige Dispersionen enthaltend solche Polymerisate sind beispielsweise aus WO 2016/116299 L1 bekannt Vorzugsweise ist das Polymerisat ein (Meth)acryl- Copolymerisat. Vorzugsweise wird das Polymerisat in Form einer wässrigen Dispersion eingesetzt. Ganz besondere bevorzugt wird als Komponente (a) ein Polymerisat mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 100 bis 500 nm eingesetzt, herstellbar durch aufeinanderfolgende radikalische Emulsionspolymerisation von drei vorzugsweise voneinander verschiedenen Monomerenmischungen (A), (B) und (C) von olefinisch ungesätigten Monomeren in Wasser, wobei die Mischung (A) mindestens 50 Gew.-% von Monomeren mit einer Löslichkeit in Wasser von kleiner 0,5 g/l bei 25°C enthält und ein Polymer, welches aus der Mischung (A) hergestellt wird, eine Glasübergangstemperatur von 10 bis 65°C besitzt, die Mischung (B) mindestens ein mehrfach ungesättigtes Monomer enthält und ein Polymer, welches aus der Mischung (B) hergestellt wird, eine
Glasübergangstemperatur von -35 bis 15°C besitzt, und
ein Polymer, welches aus der Mischung (G) hergestellt wird, eine Glasübergangstemperatur von -50 bis 15°C besitzt,
und wobei
i zunächst die Mischung (A) polymerisiert wird,
II. dann die Mischung (B) in Gegenwart des unter i. hergestellten Polymerisats polymerisiert wird, und
iii. danach die Mischung (C) in Gegenwart des unter ii. hergestellten Polymerisats polymerisiert wird.
Die Herstellung des Polymerisats umfasst die aufeinanderfolgende radikalische Emulsionspolymerisation von drei Mischungen (A), (B) und (C) von olefinisch ungesättigten Monomeren jeweils in Wasser. Es handelt sich also um eine mehrstufige radikalische Emulsionspolymerisation, wobei i. zunächst die Mischung (A) polymerisiert wird, dann ii. in Anwesenheit des unter i. hergestellten Polymerisats die Mischung (B) polymerisiert wird und weiterhin iii. in Anwesenheit des unter ii. hergestellten Polymerisats die Mischung (C) polymerisiert wird. Alle drei Monomermischungen werden also über eine jeweils separat durchgeführte radikalische Emulsionspolymerisation (das heißt Stufe oder auch Polymerisationsstufe) polymerisiert, wobei diese Stufen aufeinanderfolgend stattfinden. Die Stufen können - zeitlich betrachtet - direkt hintereinander stattfinden. Möglich ist es genauso, dass nach Abschluss einer Stufe die entsprechende Reaktionslösung für eine gewisse Zeitspanne gelagert und/oder in ein anderes Reaktionsgefäß überführt wird und erst dann die nächste Stufe durchgeführt wird. Bevorzugt umfasst die Herstellung des Polymerisats neben der Polymerisation der Monomerenmischungen (A), (B) und (C) keine weiteren Polymerisationsschritte.
Bei den Mischungen (A), (B) und (C) handelt es sich um Mischungen von olefinisch ungesätigten Monomeren. Geeignete olefinisch ungesätigte Monomere können einfach oder mehrfach olefinisch ungesättigt sein. Beispiele geeigneter einfach olefinisch ungesättigter Monomere umfassen insbesondere (meth)acrylat-basierte einfach olefinisch ungesättigte Monomere, Allylgruppen-haltige einfach olefinisch ungesättigte Monomere und weitere Vinylgruppen-haltige einfach olefinisch ungesättigte Monomere wie beispielsweise vinylaromatische Monomere. Der Begriff (Meth)acryl beziehungsweise (Meth)acrylat umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl Methacrylate als auch Acrylate, Bevorzugt werden jedenfalls, aber nicht zwingend ausschließlich, (meth)acrylat-basierte einfach olefinisch ungesättigte Monomere eingesetzt.
Die Mischung (A) enthält mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 55 Gew.-%, von olefinisch ungesättigten Monomeren mit einer Wasserlöslichkeit von kleiner 0,5 g/l bei 25°C. Ein entsprechendes bevorzugtes Monomer ist Styrol. Die Löslichkeit der Monomere in Wasser wird mitels der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt. Bevorzugt enthält die Monomerenmischung (A) keine hydroxyfunktionellen Monomere. Ebenfalls bevorzugt enthält die Monomerenmischung (A) keine säurefunktionellen Monomere. Ganz besonders bevorzugt enthält die Monomerenmischung (A) gar keine Monomere mit funktionellen Gruppen enthaltend Heteroatome. Dies bedeutet, dass Heteroatome, sofern vorhanden, lediglich in Form von verbrückenden Gruppen vorhanden sind. Dies ist beispielsweise der Fall in den oben beschriebenen (meth)acrylat-basierten, einfach olefinisch ungesättigten Monomeren, die als Rest R einen Alkylrest besitzen. Bevorzugt enthält die Monomerenmischung (A) ausschließlich einfach olefinisch ungesättigte Monomere. Vorzugsweise enthält die Monomerenmischung (A) mindestens einen einfach ungesättigten Ester der (Meth)acrylsäure mit einem Alkylrest und mindestens ein Vi nylg ruppen-haltiges einfach olefinisch ungesättigtes Monomer mit einem an der Vinylgruppe angeordneten Rest, der aromatisch ist oder der gemischt gesättigtaliphatisch-aromatisch ist, wobei dann die aliphatischen Anteile des Rests Alkylgruppen sind. Die in der Mischung (A) enthaltenen Monomere werden so ausgewählt, dass ein daraus hergestelltes Polymer eine Glasübergangstemperatur von 10 bis 65°C, bevorzugt von 30 bis 50°C besitzt. Die Glasübergangstemperatur kann dabei mittels der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt werden. Das in Stufe i. durch die Emulsionspolymerisation der Monomerenmischung (A) hergestellte Polymerisat wird auch als Saat bezeichnet. Die Saat besitzt bevorzugt eine mittlere Teilchengröße von 20 bis 125 nm (gemessen mittels dynamischer Lichtstreuung wie nachstehend beschrieben; vgl. Bestimmungsmethoden Die Mischung (B) enthält mindestens ein mehrfach olefinisch ungesättigtes Monomer, bevorzugt mindestens ein zweifach olefinisch ungesättigtes Monomer. Ein entsprechendes bevorzugtes Monomer ist Hexandioldiacrylat. Bevorzugt enthält die Monomerenmischung (B) keine hydroxyfunktionellen Monomere. Ebenfalls bevorzugt enthält die Monomerenmischung (B) keine säurefunktionellen Monomere. Ganz besonders bevorzugt enthält die Monomerenmischung (B) gar keine Monomere mit funktionellen Gruppen enthaltend Heteroatome. Dies bedeutet, dass Heteroatome, sofern vorhanden, lediglich in Form von verbrückenden Gruppen vorhanden sind. Dies ist beispielsweise der Fall in den oben beschriebenen (meth)acrylat-basierten, einfach olefinisch ungesättigten Monomeren, die als Rest R einen Alkylrest besitzen. Vorzugsweise enthält die Monomerenmischung (B) neben dem mindestens einen mehrfach olefinisch ungesätigten Monomer jedenfalls noch folgende Monomere: Zum einen mindestens einen einfach ungesätigten Ester der (Meth)acrylsäure mit einem Alkylrest und zum anderen mindestens ein Vinylgruppen-haltiges einfach olefinisch ungesättigtes Monomer mit einem an der Vinylgruppe angeordneten Rest, der aromatisch ist oder der gemischt gesättigt-aliphatisch-aromatisch ist, wobei dann die aliphatischen Anteile des Rests Alkylgruppen sind. Der Anteil von mehrfach ungesätigten Monomeren beträgt bevorzugt von 0,05 bis 3 mol.-%, bezogen auf die molare Gesamtmenge von Monomeren der Monomerenmischung (B). Die in der Mischung (B) enthaltenen Monomere werden so ausgewählt, dass ein daraus hergestelltes Polymer eine Glasübergangstemperatur von -35 bis 15°C, bevorzugt von -25 bis +7°C besitzt. Die Glasübergangstemperatur kann dabei mittels der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt werden. Das in Stufe ii. durch die Emulsionspolymerisation der Monomerenmischung (B) in Anwesenheit der Saat hergestellte Polymerisat wird auch als Kern bezeichnet. Nach der Stufe ii. resultiert also ein Polymerisat, welches Saat und Kern umfasst. Das Polymerisat, welches nach der Stufe ii. erhalten wird, besitzt bevorzugt eine mittlere Teilchengröße von 80 bis 280 nm, bevorzugt 120 bis 250 nm (gemessen mittels dynamischer Lichtstreuung wie nachstehend beschrieben; vgl. Bestimmungsmethoden).
Die in der Mischung (C) enthaltenen Monomere werden so ausgewählt, dass ein daraus hergestelltes Polymer eine Glasübergangstemperatur von -50 bis 15°C, bevorzugt von -20 bis +12°C besitzt. Die Glasübergangstemperatur kann dabei mittels der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt werden. Die olefinisch ungesättigten Monomere der Mischung (C) werden dabei bevorzugt so ausgewählt, dass das resultierende Polymerisat, umfassend Saat, Kem und Schale, eine Säurezahl von 10 bis 25 hat. Demzufolge enthält die Mischung (C) bevorzugt mindestens eine alpha-beta ungesätigte Carbonsäure, insbesondere bevorzugt (Meth)acrylsäure. Die olefinisch ungesätigten Monomere der Mischung (C) werden zudem oder alternativ bevorzugt so ausgewählt, dass das resultierende Polymerisat, umfassend Saat, Kem und Schale, eine OH-Zahl von 0 bis 30, bevorzugt 10 bis 25 hat. Bei allen vorstehend genannten Säurezahlen und OH-Zahlen handelt es sich um auf Basis der insgesamt eingesetzten Monomerenmischungert berechnete Werte. Vorzugsweise enthält die Monomerenmischung (C) mindestens eine alpha-beta ungesättigte Carbonsäure und mindestens einen einfach ungesättigten Ester der (Meth)acrylsäure mit einem mit einer Hydroxylgruppe substituierten Alkylrest. Besonders bevorzugt enthält die Monomermischung <C) mindestens eine alpha-beta ungesätigte Carbonsäure, mindestens einen einfach ungesätigten Ester der (Meth)acryfsäure mit einem mit einer Hydroxylgruppe substituierten Alkylrest und mindestens einen einfach ungesätigten Ester der (Meth)acrylsäure mit einem Alkylrest. Sofern im Rahmen der vorliegenden Erfindung von einem Alkylrest ohne weitere Spezifizierung gesprochen wird, ist hierunter immer ein reiner Alkylrest ohne funktionelle Gruppen und Heteroatome zu verstehen. Das in Stufe iii. durch die Emulsionspolymerisation der Monomerenmischung (C) in Anwesenheit von Saat und Kem hergestellte Polymerisat wird auch als Schale bezeichnet. Nach der Stufe iii. resultiert also ein Polymerisat, welches Saat, Kern und Schale umfasst, also Polymerisat (b). Das Polymerisat (b) besitzt nach seiner Herstellung eine mitlere Teilchengröße von 100 bis 500 nm, bevorzugt 125 bis 400 nm, ganz besonders bevorzugt von 130 bis 300 nm (gemessen mittels dynamischer Lichtstreuung wie nachstehend beschrieben; vgl. Bestimmungsmethoden.)
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmitelzusammensetzung einen Anteil an Komponente (a) wie wenigstens einem SGS- Polymerisat in einem Bereich von 1 ,0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 ,5 bis 19 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 2,0 bis 18,0 Gew.-%, insbesondere von 2,5 bis 17,5 Gew,-%, am meisten bevorzugt von 3,0 bis 15,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmitelzusammensetzung. Die Bestimmung beziehungsweise Festlegung des Anteils der Komponente (a) an der Beschichtungsmitelzusammensetzung kann über die Bestimmung des Festkörpergehalts (auch genannt nicht flüchtiger Anteil, Festkörpergehalt oder Festkörperanteil) einer wässrigen Dispersion enthaltend Komponente (a) erfolgen.
Zusätzlich oder alternativ, vorzugsweise zusätzlich, zu dem wenigstens einen vorbeschriebenen SCS-Polymerisat als Komponente (a) kann die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung mindestens ein von dem
Polymerisat verschiedenes Polymer als Bindemitel der Komponente (a) enthalten, insbesondere mindestens ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyurethanen, Polyharnstoffen, Polyestern, Poly(meth)acrylaten und/oder Mischpolymerisaten der genannten Polymere, insbesondere Polyurethan- Poly(meth)acrylate und/oder Polyurethan-Polyharnstoffe.
Bevorzugte Polyurethane werden beispielsweise beschrieben in der deutschen Patentanmeldung DE 199 48 004 L1 , Seite 4, Zeile 19 bis Seite 11 , Zeile 29 (Polyurethanpräpolymer B1), in der europäischen Patentanmeldung EP 0 228 003 A1 , Seite 3, Zeile 24 bis Seite 5, Zeile 40, in der europäischen Patentanmeldung EP 0 634 431 A1 , Seite 3, Zeile 38 bis Seite 8, Zeile 9, und der internationalen Patentanmeldung WO 92/15405, Seite 2, Zeile 35 bis Seite 10, Zeile 32.
Bevorzugte Polyester werden beispielsweise in DE 4009858 A1 in Spalte 6, Zeile 53 bis Spalte 7, Zeile 61 und Spalte 10, Zeile 24 bis Spalte 13, Zeile 3 oder WO 2014/033135 A2, Seite 2, Zeile 24 bis Seite 7, Zeile 10 sowie Seite 28, Zeile 13 bis Seite 29, Zeile 13 beschrieben.
Bevorzugte Polyurethan-Poly(meth)acrylat-Mischpolymerisate ((meth)acrylierte
Polyurethane) und deren Herstellung werden beispielsweise in WO 91/15528 A1 , Seite 3, Zeile 21 bis Seite 20, Zeile 33 sowie in DE 4437535 A1 , Seite 2, Zeile 27 bis Seite 6, Zeile 22 beschrieben.
Bevorzugte Polyurethan-Pofyhamstoffe-Mischpolymerisate sind Polyurethan-
Polyharnstoff-Partikel, vorzugsweise solche mit einer mittleren Teilchengröße von 40 bis 2000 nm, wobei die Polyurethan-Polyharnstoff-Partikel, jeweils in umgesetzter Form, mindestens ein Isocyanatgruppen-haltiges Polyurethan-Präpolymer enthaltend anionische und/oder in anionische Gruppen überführbare Gruppen sowie mindestens ein Polyamin enthaltend zwei primäre Aminogruppen und ein oder »ei sekundäre Aminogruppen enthalten. Vorzugsweise werden derartige Mischpolymerisate in Form einer wässrigen Dispersion eingesetzt. Solche Polymere sind grundsätzlich durch an sich bekannte Polyaddition von beispielsweise Polyisocyanaten mit Polyolen sowie Polyaminen herstellbar. Die mitlere Teilchengröße solcher Polyurethan-Polyhamstoff-Partikel wird wie nachfolgend beschrieben bestimmt (gemessen mitels dynamischer Lichtstreuung wie nachstehend beschrieben; vgl. Bestimmungsmethoden).
Der Anteil solcher vom SCS-Polymerisat verschiedener Polymere In der Beschichtungsmittelzusammensetzung ist bevorzugt kleiner als der Anteil des SCS- Polymerisats. Die beschriebenen Polymere sind bevorzugt hydroxyfunktionell und besitzen insbesondere bevorzugt eine OH-Zahl im Bereich von 15 bis 200 mg KOH/g, besonders bevorzugt von 20 bis 150 mg KOH/g.
Besonders bevorzugt enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittelzusammensetzungen mindestens ein hydroxyfunktionelles
Polyurethan-Poly(meth)acrylat-MSschpo!ymerisat, nochmals bevorzugt mindestens ein hydroxyfunktionelles Poiyurethan-Poly(meth)acry!at-Mischpolymerisat sowie mindestens einen hydroxyfunktionellen Polyester sowie gegebenenfalls ein vorzugsweise hydroxyfunktionelles Po!yurethan-Po!yharnstoff-Mischpo!ymerisat
Der Anteil der weiteren Polymere als Bindemittel der Komponente (a) - zusätzlich zu einem SCS-Polymerisat - kann breit variieren und liegt vorzugsweise im Bereich von 1 ,0 bis 25,0 Gew.-%, bevorzugt 3,0 bis 20,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 5,0 bis 15,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der
Beschichtungsmittelzusammensetzung
Zudem kann die Beschichtungsmittelzusammensetzung mindestens ein an sich bekanntes typisches Vernetzungsmittel enthalten. Sofern er ein Vemetzungsmittel enthält, handelt es sich bevorzugt um mindestens ein Aminopiastharz und/oder mindestens ein blockiertes oder freies Polyisocyanat, bevorzugt ein Aminoplastharz. Unter den Aminoplastharzen sind insbesondere Melaminharze bevorzugt Sofern die Beschichtungsmittelzusammensetzung Vernetzungsmittei enthält, liegt der Anteil dieser Vernetzungsmittel, insbesondere Aminoplastharze und/oder blockierter oder freier Polyisocyanate, besonders bevorzugt Aminoplastharze, darunter bevorzugt Melaminharze, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20,0 Gew.-%, bevorzugt 1 ,0 bis 15,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 ,5 bis 10,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung. Der Anteil an Vernetzungsmitel ist bevorzugt kleiner als der Anteil des SCS-Polymerisats in der Besch ichtungsmitteizusammensetzu ng .
Komponente (b)
Ein Fachmann ist mit den Begriffen der„Pigmente“ und der„Füllstoffe“ vertraut.
Der Begriff„Füllstoff“ ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus der DIN 55943 (Datum: Oktober 2001). Unter einem „Füllstoff“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine in der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzung wie beispielsweise einem Wasserbasislack im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, unlösliche Komponente verstanden, die insbesondere zur Vergrößerung des Volumens eingesetzt wird. Vorzugsweise unterscheiden sich„Füllstoffe“ im Sinne der vorliegenden Erfindung von„Pigmenten“ durch ihren Brechungsindex, der für Füllstoffe <1 ,7 beträgt. Jeder übliche dem Fachmann bekannte Füllstoff kann als Komponente (b) eingesetzt werden. Beispiele geeigneter Füllstoffe sind Kaolin, Dolomit, Calcit, Kreide, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Graphit, Silikate wie Magnesiumsilikate, insbesondere entsprechende Schichtsilikate wie Hectorit, Bentonit, Montmorillonit, Talkum und/oder Glimmer, Kieselsäuren, insbesondere pyrogene Kieselsäuren, Hydroxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder organische Füllstoffe wie Textilfasern, Cellulosefasern, Polyethylenfasem oder Polymerpulver.
Der Begriff „Pigment“ ist dem Fachmann ebenfalls bekannt, beispielsweise aus der DIN 55943 (Datum: Oktober 2001). Unter einem „Pigment“ werden im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise pulver- oder plättchenförmige Komponenten verstanden, die in der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittel- Zusammensetzung wie beispielsweise einem Wasserbasislack im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig unlöslich sind. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Farbmittel und/oder um Substanzen, die aufgrund ihrer magnetischen, elektrischen und/oder elektromagnetischen Eigenschaften als Pigment eingesetzt werden können. Von„Füllstoffen“ unterscheiden sich Pigmente vorzugsweise durch ihren Brechungsindex, der für Pigmente ä1 ,7 beträgt.
Vorzugsweise werden unter den Begriff der „Pigmente“ Farbpigmente und Effektpigmente subsumiert.
Ein Fachmann ist mit dem Begriff der Farbpigmente vertraut. Die Begriffe „farbgebendes Pigment“ und „Farbpigment“ sind im Sinne der vorliegenden Erfindung austauschbar. Eine entsprechende Definition der Pigmente und weitere Spezifizierungen davon ist in der DIN 55943 (Datum: Oktober 2001) geregelt Als Farbpigment können anorganische und/oder organische Pigmente eingesetzt werden. Als besonders bevorzugte Farbpigmente werden Weißpigmente, Buntpigmente und/oder Schwarzpigmente eingesetzt. Beispiele für Weißpigmente sind Titandioxid, Zink-Weiß, Zinksulfid und Lithopone. Beispiele für Schwarzpigmente sind Ruß, Eisen-Mangan-Schwarz und Spinellschwarz. Beispiele für Buntpigmente sind Chromoxid, Chromoxid hydratgrün, Kobaltgrün, Ultramaringrün, Kobaltblau, Ultramarinblau, Manganblau, Ultramarinviolett, Kobalt- und Manganviolett, Eisenoxidrot, Cadmiumsulfoselenid, Molybdatrot und Ultramarinrot, Eisenoxidbraun, Mischbraun, Spinell- und Korundphasen und Chromorange, Eisenoxidgelb, Nickeltitangelb, Chromtitangelb, Cadmiumsulfid, Cadmiumzinksulfid, Chromgelb und Blsmutvanadat.
Ein Fachmann ist mit dem Begriff der Effektpigmente vertraut. Eine entsprechende Definition findet sich beispielsweise im Römpp Lexikon, Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, 10. Auflage, Seiten 176 und 471. Eine Definition von Pigmentgen im Allgemeinen und weitere Spezifizierungen davon sind in der DIN 55943 (Datum: Oktober 2001 ) geregelt. Vorzugsweise handelt es sich bei Effektpigmenten um solche Pigmente, die optisch effektgebend oder färb- und optisch effektgebend, insbesondere optisch effektgebend, sind. Die Begriffe„optisch effektgebendes und farbgebendes Pigment“, „optisch effektgebendes Pigment“ und „Effektpigment“ sind daher vorzugsweise austauschbar. Bevorzugte Effektpigmente sind beispielsweise plättchenförmige Metalleffektpigmente wie blättchenförmige Aluminiumpigmente, Goldbronzen, feuergefärbte Bronzen und/oder Eisenoxid- Aluminiumpigmente, Perglanzpigmente wie Fischsilber, basisches Bleicarbonat, Bismutoxidehlorid und/oder Metalloxid-Glimmer-Pigmente (Mica) und/oder sonstige Effektpigmente wie blättchenförmiges Graphit, blättchenförmiges Eisenoxid, Mehrschicht-Effekt-Pigmente aus PVD-Filmen und/oder Liquid Crystal Polymer- Pigmente. Besonders bevorzugt sind blätchenförmige Effektpigmente, insbesondere blätchenförmige Aluminiumpigmente und Metalloxid-Glimmer-Pigmente.
Besonders bevorzugt enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmitelzusammensetzung wie beispielsweise ein Wasserbasislack wenigstens ein Effektpigment als Komponente (b).
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmitelzusammensetzung einen Anteil an Effektpigment als Komponente (b) in einem Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 ,5 bis 18 Gew.~%, ganz besonders bevorzugt von 2 bis 16 Gew.-%, insbesondere von 2,5 bis 15 Gew.-%, am meisten bevorzugt von 3 bis 12 Gew.-% oder von 3 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung. Der gesamte Anteil aller Pigmente und/oder Füllstoffe in der Beschichtungsmitelzusammensetzung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 40,0 Gew.-%, bevorzugter von 2,0 bis 20,0 Gew.-%, besondere bevorzugt von 3,0 bis 15,0 Gew - %, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise liegt das relative Gewichtsverhältnis der Komponente (b) wie wenigstens eines Effektpigments zu der Komponente (a) wie wenigstens einem SCS-Polymerisat in der Beschichtungsmitelzusammensetzung in einem Bereich von 4:1 bis 1 :4, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2:1 bis 1 :4, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 2:1 bis 1 :3, insbesondere in einem Bereich von 1 :1 bis 1 :3 oder von 1 :1 bis 1 :2,5. Komponente (c)
Die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung ist vorzugsweise wässrig. Es handelt sich dabei vorzugsweise um ein System, das als Lösemittel (also als Komponente (c)) hauptsächlich Wasser, vorzugsweise in einer Menge von wenigstens 20 Gew.-%, und organische Lösemitel in geringeren Anteilen, vorzugsweise in einer Menge von <20 Gew.-%, enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmitelzusammensetzung einen Anteil an Wasser von mindestens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 30 Gew.-%, insbesondere von mindestens 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmitelzusammensetzung.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Besch ichtu ngsm itel- zusammensetzung einen Anteil an Wasser, der in einem Bereich von 20 bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 25 bis 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 55 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmitelzusammensetzung.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmitelzusammensetzung einen Anteil an organischen Lösemiteln, der in einem Bereich von <20 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0 bis <20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis <20 Gew.-% oder bis 15 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmitelzusammensetzung.
Als Beispiele für solche organischen Lösemittel seien heterocyciische, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, ein- oder mehrwertige Alkohole, insbesondere Methanol und/oder Ethanol, Ether, Ester, Ketone und Amide, wie z. B. N-Methylpyrrolidon, N-Ethylpyrrolidon, Dimethylformamid, Toluol, Xylol, Butanol, Ethyl- und Butylglykol sowie deren Acetate, Butyldiglykol, Diethylenglykoldimethylether, Cyclohexanon, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Aceton, fsophoron oder Mischungen davon genannt.
Weitere optionale Komponenten
Die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmitelzusammensetzung kann optional noch mindestens einen Verdicker (auch als Verdickungsmittel bezeichnet) als Komponente (d) enthalten. Beispiele für derartige Verdicker sind anorganische Verdicker, beispielsweise Metallsilikate wie Schichtsilikate, und organische Verdicker, beispielsweise Poly(meth)acrylsäure-Verdicker und/oder {Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker, Polyurethan-Verdicker sowie polymere Wachse. Das Metallsilikat wird bevorzugt aus der Gruppe der Smektite ausgewählt. Besonders bevorzugt werden die Smektite aus der Gruppe der Montmorillonite und Hectorite ausgewählt. Insbesondere werden die Montmorillonite und Hectorite aus der Gruppe bestehend aus AIuminium-Magnesium-Silikaten sowie Natrium-Magnesium- und Natrium-Magnesium-Fluor-Lithium-Schichtsiükaten, ausgewählt. Diese anorganischen Schichtsilikate werden zum Beispiel unter der Marke Laponite® vertrieben. Vendickungsmitte! auf Basis von Po[y(meth)acrylsäure und (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker sind gegebenenfalls vernetzt und/oder mit einer geeigneten Base neutralisiert. Beispiele solcher Verdickungsmittel sind . lkali Swellable Emulsions” (ASE), und hydrophob modifizierte Varianten davon, die„Hydrophically modified Alkali Swellable Emulsions“ (HASE). Vorzugsweise sind diese Verdickungsmittel anionisch. Entsprechende Produkte wie Rheovis® AS 1 130 sind kommerziell erhältlich. Verdickungsmittel auf Basis von Polyurethanen (z.B. Polyurethan-Assoziativ-Verdickungsmittel) sind gegebenenfalls vernetzt und/oder mit einer geeigneten Base neutralisiert. Entsprechende Produkte wie Rheovis® PU 1250 sind kommerziell erhältlich. Als polymere Wachse eignen sich beispielsweise gegebenenfalls modifizierte polymere Wachse auf Basis von Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren. Ein entsprechendes Produkt ist zum Beispiel unter der Bezeichnung Aquatix® 8421 kommerziell erhältlich.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmittelzusammensetzung kann je nach erwünschter Anwendung ein oder mehrere üblicherweise eingesetzte Additive als weitere Komponente(n) (d) enthalten. Beispielsweise kann die Beschichtungsmittelzusammensetzung wenigstens ein Additiv ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Reaktiwerdünnern, Lichtschutzmitteln, Antioxidantien, Entlüftungsmitteln, Emulgatoren, Slipadditiven, Polymerisationsinhibitoren, Initiatoren für radikalische Polymerisationen, Haftvermittler, Verlaufsmitteln, filmbildende Hilfsmitteln, Sag-Control-Agents (SCAs), Flammschutzmiteln, Korrosionsinhibitoren, Sikkativen, Bioziden und Mattierungsmitteln enthalten. Sie können in den bekannten und üblichen Anteilen eingesetzt werden.
Die Hereteilung der erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmitelzusammensetzung kann unter Einsatz der üblichen und bekannten Mischverfahren und Mischaggregate erfolgen.
Erfindungsgemäße Beschichtung
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine auf einem Substrat befindliche Beschichtung (B1 ), welche erhältlich ist gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Hereteilung der Beschichtung (B1) hierin zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich des mittels dieses Verfahrens erhältlichen Beschichtung (B1 ).
Vorzugsweise weist die Beschichtung (B1) gegenüber einer Beschichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, jedoch ohne Durchführung von Schritt (3), erhältlich ist, eine geringere Anzahl an Oberflächendefekten und/oder optischen Defekten auf. Insbesondere weist die Beschichtung (B1 ) gegenüber einer Beschichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, jedoch ohne Durchführung von Schritt (3), erhältlich ist, eine verbesserte Appearance und/oder eine verbesserte Nadelstichrobustheit auf.
Vorzugsweise sind die Oberflächendefekte und/oder optischen Defekte ausgewählt aus der Gruppe von Nadelstichen, Kochern, Läufern, Wolkigkeit und/oder Appearance (optisches Erscheinungsbild). Wie vorstehend erwähnt handelt es sich bei der Beschichtung (B1 ) vorzugsweise um eine Basislackschicht wie eine Wasserbasislackschicht, die wiederum Teil einer Mehrschichtlackierung sein kann. Die Untersuchung und Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode durch Auszählen der Nadelstiche bei Keilauftrag der Beschichtung auf ein Substrat in einem Schichtdickenbereich von 0 bis 40 pm (T rockenschichtdicke), wobei die Bereiche von 0 bis 20 pm und von >20 bis 40 pm separat ausgezählt werden, Normierung der Ergebnisse auf eine Fläche von 200 cm2 und Addition zu einer Gesamtzahl. Vorzugsweise Ist bereits ein einziger Nadelstich ein Defekt. Die Untersuchung und Beurteilung des Auftretens von Kochern erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode durch Bestimmung der Kochergrenze, d.h. derjenigen Schichtdicke einer Beschichtung wie einer Basislackschicht, ab der Kocher auftreten, nach DIN EN ISO 28199-3, Punkt 5. (Datum: Januar 2010). Vorzugsweise ist bereits ein einziger Kocher ein Defekt. Die Untersuchung und Beurteilung des Auftretens von Wolkigkeit erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode mit dem Messgerät cloud-runner der Firma BYK-Gardner GmbH, wobei die drei Kenngrößen „MottIing15“, „Mottling45“ und „Mottling60“ als Maß für die Wolkigkeit, gemessen in den Winkeln 15°, 45° und 60° relativ zum Reflexionswinkel der zur Messung benutzten Lichtquelle, bestimmt werden, wobei die Wolkigkeit ausgeprägter ist, wenn die entsprechende(n) Kenngröße(n) (einen) höhere(n) Wert(e) aufweist bzw. autoeisen. Die Untersuchung und Beurteilung der Appearance erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode mittels der Beurteilung des Verlaufs bei Keilautrag der Beschichtung auf ein Substrat In einem Schichtdickenbereich von 0 bis 40 pm (Trockenschichtdicke), wobei unterschiedliche Bereiche, beispielsweise von 10-15 pm, 15-20 pm und 20-25 pm markiert werden und mitels des Messgerätes Wave scan der Firma Byk-Gardner GmbH innerhalb dieser Schichtdickenbereiche die Untersuchung und Beurteilung vorgenommen wird. Dabei wird ein Laserstrahl unter einem Winkel von 60° auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet, und es werden auf einer Messstrecke von 10 cm die Schwankungen des reflektierten Lichts im short wave-Bereich (0,3 bis 1 ,2 mm) und im long wave-Bereich (1 ,2 bis 12 mm) mit Hilfe des Messgeräts registriert (long wave = LW; short wave = SW; je niedriger die Werte, desto besser ist der Verlauf). Die Untersuchung und Beurteilung des Auftretens von Läufern erfolgt dabei gemäß der nachfolgend beschriebenen Bestimmungsmethode durch Bestimmung der Läuferneigung nach DIN EN ISO 28199-3, Punkt 4. (Datum: Januar 2010). Vorzugsweise tritt dann ein Defekt auf, wenn Läufer ab einer Schichtdicke auftreten, die unterhalb einer Schichtdicke liegt, welche 125% der Zielschichtdicke beträgt. Ist die Zielschichtdicke zum Beispiel 12 pm, so trit ein Defekt auf, wenn bei einer Schichtdicke von 12pm + 25%, also bei 16 pm Läufer auftreten. Die Bestimmung der Schichtdicken erfolgt dabei jeweils nach DIN EN ISO 2808 (Datum: Mai 2007), Verfahren 12A, vorzugsweise unter Verwendung des Messgerätes MiniTest® 3100- 4100 der Firma ElektroPhysik. In allen Fällen handelt es sich jeweils um die T rockenschichtdicke.
Dem Fachmann sind die Begriffe„Nadelstiche", „Kocher“, Läufer" und „Verlauf bekannt, beispielsweise aus dem Römpp Chemie Lexikon, Lacke und Druckfarben, 1998, 10. Auflage. Der Begriff der Wolkigkeit ist dem ebenfalls Fachmann bekannt. Unter der Wolkigkeit einer Lackierung versteht man nach DIN EN ISO 4618 (Datum: Januar 2015) das uneinheitliche Aussehen einer Lackierung, verursacht durch unregelmäßige, willkürlich auf der Oberfläche verteilte Bereiche, die sich in Farbe und/oder Glanz unterscheiden. Eine derartige, fleckenähnliche Inhomogenität stört den gleichmäßigen Gesamteindruck der Lackierung und ist in der Regel unerwünscht. Eine Methode zur Bestimmung der Wolkigkeit ist nachstehend angegeben. Während sich die Wolkigkeit durch vorgenannte Bereiche in Form von Flecken auszeichnet, ist unter dem Begriff der„Streifigkeit“ im Gegensatz dazu ein durch eine schlechte Überlappung von Sprühstrahlen hervorgerufenes Phänomen zu verstehend, durch das regelmäßige streifenförmige Hell- und Dunkelbereiche hervorgerufen werden. Eine Methode zur Bestimmung der Streifigkeit ist nachstehend angegeben. Bestimmungsmethoden
1. Bestimmung des nicht-flüchtigen Anteils
Die Bestimmung des nicht-flüchtigen Anteils (des Festkörpers) erfolgt gemäß DIN EN ISO 3251 (Datum: Juni 2008). Dabei werden 1 g Probe in eine vorher getrocknete Aluminiumschale eingewogen und 60 Minuten bei 125 °C im Trockenschrank getrocknet, im Exsikkator abgekühlt, und dann zurückgewogen. Der Rückstand bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Probe entspricht dem nicht-flüchtigen Anteil. Das Volumen des nicht-flüchtigen Anteils kann falls erforderlich gegebenenfalls gemäß DIN 53219 (Datum: August 2009) bestimmt werden.
2. Bestimmung des zahlenmitleren Molekulargewichts
Das zahlenmitlere Molekulargewicht (Mn) wird, soweit nicht anders angegeben, mittels eines Dampfdruckosmometers Typ 10.00 (Firma Knauer) an Konzentrationsreihen in Toluol bei 50°C mit Benzophenon als Eichsubstanz zur Bestimmung der experimentellen Eichkonstante des eingesetzten Messgeräts nach E. Schröder, G. Müller, K.-F. Arndt, "Leitfaden der Polymercharakterisierung", Akademie-Verlag, Berlin, S. 47 - 54, 1982, ermittelt.
3. Bestimmung der OH-Zahl und der Säure-Zahl
Die Bestimmung der OH-Zahl und der Säure-Zahl erfolgt jeweils durch Berechnung.
4. Bestimmung der mittleren Teilchenaröße von SCS-PoIvmerisaten und
Polvurethan-Polvharnstoff-Partikeln
Die mittlere Teilchengröße wird mittels dynamischer Lichtstreuung (Photonenkorrelationsspektroskopie) (PCS) in Anlehung an DIN ISO 13321 {Datum: Oktober 2004) bestimmt. Zur Messung eingesetzt wird dabei ein“Malvem Nano S90“ (Fa. Malvern Instruments) bei 25 ± 1 °C. Das Gerät deckt einen Größenbereich von 3 bis 3000 nm ab und ist ausgestattet mit einem 4mW He-Ne Laser bei 633 nm. Die jeweiligen Proben werden mit partikelfreiem, deionisierten Wasser als Dispergiermedium verdünnt und anschließend in einer 1 ml Polystyrol-Küvette bei geeigneter Streuintensität vermessen. Die Auswertung erfolgte mittels digitalem Korrelator unter Zuhilfenahme der Auswertungssoftware Zetasizer Vers. 7.1 1 (Fa. Malvern Instruments). Es wird fünf Mal gemessen und die Messungen an einer zweiten, frisch präparierten Probe wiederholt. Hinsichtlich des SCS-Polymerisats wird unter der mitleren Teilchengröße das arithmetische Zahlenmitel des gemessenen mitleren Partikeldurchmessers (Z-Average mean; Zahlenmitel; dN,so%- Wert) verstanden. Die Standardabweichung einer 5-fachen Bestimmung beträgt dabei < 4 %. Hinsichtlich der ersetzbaren Polyurethan-Polyharnstoff-Partikel wird unter der mitleren Teilchengröße das arithmetische Volumenmitel aus der mitleren Partikelgröße der Einzelpräparationen verstanden (V-Average mean; Volumenmittel; dv,50%-Wert (Volumen-bezogener Medianwert)). Die maximale Abweichung des Volumenmitels von fünf Einzelmessungen beträgt dabei ± 15 %. Die Überprüfung erfolgt jeweils mit Polystyrol-Standards mit zertifizierten Partikelgrößen zwischen 50 bis 3000 nm.
5. Bestimmung der Schichtdicken
Die Bestimmung der Schichtdicken erfolgt nach DIN EN ISO 2808 (Datum: Mal 2007), Verfahren 12A unter Verwendung des Messgerätes MlniTest® 3100-4100 der Firma ElektroPhysfk.
6- Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen und des schichtdickenabhänaiaen
Verlaufs
Zur Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen sowie des schichtdickenabhängigen Verlaufs werden keilförmige Mehrschichtlackierungen nach der folgenden allgemeinen Vorschrift hergestefit:
Ein mit einer Standard-KTL (CathoGuard® 800 der Firma BASF Coatings GmbH) beschichtetes Stahlblech der Abmessungen 30 x 50 cm wird an einer Lingskante mit einem Klebstreifen (Tesaband, 19 mm) versehen, um nach der Beschichtung Schichtdickendifferenzen ermitteln zu können. Ein Wasserbasiskack wird elektrostatisch als Keil mit einer Zielschichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials) von 0-40 pm aufgetragen. Dabei beträgt die Ausflussrate zwischen 300 und 400 ml/min; die Drehzahl der ESTA-G locke wird zwischen 23.000 und 43.000 U/min variiert; die genauen Angaben der jeweils konkret gewählten Applikationsparameter werden nachfolgend innerhalb des experimentellen Teils angegeben. Nach einer Ablüftzeit von 4-5 Minuten bei Raumtemperatur (18 bis 23 °C) wird der Aufbau im Umluftofen für 10 Minuten bei 60 °C getrocknet. Nach Entfernen des Klebestreifens wird auf die getrocknete Wasserbasislackschicht per Fließbecherpistole manuell ein handelsüblicher Zweikomponenten-Klarlack (ProGloss® der Firma BASF Coatings GmbH) mit einer Zielschichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials) von 40-45 pm aufgetragen. Die resultierende Klarlackschicht wird während 10 Minuten bei Raumtemperatur (18 bis 23 °C) abgelüftet; anschließend erfolgt die Härtung im Umluftofen bei 140 °G für weitere 20 Minuten. Die Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen erfolgt visuell nach der folgenden allgemeinen Vorschrift: Die Trockenschichtdicke des Wasserbasislacks wird kontrolliert und für den Basislack-Schichtdickenkeil werden die Bereiche von 0- 20 pm sowie von 20 pm bis zum Ende des Keils auf dem Stahlblech markiert. Die Auswertung der Nadelstiche erfolgt visuell in den zwei getrennten Bereichen des Wasserbasislack-Keils. Je Bereich wird die Anzahl der Nadelstiche ausgezählt. Alle Ergebnisse werden auf eine Fläche von 200 cm2 normiert und anschließend zu einer Gesamtanzahl addiert. Zusätzlich wird gegebenenfalls protokolliert, ab welcher Trockenschichtdicke des Wasserbasislack-Keils keine Nadelstiche mehr auftreten. Die Beurteilung des schichtdickenabhängigen Verlaufs erfolgt nach der folgenden allgemeinen Vorschrift: Die T rockenschichtdicke des Wasserbasislacks wird kontrolliert, und für den Basislack-Schichtdickenkeil werden unterschiedliche Bereiche, beispielsweise von 10-15 pm, 15-20 pm und 20-25 pm auf dem Stahlblech markiert. Die Bestimmung bzw. Beurteilung des schichtdickenabhängigen Verlaufs erfolgt mit Hilfe des Messgerätes Wave scan der Firma Byk-Gardner GmbH innerhalb der zuvor ermitelten Basislack-Schichtdickenbereiche. Zu diesem Zweck wird ein Laserstrahl unter einem Winkel von 60 auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet, und es werden auf einer Messstrecke von 10 cm die Schwankungen des reflektierten Lichts im sogenannten short wave-Bereich (0,3 bis 1 ,2 mm) und im sogenannten long wave-Bereich (1 ,2 bis 12 mm) mit Hilfe des
Messgeräts registriert (long wave = LW; short wave = SW; je niedriger die Werte, desto besser ist das Erscheinungsbild). Außerdem wird als Maß der Schärfe eines in der Oberfläche des Mehrschichtaufbaus reflektierten Bildes mit Hilfe des Messgerätes die Kenngröße„distinctness of imgage“ (DOI) bestimmt (je höher der Wert, desto besser ist das Erscheinungsbild).
7. Bestimmung der Wolkigkeit
Zur Bestimmung der Wolkigkeit werden Mehrschichtlackierungen nach der folgenden allgemeinen Vorschrit hergestellt:
Auf ein mit einer konventionellen Füllerlackierung beschichtetes Stahlblech der Abmessungen 32 x 60 cm wird ein Wasserbasislack mittels Zweifachauftrag appliziert; die Applikation im ersten Schrit erfolgt elektrostatisch mit einer Zielschichtdicke von 8-9 pm, im zweiten Schrit wird nach einer 2-minüten Ablüftzeit bei Raumtemperatur ebenfalls elektrostatisch mit einer Zielschichtdicke von 4-5 pm appliziert. Die resultierende Wasserbasislackschicht wird anschließend nach erneuter Ablüftzeit bei Raumtemperatur (18 bis 23 °C) von 5 Minuten Im Umluftofen für 5 Minuten bei 80 °C getrocknet. Beide Basislackaufträge erfolgen dabei mit einer Drehzahl von 43.000 U/min sowie einer Ausflussrate von 300 ml/min. Auf die getrocknete Wasserbasislackschicht wird ein handelsüblicher Zweikomponenten- Klarlack (PnoGloss der BASF Coatings GmbH) mit einer Zielschichtdicke von 40- 45 miti appliziert. Die resultierende Klarlackschicht wird während 10 Minuten bei Raumtemperatur (18 bis 23 °C) abgelüftet; anschließend erfolgt die Härtung im Umluftofen bei 140 °C für weitere 20 Minuten.
Die Wolkigkeit wird dann mit dem Messgerät cloud-runner der Firma BYK-Gardner GmbH beurteilt. Das Gerät gibt u.a. die drei Kenngrößen„MottlinglS“,„Mottling45“ und„Motling60“ aus, die als Maß für die Wolkigkeit, gemessen in den Winkeln 15°, 45° und 60° relativ zum Reflexionswinkel der zur Messung benutzten Lichtquelle, angesehen werden können. Je größer der Wert, desto ausgeprägter ist das Wolkigkeitsbild.
8. Bestimmung der Fadenlebensdauer in einem Dehnexperiment
Bei der Hochrotationszerstäubung treten Strömungen auf, die einen hohen Dehnanteil aufweisen. Um das Dehnverhalten der verwendeten Proben zu untersuchen, wird das Gerät Haake CaBER 1 (Firma Thermo Scientific) verwendet. Die Probe befindet sich dabei zwischen zwei parallel angeordneten Platten, die einen Durchmesser von 8 mm und einen Abstand von 2 mm zueinander aufweisen. Anschließend wird die obere Platte innerhalb von 40 ms soweit nach oben verschoben, dass der neue Abstand beider Platen 10 mm beträgt. Dabei entsteht ein instabiler Flüssigkeitsfaden, dessen Durchmesser sich aufgrund von Kapillarkräften verjüngt. Die Aufzeichnung des Fadendurchmessers (also des Filamentdurchmessers) erfolgt mittels einer Hochgeschwindigkeitskamera bei einer Bildrate von 1000 Bilder pro Sekunde und einer Auflösung von 1024 x 1024 Pixel Aus dem Verlauf des Fadendurchmessers werden dehn-rheologische Eigenschaften über das Material bestimmt. Dabei weisen solche Materialien einen höheren Widerstand gegenüber Dehnströmungen auf (also eine höhere Dehnviskosität), die eine längere Fadenlebensdauer (Filamentlebensdauer) zeigen.
9» Bestimmung der mitleren Filamentlänae mitels des erfindunasaemäßen
Verfahrens zur Bestimmung der mitleren Filamentlänae
Der Zerfall der Filamente an der Glockenkante wird mitels der Hochgeschwindigkeitskamera Fastcam SA-Z (Firma Photron Tokyo, Japan) bei einer Bildrate von 100.000 Bilder pro Sekunde und einer Auflösung von 512 x 256 Pixel aufgenommen. 2000 Bilder werden pro Aufnahme für die Bildauswertung verwendet. Zuallererst werden die einzelnen Bilder in mehreren Arbeitsschriten bearbeitet, um die Länge der Filamente auswerten zu können. Im ersten Prozessschritt wird die Glockenkante von den jeweiligen Bildern entfernt. Dazu wird jedes Bild mitels eines Gauß-Filters so stark geglättet, dass nur noch die Glockenkante zu erkennen ist. Diese Bilder werden anschließend binarisiert und invertiert (a). Anschließend werden auch die Ursprungsbilder binarisiert (b) und mit den invertierten Bildern (a) zusammenaddiert. Als Resultat erhält man eine binarisierte Bilderreihe ohne Glockenkante, die zur weiteren Auswertung invertiert wird (c). Im nächsten Schrit werden Bedingungen so definiert, dass Filamente von anderen Objekten unterschieden werden können. Zunächst werden die Hypotenusen aller Objekte bestimmt, welche mittels Xmin, Xmax. ymin und yma* der Objekte berechnet werden. Die Hypotenusen der Objekte müssen größer als ein bestimmter Wert h sein, damit dessen Objekt als Filament angesehen wird. Alle kleineren Objekte, wie Tropfen, werden für die weitere Auswertung nicht weiter berücksichtigt. Zudem muss jedes Objekt einen y-Wert aufweisen, der sich in der unmittelbaren Nähe der Glockenkante befindet. Damit werden längere Fragmente, die nicht mit der Glockenkante verbunden sind, für die Auswertung der Filamentlänge ausgeschlossen. Ais letztes müssen die restlichen Objekte die Voraussetzung erfüllen, dass ihr minimaler x-Wert größer als 0 und ihr maximaler x-Wert kleiner als 250 ist. So werden nur Filamente ausgewertet, die sich komplett im aufgenommen Bildrahmen befinden. Alle Objekte, die die vier Bedingungen erfüllen können, werden einzeln abgerufen und mittels der Skelet-Methode verjüngt. Als Resultat Ist nur noch ein Pixel jedes Objekts mit maximal einem anderen Pixel verbunden. Anschließend wird die Anzahl der Pixel pro Filament zusammengezählt. Da die Pixeigröße bekannt Ist, kann die reale Länge der Filamente berechnet werden. Durch diese Bildauswertung werden etwa 15.000 Filamente pro Aufnahme ausgewertet. Das gewährleistet eine hohe Statistik bei der Bestimmung der Filamentlängen.
10. Bestimmung der Löslichkeit der Monomere der Mischung (A) in Wasser, die zur Herstellung von SCS-PoIvmerisaten eingesetzt werden kann
Die Löslichkeit der Monomere in Wasser wird über eine Gleichgewichtseinstellung mit dem Gasraum oberhalb der wässrigen Phase bestimmt {analog der Literatur X.- S. Chai, G.X. Hou, F.J. Schork, Journal of Applied Polymer Science Vol. 99, 1296- 1301 (2006)). Dazu wird in einem 20 ml Gasraumprobenröhrchen zu einem definierten Volumen an Wasser wie 2 ml eine so große Masse des jeweiligen Monomers gegeben, dass sich diese Masse jedenfalls nicht vollständig in dem gewählten Volumen Wasser lösen kann. Zusätzlich wird ein Emulgator (10 ppm, bezogen auf Gesamtmasse der Probenmischung) hinzugegeben. Um die Gleichgewichtskonzentration zu erhalten, wird die Mischung ständig geschüttelt. Die überstehende Gasphase wird gegen Inertgas ausgetauscht, so dass sich wieder ein Gleichgewicht einstellt. In der entnommenen Gasphase wird jeweils der Anteil der zu detektieren Substanz gemessen (beispielsweise mittels Gaschromatographie). Die Gleichgewichtskonzentration in Wasser kann bestimmt werden, indem der Anteil des Monomers in der Gasphase graphisch ausgewertet wird. Die Steigung der Kurve ändert sich von einem nahezu konstanten Wert (S1) zu einer signifikant negativen Steigung (S2) sobald der überschüssige Monomeranteil aus der Mischung entfernt wurde. Die Gleichgewichtskonzentration ist dabei an dem Schnittpunkt der Geraden mit der Steigung S1 und der Geraden mit der Steigung S2 erreicht. Die beschriebene Bestimmung wird bei 25°C durchgeführt. 11. Bestimmung der Glasüberganastemperaturen von Polymeren, die jeweils aus
Monomeren der Mischungen (Ai (B) bzw. fC) erhältlich sind
Die Glasübergangstemperatur Tg wird experimentell in Anlehnung an DIN 51005 (Datum: August 2005) „Thermische Analyse (TA) - Begriffe“ und DIN 53765 „Thermische Analyse - Dynamische Differenzkalorimetrie (DDK)“ (Datum: März 1994) bestimmt Dabei wird eine Probe von 15 mg in ein Probenpfännchen eingewogen und in ein DSC-Gerät eingeführt. Es wird auf die Starttemperatur abgekühlt und im Anschluss daran ein 1. und ein 2. Messlauf bei einer Inertgasspülung (N2) von 50 ml/min mit einer Heizrate von 10 K/min durchgeführt, wobei zwischen den Messläufen wieder auf die Starttemperatur abgekühlt wird. Die Messung erfolgt im Temperaturbereich von etwa 50 °C niedriger als die erwartete Glasübergangstemperatur bis etwa 50 °C höher als die erwartete Glasübergangstemperatur. Als Glasübergangstemperatur wird in Anlehnung an DIN 53765, Punkt 8.1 , diejenige Temperatur im 2. Messlauf bezeichnet, bei der die Hälfte der Änderung der spezifischen Wärmekapazität (0,5 Delta cp) erreicht Ist. Sie wird aus dem DDK-Diagramm (Auftragung des Wärmestroms gegen die Temperatur) ermitelt Es handelt sich um die Temperatur, die dem Schnittpunkt der Mitellinie zwischen den extrapolierten Basislinien vor und nach dem Glasübergang mit der Messkurve entspricht. Für eine zielführende Abschätzung der bei der Messung zu erwartenden Glasübergangstemperatur kann die bekannte Fox-Gleichung herangezogen werden. Da die Fox-Gleichung eine gute Näherung darstellt, die auf den Glasübergangstemperaturen der Homopolymere und deren Gewichtsteilen ohne Einbeziehung des Molekulargewichts basiert, kann sie als zielführendes Hilfsmitel für den Fachmann bei der Synthese eingesetzt werten, sodass eine gewünschte Glasübergangstemperatur über wenige zielgerichtete Versuche eingestellt werden kann.
12. Bestimmung des Nässearads
Es wird der Nässegrad eines nach Auftrag einer Beschichtungsmittelzusammensetzung wie eines Wasserbasislacks auf ein Substrat gebildeten Films beurteilt. Dabei wird die Beschichtungsmittelzusammensetzung elektrostatisch als Konstantschicht in der gewünschten Zieischichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials) wie einer Zielschichtdicke, die in einem Bereich von 15 pm bis 40 pm liegt, mittels Rotationszerstäubung aufgetragen. Dabei beträgt die Ausflussrate zwischen 300 und 400 ml/min und die Drehzahl der ESTA-Glocke des Rotationszerstäubers liegt in einem Bereich von 23.000 und 83,000 U/min (die genauen Angaben der jeweils konkret gewählten Applikationsparameter werden an den relevanten Stellen nachfolgend innerhalb des experimentellen Teils angegeben) Eine Minute nach Abschluss des Auftrags erfolgt eine visuelle Beurteilung des auf dem Substrat gebildeten Films hinsichtlich seines Nässegrades. Dieser wird anhand einer Skala von 1 bis 5 (1 = sehr trocken bis 5 = sehr nass) protokolliert.
13. Bestimmung des Auftretens von Kochern
Zur Bestimmung der Kocherneigung wird in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 (Datum: Januar 2010) und DIN EN ISO 28199-3 (Datum: Januar 2010) eine Mehrschichtlackierung nach der folgenden allgemeinen Vorschrift hergestellt: Ein mit einer gehärteten kathodischen Elektrotauchlackschicht (KTL) (CathoGuard® 800 der
Firma BASF Coatings GmbH) beschichtetes Lochblech der Abmessungen 57 cm x 20 cm aus Stahl (gemäß DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.1 , Ausführung A) wird analog DIN EN ISO 28199-1, Punkt 8.2 (Ausführung A) vorbereitet. Anschließend erfolgt in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.3 die Applikation eines wässrigen Basislacks elektrostatisch in einem Einmalauftrag als Keil mit einer Zielschichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials; Trockenschichtdicke) im Bereich von 0 pm bis 30 pm. Die resultierende Basislackschicht wird ohne vorherige Ablüftzeit im Umluftofen für 5 Minuten bei 80 °C zwischengetrocknet. Die Bestimmung der Kochergrenze, d.h. derjenigen Basislackschichtdicke, ab der Kocher auftreten, erfolgt nach DIN EN ISO 28199-3, Punkt 5. 14. Bestimmung des Auftretens von Läufern
Zur Bestimmung der Läufemeigung werden in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 (Datum: Januar 2010) und DIN EN ISO 28199-3 (Datum: Januar 2010) Mehrschichtlackierungen nach der folgenden allgemeinen Vorschrift hergestellt: a) Wasserbasislacke
Ein mit einer gehärteten kathodischen Elektrotauchlackschicht (KTL) (CathoGuard® 800 der Firma BASF Coatings GmbH) beschichtetes Lochblech der Abmessungen 57 cm x 20 cm aus Stahl (gemäß DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.1 , Ausführung A) wird analog DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.2 (Ausführung A) vorbereitet. Anschließend erfolgt in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.3 die Applikation eines wässrigen Basislacks elektrostatisch In einem Einmalauftrag als Keil mit einer Zielschichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials) im Bereich von 0 pm bis 40 pm. Die resultierende Basislackschicht wird nach einer Ablüftzeit bei 18-23°C von 10 Minuten im Umluftofen für 5 Minuten bei 80 °C zwischengetrocknet Dabei werden die Bleche senkrecht stehend abgelüftet und zwischengetrocknet. b) Klarlacke:
Ein mit einer gehärteten kathodischen Elektrotauchlackschicht (KTL) (CathoGuard® 800 der Firma BASF Coatings GmbH) sowie mit einem handelsüblichen Wasserbasislack (ColorBrite der Firma BASF Coatings GmbH) beschichtetes Lochblech der Abmessungen 57 cm x 20 cm aus Stahl (gemäß DIN EN ISO 28199- 1 , Punkt 8.1 , Ausführung A) wird analog DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.2 (Ausführung A) vorbereitet. Anschließend erfolgt in Anlehnung an DIN EN ISO 28199-1 , Punkt 8.3 die Applikation eines Klarlacks elektrostatisch in einem Einmalauftrag als Keil mit einer Zielschichtdicke (Schichtdicke des getrockneten Materials) im Bereich von 0 pm bis 60 pm. Die resultierende Klarlackschicht wird nach einer Ablüftzeit bei 18-23X von 10 Minuten im Umluftofen für 20 Minuten bei 140 °C gehärtet. Dabei werden die Bleche senkrecht stehend abgelüftet und gehärtet.
Die Bestimmung der Läufemeigung wird jeweils nach DIN EN ISO 28199-3, Punkt 4 durchgeführt. Zusätzlich zu der Schichtdicke, bei der ein Läufer die Länge von 10 mm ab Unterkante des Loches überschreitet, wird diejenige Schichtdicke bestimmt, ab der eine erste Läufemeigung an einem Loch visuell zu beobachten ist.
15. Bestimmung des Deckvermögens
Die Bestimmung des Deckvermögens erfolgt gemäß DIN EN ISO 28199-3 (Januar 2010; Punkt 7). Beispiele und Vergleichsbeispiele
Die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, sind jedoch nicht einschränkend auszulegen.
Sofern nicht anders angeführt, handelt es sich bei den Angaben in Tellen um Gewichtsteile und bei Angaben in Prozenten jeweils um Gewichtsprozente.
1. Herstellung einer wässrigen Dispersion AD1
1,1 Die nachfolgend genannten und zur Herstellung der wässrigen Dispersion AD1 eingesetzten Komponenten haben folgende Bedeutungen:
DMEA Dimethyiethanolamin
VE-Wasser deionislertes Wasser
EF 800 Aerosol® EF-800» kommerziell erhältlicher Emulgator der
Firma Cytec
APS Ammoniumperoxodisulfat
1 ,6-HDDA 1 ,6-Hexandioldiacrylat
2-HEA 2-Hydroxyethylacrylat
MMA Methacrylsäuremethylester
1.2 Herstellung der wässrigen Dispersion AD1 enthaltend ein mehrstufiges SCS- Polyacrylat
Monomerenmischuna (A), Stufe i,
80 Gew.-% der Positionen 1 und 2 gemäß der nachstehenden Tabelle 1.1 werden in einen Stahlreaktor (5 L Volumen) mit Rückflusskühler gegeben und auf 80°C aufgeheizt. Die restlichen Anteile der unter„ Vorlage“ in Tabelle 1.1 aufgeführten Komponenten werden in einem separaten Gefäß vorgemischt. Dieses Gemisch und davon getrennt die Initiatorlösung (Tabelle 1.1 , Position 5 und 6) werden zeitgleich innerhalb von 20 min in den Reaktor zugetropft, wobei in der Reaktionslösung ein Anteil der Monomere, bezogen auf die Gesamtmenge an in Stufe i. eingesetzten Monomeren, von 6,0 Gew.-% während der gesamten Reaktionsdauer nicht überschritten wird. Im Anschluss wird 30 min gerührt.
Monomerenmischunq (Bi Stufe ii.
Die in Tabelle 1.1 unter„Mono T angegebenen Komponenten werden in einem separaten Gefäß vorgemischt. Dieses Gemisch wird innerhalb von 2 Stunden in den Reaktor zu getropft, wobei in der Reaktionslösung ein Anteil der Monomere, bezogen auf die Gesamtmenge an in Stufe ii. eingesetzten Monomeren, von 6,0 Gew.-% während der gesamten Reaktionsdauer nicht überschriten wird. Im Anschluss wird 1 Stunde gerührt.
Monomerenmischunq (CI Stufe iii.
Die in Tabelle 1.1 unter„Mono 2“ angegebenen Komponenten werden in einem separaten Gefäß vorgemischt. Dieses Gemisch wird innerhalb von 1 Stunde in den Reaktor zu getropft, wobei In der Reaktionslösung ein Anteil der Monomere, bezogen auf die Gesamtmenge an in Stufe iii. eingesetzten Monomeren, von 6,0 Gew.-% während der gesamten Reaktionsdauer nicht überschritten wird. Im Anschluss wird 2 Stunden gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch auf 60° C abgekühlt und das Neutralisationsgemisch (Tabelle 1.1 , Positionen 20, 21 und 22) in einem separaten Gefäß vorgemischt. Das Neutralisationsgemisch wird innerhalb von 40 min in den Reaktor zu getropft, wobei der pH-Wert der Reaktionslösung auf einen pH-Wert von 7,5 bis 8,5 eingestellt wird. Anschließend wird das Reaktionsprodukt noch 30 min gerührt, auf 25°C abgekühlt und filtriert.
Der Festkörper der so erhaltenen wässrigen Dispersion AD1 wurde zur Reaktionskontrolle bestimmt. Das Ergebnis ist zusammen mit dem pH-Wert und der bestimmten Teilchengröße in Tabelle 1 ,2 angeben. Tabelle 1.1 : Wässrige Dispersion AD1 enthaltend ein mehrstufiges Polyacrylat
Figure imgf000057_0001
Tabelle 1.2: Kennzahlen der wässrigen Dispersion AD1 bzw. des enthaltenden Polymerisats
Figure imgf000057_0002
2. Herstellung einer wässrigen Polvurethan-Polvhamstoff-Dispersion PD1
Herstellung einer teilneutralisierten Präpolymerlösung
In einem Reaktionsgefäß, ausgerüstet mit Rührer, Innenthermometer, Rückflusskühler und elektrischer Heizung, wurden 559,7 Gewichtsteile eines linearen Polyesterpolyols und 27,2 Gewichtsteile Dlmethylolpropionsäure (Fa, GEO Speciality Chemicals) in 344,5 Gewichtsteilen Methylethylketon unter Stickstoff gelöst. Das lineare Polyesterdiol wurde zuvor aus dimerisierter Fetsäure (Pripol® 1012, Fa. Croda), Isophthalsäure (Fa. BP Chemicals) und Hexan-1 ,6-diol (Fa. BASF SE) hergestellt (Gewichtsverhältnis der Ausgangsstoffe: dimere Fetsäure zu Isophthalsäure zu Hexan-1 ,6-diol = 54,00 : 30,02 : 15,98) und wies eine Hydroxylzah! von 73 mg KOH I g Festanteil, eine Säurezahl von 3,5 mg KOH / g Festanteil und ein berechnetes, zahlenmitleres Molekulargewicht von 1379 g/mol und ein über Dampfdruckosmometrie bestimmtes zahlenmittleres Molekulargewicht von 1350 g/mol auf. Zu der resultierenden Lösung wurden bei 30°C hintereinander 213,2 Gewichtsteile Dicyclohexylmethan-4,4‘-diisocyanat (Desmodur® W, Fa. Covestro AG) mit einem Isocyanatgehalt von 32,0 Gew.-% und 3,8 Gewichtsteile Dibutylzinndilaurat (Fa. Merck) hinzugegeben. Anschließend wurde unter Rühren auf 80°C erwärmt. Es wurde bei dieser Temperatur weiter gerührt, bis der isocyanatgehalt der Lösung 1 ,49 Gew.-% betrug und konstant war. Danach wurden 626,2 Gewichtsteile Methylethylketon zum Präpolymer gegeben und das Reaktionsgemisch auf 40°C abgekühlt. Nach Erreichen von 40°C wurden 11 ,8 Gewichtsteile Triethylamin (Fa. BASF SE) innerhalb von zwei Minuten zugetropft und weitere 5 Minuten der Ansatz gerührt.
Umsetzung des Präpolymeren mit Diethyfentriamindiketimin
Anschließend wurden 30,2 Gewichtsteile einer 71 ,9 Gew.-% Anlösung von Diethylentriamindiketimin in Methylisobutylketon (Verhältnis Isocyanatgruppen des Präpolymeren zu Diethylentriamindiketimin (mit einer sekundären Aminogruppe): 5:1 mol/mol, entspricht zwei NCO-Gruppen pro blockierter, primärer Aminogruppe) innerhalb einer Minute zugemischt, wobei die Reaktionstemperatur nach Zugabe zur Präpolymerlösung kurzzeitig um 1 °C anstieg. Die Anlösung von Diethylentriamindiketimin in Methylisobutylketon wurde zuvor durch azeotropes Auskreisen von Reaktionswasser bei der Reaktion von Diethylentriamin (Fa. BASF SE) mit Methylisobutylketon in Methyiisobutyiketon bei 110 - 140°G hergesteilt. Durch Verdünnen mit Methylisobutylketon wurde auf eine Aminäquivalentmasse (Lösung) von 124,0 g/eq eingestellt. Mitels IR-Spektroskopie wurde anhand der Restabsorption bei 3310 cm-1 eine Blockierung der primären Aminogruppen von 98,5% ermitelt. Der Feststoffgehalt der Isocyanatgruppen-haltigen Polymerlösung wurde mit 45,3 % bestimmt.
Dispergierung und Vakuumdestillation
Nach 30 Minuten Rühren bei 40°C wurde der Inhalt des Reaktors innerhalb von 7 Minuten In 1206 Gewichtsteile deionlslertes Wasser (23°C) dispergiert. Aus der resultierenden Dispersion wurde Methylethyiketon bei 45°C unter Vakuum abdestilliert und eventuelle Lösemittel- und Wasserverluste mit deionisiertem Wasser ausgeglichen, so dass ein Feststoffgehalt von 40 Gew.-% resultierte. Es wurde eine weiße, stabile, feststoffgehaltreiche, niedrigviskose Dispersion mit vernetzten Partikeln erhalten, die auch nach 3 Monaten keinerlei Absetzen aufwies. Die so erhaltene Mikrogel-Dispersion (PD1) wies folgende Kennzahlen auf:
Feststoffgehalt (130°C, 60 min, 1 g): 40,2 Gew.-%
Methyiethylketon-Gehaft (GC): 0,2 Gew.-%
Methylisobutylketon-Gehait (GC): 0,1 Gew.-%
Viskosität (23°C, Rotationsviskosimeter. Scherrate= 1000/s): 15 mPa s
Säurezahl: 17,1 mg KOH I g
Feststoffgehatt
Neutralisationsgrad (berechnet): 49 %
pH (23°C): 7,4
Partikelgröße (Photonenkorrelationsspektroskopie,
Volumenmitel): 167 nm
Gelanteii (gefriergetrocknet): 85,1 Gew.-%
Gelanteil (130°C): 87,3 Gew.-% 3. Herstellung von Färb- und Füllstoffpasten
3.1 Herstellung einer Gelbpaste P1
Die Gelbpaste P1 wird aus 17,3 Gewichtsteilen Sicotrans-Gelb L 1918, erhältlich von BASF SE, 18,3 Gewichtsteilen eines gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE 40 09 858 A1 hergesteilten Polyesters, 43,6 Gewichtsteilen einer gemäß der internationalen Patentanmeldung WO 92/15405, Seite 15, Zeile 23-28 hergestellten Bindemitteldispersion, 16,5 Gewichtsteilen deionisiertes Wasser sowie 4,3 Gewichtsteilen Butylglykol hergestellt.
3.2 Herstellung einer Weißpaste P2
Die Weißpaste P2 wird aus 50 Gewichtsteilen Titan Rutil 2310, 6 Gewichtsteilen eines gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE 40 09 858 A1 hergestellten Polyesters, 24,7 Gewichtsteilen einer gemäß der Patentanmeldung EP 022 8003 B2, S. 8, Z. 6 bis 18 hergestellten Bindemitteldispersion, 10,5 Gewichtsteilen deionisiertes Wasser, 4 Gewichtsteilen 2 , 4, 7 , 9-Tetramethy l-5-decind io 1 , 52%ig in BG (erhältlich von BASF SE), 4,1 Gewichtsteilen Butylglykol, 0,4 Gewichtsteilen 10%iges Dimethylethanolamin in Wasser sowie 0,3 Gewichtsteilen Acrysol RM-8 (erhältlich von der Firma The Dow Chemical Company) hergestellt.
3.3 Herstellung einer Schwarzpaste P3
Die Schwarzpaste P3 wird aus 57 Gewichtsteilen einer gemäß WO 92/15405, S. 13, Z. 13 bis S. 15, Z. 13 hergestellten Polyurethandispersion , 10 Gewichtsteilen Ruß (Ruß Monarch® 1400 der Firma Cabot Corporation), 5 Gewichtsteiien eines Polyesters, hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE 40 09 858 A1 , 6,5 Gewichtsteilen einer 10%igen wässrigen Dimethylethanolamin-Lösung, 2,5 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polyethers (P!ur!ol® P900, erhältlich von BASF SE), 7 Gewichtsteilen Butyldiglykol und 12 Gewichtsteilen deionisiertem Wasser hergestellt.
3.4 Herstellung einer Bariumsulfatpaste P4
Die Bariumsulfatpaste P4 wird aus 39 Gewichtsteilen einer gemäß EP 0228003 B2, S. 8, Z. 6 bis 18 hergestellten Polyurethandispersion, 54 Gewichtsteilen Bariumsulfat (Blanc fixe micra der Firma Sachtleben Chemie GmbH), 3,7 Gewichtsteilen Butyl- glykol und 0,3 Gewichtsteilen Agitan 282 (erhältlich von Munzing Chemie GmbH) und 3 Gewichtsteilen deionisiertem Wasser hergestellt.
3.5 Herstellung einer Steatitpaste P5
Die Steatitpaste P5 wird aus 49,7 Gewichtsteilen einer gemäß WO 91/15528, S. 23, Z. 26 bis S. 24, Z. 24 hergestellten wässrigen Bindemitteldispersion, 28,9 Gewichtsteile Steatit (Microta!c IT extra der Firma Mondo Minerals B.V.), 0,4 Gewichtsteilen Agitan 282 (erhältlich von Munzing Chemie GmbH), 1 ,45 Gewichtsteilen Disperbyk®- 184 (erhältlich von BYK-Chemie GmbH), 3,1 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polyethers (Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE) und 16,45 Gewichtsteilen deionisiertem Wasser hergestellt.
4. Herstellung weiterer Zwischenprodukte
4.1 Herstellung eines Mischlackes ML1
In Anlehnung an die Patentschrift EP 1534792 - B1 , Spalte 11 , Zeile 1-13 werden 81 ,9 Gewichtsteile deionisiertes Wasser, 2,7 Gewichtsteile Rheovis® AS 1130 (erhältlich von BASF SE), 8,9 Gewichtsteile 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decindiol, 52%ig in BG (erhältlich von BASF SE), 3,2 Gewichtsteile Dispex Ultra FA 4437 (erhältlich von BASF SE) sowie 3,3 Gewichtsteile 10%iges Dimethylethanolamin in Wasser miteinander vermischt; die resultierende Mischung wird anschließend homogenisiert.
4.2 Herstellung eines Mischlackes ML2
47,38 Gewichtsteile der wässrigen Dispersion AD1, 42,29 Gewichtsteile deionisiertes Wasser, 6,05 Gewichtsteile 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decindioi, 52%ig in Butylgiykoi (erhältlich von BASF SE), 2,52 Gewichtsteile Dispex Ultra FA 4437 (erhältlich von BASF SE), 0,76 Gewichtsteile Rheovis® AS 1130 (erhältlich von BASF SE) sowie 1 ,0 Gewichtsteile 10%iges Dimethylethanolamin in Wasser werden miteinander vermischt und die resultierende Mischung anschließend homogenisiert.
ML1 und ML2 werden zur Herstellung von Effektpigmentpasten eingesetzt. 5. Herstellung von wässrigen Basislacken
5,1 Herstellung der Wasserbasislacke WBL1 bis WBL6
Die in der Tabelle 5.1 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schrit wird aus den unter„Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s 1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/GC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Innerhalb der Reihe WBL1 bis WBL3 ist jeweils der Anteil an Aluminiumpigment und damit das Pigment/Bindemittelverhältnis erhöht worden. Im Vergleich zu WBL1 ist der Anteil an Pigment in WBL2 verdoppelt und in WBL3 verdreifacht worden. Gleiches gilt für die Reihe WBL4 bis WBL6: Im Vergleich zu WBL4 ist der Anteil an Pigment in WBL5 verdoppelt und in WBL6 verdreifacht worden
Tabelle 5.1 ; Herstellung der Wasserbasislacke WBL1-WBL6
Figure imgf000063_0001
Wässrige Phase;
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 16,10 12,89 9,68
Figure imgf000063_0002
deionisiertes Wasser 12,84 10,26 7,72 12,83 10,28 7,73
1-Propoxi-2-propano! 2,67 2,14 1 ,61 *
n-Butoxipropanol 2,09 1 ,67 1,25 -
2-Ethyfhexanol 3,17 2,54 1,91 2,17 1 ,74 1 ,30
Wässrige Bindemitteldispersion AD1 25,27 20,23 15,20 16,10 12.89 9,68
Wässrige Polyuret an-Polyhamstoff-
7,34 5,88 4,41 32,36 25.90 19,46 Dispersion PD1
Polyester; hergestellt gemäß Seite 28, Zeilen 13
4,25 3,41 2,56 5,34 4.27 3,21 bis 33 (Beispiel BE1) WO 2014/033135 A2
Melaminformaldehydharz (Cymel® 203 der Firma
3,17 2,54 1,91 3,17 2,54 1 ,91
Allnex)
10%iges Dlmethylethanolamin in Wasser 0,75 0,60 0,45 1 ,34 1 ,06 0,80 Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE 0,67 0,53 0,40 - 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decindiol, 52%ig in BG
1,00 0,80 0,60
(erhältlich von BASF SE)
Isobutanol 3,50 2,80 2,11
But Vglykol 1 ,25 1 ,00 0,75 9,09 7.28 5,47
50 Ge .-%ige Lösung von Rheovis® PU1250 in
Butylglykol (Rheovis® PU 1250 erhältlich von 0,33 0,27 0,20
BASF SE)
Aluminiumpigment-Vormischung;
Figure imgf000063_0003
Mischlack ML1 12,45 24,93 37,38 12,45 24,93 37,38
Mischung zweier handelsüblicher
Aluminiumpigmente, erhältlich von Firma Altana- 12,46 4,15 8,31 12,46 Eckart (Stapa® Hydnolux 2153 & Hydralux 600 im 4,15 8,31
Verhältnis 1 ; 1 )
Summe: 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis Plgment/Bindemltel 0,18 0,44 0,86 0,12 0,29 0,56 S.2 Herstellung der Wasserbasislacke WBL7 und WBL8
Die in der Tabelle 5.2 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird jeweils aus den unter„Aluminiumpigment-Vor ischung“ bzw. „Micapigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischungen werden separat zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe einer Vormischung wird jeweils 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 95±10 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s 1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Tabelle 5.2: Herstellung der Wasserbasislacke WBL7 und WBL8
Figure imgf000065_0001
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 14.4 13.4 deronissertes Wasser 11.5 11.4
1-Propoxi-2-propanol 2,4
n-ButoxipropanoI 1,9 1,1
2-Ethylhexanol 2,8
Wässrige Bindemiteldispersion AD1 22,6
Wässrige Polyureihan-Poiyharnstoff-Dispersson PD1 6,6
Polyurethandispersion, hergestellt gemäß WO 92/15405, S. 13, Z.
29,3
13 bis S, 15, Z. 13
Polyester; hergestellt gemäß Seite 28, Zeilen 13 bis 33 (Beispiel
1,5 BE1) WO 2014/033135 A2 3,8
Polyester; hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE
2,2 40 09 858 A1
Polyunethanmod ifiziertes Polyacrylat; hergestellt gemäß S. 7, Z. 55
2,2 bis S.8, Z. 23 der DE 4437535 A1
MelaminfonmaJdehydharz (Cymef® 203 der Firma Allnex) 2,8
Melaminformaldehydharz (Maprenal® 909/93IB der Firma INEOS
3,3 Melamines GmbH)
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,7 1,0
Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE 0,6
2,4,7,9-T etra ethyi-5-decind iol, 52% ig in BG (erhältlich von BASF
0,2 SE)
Isobutanol 3,1
Isopropanol 1,8
Butylglykol 1,1 2,6
Hydrosol A170, erhältlich von DHC Solvent Chemie GmbH 0,4 Methoxipropanol 2,0
Isopar® L, erhältlich von Exxon Mobile 1,5
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU 1250 in Butylglykol
Figure imgf000065_0002
0,3
(Rheovis® PU 1250 erhältlich von BASF SE)
BYK-347® der Firma Aitana/BYK-Chemie GmbH 0,4
Gelbpaste P1 1 ,7 1,7
Weißpaste P2 0,7 0,7
Schwarzpaste P3 3,4 3.4
Bariumsulfatpaste P4 0,7 0,7
Steatitpaste P5 1,4 1.4 Aluminiumpigment-Vormfschung:
Figure imgf000066_0001
Misch!ack ML1 12,2 12,2
Mischung zweier handelsüblicher Aluminiumpigmente, erhältlich
von Firma Altana-Eckart (Sfapa® Hydrolux 2153 & Hydrolux 600 im 4,0 4,0
Verhältnis 1 : 1)
Micaplgment-Vormischung:
Figure imgf000066_0002
Mischlack ML1 1,0 1,0
Handelsübliches Micapigment Mearlin® Exterior Fine Russet 459V
Figure imgf000066_0003
0,3 der Firma BASF SE)
Summe: 100,0 100,0
Verhältnis Pigment/Bindemitel: 0,3 0,3
Festkörper (eingestellt): 21,6% 21,7%
5.3 Herstellung der Wasserbasislacke WBL9 bis WBL12
Die In der Tabelle 5.3 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter„Aluminiumpigment-Vormischungü aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s 1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Innerhalb der Reihe WBL9 bis WBL10 ist jeweils der Anteil an Aluminiumpigment und damit das Pigment/Bindemittelverhältnis erniedrigt worden. Gleiches gilt für die
Reihe WBL11 bis WBL12. Tabelle 5.3: Herstellung der Wasserbasislacke WBL9 bis WBL12
Figure imgf000067_0001
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-Schichtsilskatlösung 17,87 17,87 17,87 17,87 deionisiertes Wasser 12,23 16,74 12,07 16,68 2-Ethylhexanol 1,99 1,99 1 ,99 1,99
Polyurethandispersion , hergesteltt gemäß WO
25,41 25,41 25,41 25,41
92/15405, S. 13, Z. 13 bis S. 15, Z, 13
Daotan® VTW 6464, erhältlich von Allnex 1,59 1,59 1,59 1,59 Polyurethanmodifiziertes Polyacrylat; hergestellt
gemäß S. 7, Z. 55 bis S.8, Z. 23 der DE 4437535 2,78 2,78 2,78 2,78 A1
3 Gew.-%ige wässrige Rheovis® AS 1130
Lösung, Rheovis® AS 1130 erhältlich von BASF 5,08 5,08 5,08 5,08
SE
Melaminformaldehydharz (Cymel® 1133 der
3,57 3,57 3,57 3,57 Firma Allnex)
10%iges Dimethyiethanolamin in Wasser 0,95 0,95 0,95 0,95 Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE 0,40 0,40 0,40 0,40
2,4,7,9-T etramethyl-5-decindiol, 52%ig in BG
1,35 1,35 1,35 1,35 (erhältlich von BASF SE)
T riisobutyfphosphat 1,19 1,19 1,19 1,19
Isopropanol 1,95 1 ,95 1 ,95 1,95
Butylglykol 2,54 2,54 2,54 2,54
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU 1250 in
Butylglykol {Rheovis® PU 1250 erhältlich von 0,24 0,24 0,24 0,24
BASF SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von BASF SE 0,64 0,64 0,64 0,64 Tinuvin® 384-2, erhältlich von BASF SE 0,40 0,40 0,40 0,40
Aluminlumpigment-Vormischung:
Figure imgf000067_0002
Aluminiumpigment Stapa® Hydrolux 600,
7,22 2,71
erhältlich von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® Hydrolux 200,
7,38 2,77 erhältlich von Firma Altana-Eckart
Butylglykol 9,60 9,60 9,60 9,60
Polyester; hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte nn
3,00 3,00 3,00
16, Z. 37-59 der DE 4009 858 L1
Summe: 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis Pigment/Bindemittel: 0,35 0,13 0,35 0,13 5.4 Herstellung der Wasserbasislacke WBL13 bis WBL16
Die in der Tabelle 5.4 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter„Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vomnischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s”1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Innerhalb der Reihe WBL13 bis WBL14 ist jeweils der Anteil an Aluminiumpigment und damit das Pigment/Bindemittelverhältnis erniedrigt worden. Gleiches gilt für die
Reihe WBL15 bis WBL16.
Tabelle 5.4: Herstellung der Wasserbasislacke WBL13 bis WBL16
Figure imgf000068_0001
Wässrige Phase:
Figure imgf000068_0002
3%ige Na-Mg-Schichteiiikatlösung 14,45 14,45 14,45 14,45 deionisiertes Wasser 8,99 13,50 8,83 13,44 2-Ethylhexanol 1,91 1,91 1,91 1 ,91
Wässrige Bindemitteldispersion AD1 26,33 26,33 26,33 26,33
Wässrige Polyurethan-Polyhamstoff-Dispersion PD1 6,09 6,09 6,09 6,09
Polyester; hergestellt gemäß Seite 28, Zeilen 13 bis 33
3,01 3,01 3,01 3,01
(Beispiel BE1) WO 2014/033135 A2
Melaminformaldehydharz (Cymel® 203 der Firma
6,67 6,67 6,67 6,67
Allrtex)
deionisiertes Wasser 1,69 1,69 1,69 1,69
Rheovis® AS 1130, erhältlich von BASF SE 0,22 0,22 0,22 0,22
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,51 0,51 0,51 0,51
2,4,7, 9-Tetramethyl-5-decindio!, 52%ig in BG (erhältlich
0,29 0,29 0,29 0,29
von BASF SE)
Butylglykol 3,89 3,89 3,89 3,89
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU1250 in
0,07 0,07 0,07 0,07
Butylglykol (Rheovis® PU 1250 erhältlich von BASF SE) Aluminiumplgmafit-Vormischun :
Figure imgf000069_0001
Mischlack ML2 18,66 18,66 18,66 18,66
Aluminiumpigment Stapa® Hydralux 600, erhältlich von
7,22 2,71
Figure imgf000069_0002
Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® Hydrolux 200, erhältlich von
7,38 2,77
Firma Altana-Eckart
Summe: 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis Pigment/Bindemittel: 0,25 0,09 0,25 0,09
5.5 Herstellung der Wasserbasistacke WBL17 bis WBL24, WBL17a und WBL21&
Die in der Tabelle 5.5 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter„Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wind 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s'1 , gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Zusätzlich wurden die Proben WBL17 und WBL21 auf eine Spritzviskosität von 120±5 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s'\ gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt (resultierend in WBL17a bzw. WBL21 a). Tabelle 5.5: Herstellung der Wasserbasislacke WBL17 bis WBL24
Figure imgf000070_0001
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-
17,87 17,87 17,87 17,87 17,87 17,87 17,87 17,87
Schichtsilikatlösung
deionisiertes Wasser 11 ,45 12,07 16,45 16,68 11,61 12,07 16,51 16,68 2-Ethylhexanol 1 ,99 1,99 1,99 1 ,99 1 ,99 1 ,99 1,99 1 ,99 Polyurethandispersion,
hergestellt gemäß WO
25,41 25,41 25,41 25,41 25,41 25,41 25,41 25,41 92/15405, S. 13, 2. 13 bis S.
15, Z. 13
Daotan®VT 6464,
1 ,59 1,59 1,59 1 ,59 1,59 1 ,59 1,59 1,59 erhältlich von Allnex
Polyurethanmodifiziertes
Polyacrylat; hergestellt
2,78 2,78 2,78 2,78 2,78 2,78 2,78 2,78 gemäß S. 7, Z.55 bis S.8, Z.
23 der DE 4437535 A1
3 Gew.-%ige wässrige
Rheovis® AS 1130 Lösung,
5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 5,08 Rheovis® AS 1130 erhältlich
von BASF SE
Melaminformaldehydharz
(Cymel® 1133 der Firma 3,57 3,57 3,57 3,57 3,57 3,57 3,57 3,57
Allnex)
10%iges
Dimethylethanolamin in 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95
Wasser
Pluriol® P900, erhältlich von
0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
BASF SE
2,4,7,9-Tetramethyl-5- decindiol, 52%ig in BG 1 ,35 1,35 1,35 1 ,35 1,35 1,35 1 ,35 1,35 (erhältlich von BASF SE)
Triisobutyl phosphat 1 , 19 1,19 1,19 1,19 1,19 1,19 1,19 1,19
Isopropanol 1,95 1 ,95 1,95 1 ,95 1,95 1,95 1,95 1,95
Butylglykol 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54
50 Gew.-%ige Lösung von
Rheovis® PU1250 in
Butylglykol (Rheovis® 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24
PU 1250 erhältlich von BASF
SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von
0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64
BASF SE
Tinuvin® 384-2, erhältlich von
0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
BASF SE
Figure imgf000071_0003
Aluminiumpigmeni Stapa® IL
HYDROLAN 9157, erhältlich 8,00 3,00
Figure imgf000071_0001
von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® IL
HYDROLAN 214 N0.55,
7,38 2,77
erhältlich von Firma Altana- Eckart
Aluminiumpigment Stapa® IL
HYDROLAN 2197, erhältlich 7,84 2,94
von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® IL
HYDROLAN 2153, erhältlich
Figure imgf000071_0002
7,38 2,77 von Firma Altana-Eckart
Butylglykol 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60 9,60
Polyester; hergestellt gemäß
Beispiel D, Spalte 16, Z. 37- 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00
59 der DE 4009858 A1
Summe: 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis
0,35 0,13 0,35 0,13 0,35 0,13 0,35 0,13
Pigment/Bindemittel:
5.6 Herstellung der Wasserbasislacke WBL25 bis WBL30
Die in der Tabelle 5.6 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird jeweils aus den unter „Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischungen werden separat zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe einer Vormischung wird jeweils 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethyiethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 85±10 mPa-s bei einer Scherbelastung von 1000 s 1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mrt Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt. Tabelle 5.6; Herstellung der Wasserbasislacke WBL25 bis WBL30
WBL25 WBL26 WBL27 WBL28 WBL29 WBL30
Wässrige Phase;
Figure imgf000072_0001
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 14,45 14,45 14,45 14,45 14,45 14,45 deionisiertes Wasser 8,21 8,83 13,21 13,44 8,21 13,21 2-Ethylhexanol 1 ,91 1 ,91 1 ,91 1,91 1 ,91 1 ,91
Wässrige Bindemitteldispersion AD1 26,33 26,33 26,33 26,33 26,33 26,33
Wässrige Polyurethan-Polyhamstoff-Dispersion
6,09 6,09 6,09 6,09 6,09 6,09
PD1
Polyester; hergestellt gemäß Seite 28, Zeilen
3,01 3,01 3,01 3,01 3,01 3,01 13 bis 33 (Beispiel BE1) WO 2014/033135 A2
Melaminformaldehydharz (Cymel® 203 der
6,67 6,67 6,67 6,67 6,67 6,67 Firma Allnex)
deionisiertes Wasser 1,69 1 ,69 1 ,69 1,69 1 ,69 1 ,69
Rheovis® AS 1130, erhältlich von BASF SE 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 10%iges Dimethyiethanolamin in Wasser 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 2,4,7, 9-Tetramethy!-5-decindiol, 52%ig in BG
0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 (erhältlich von BASF SE)
Butylgl kol 3,89 3,89 3,89 3,89 3,89 3,89
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU 1250
in Butylglykol (Rheovis® PU 1250 erhältlich von 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07
BASF SE)
Aluminiumpigment-Vormlschung;
Figure imgf000072_0002
Mischlack ML2 18,66 18,66 18,66 18,66 18,66 18,66
Aluminiumpigment Stapa® IL HYDROLAN
8,00 3,00
9157, erhältlich von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® IL HYDROLAN 214
7,38 2,77
N0.55, erhältlich von Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® HYDROLUX 2197,
8,00 3,00 erhältlich von Firma Altana-Eckart
Summe: 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Verhältnis Pigment/Bindemittel: 0,25 0,09 0,25 0,09 0,25 0,09
5.7 Herstellung der Wasserbasislacke WBL31 und WBL31a
Die in der Tabelle 5.7 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter„Aluminiumpigment-Vormischung“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethyiethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 130±5 mPa-s (WBL31) bzw. 80±5 mPa-s (WBL31a) bei einer Scherbelastung von 1000 s \ gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt. Im Fall von WBL31a wird hierzu eine höhere Menge an deionisiertem Wasser eingesetzt.
Tabelle 5.7: Herstellung der Wasserbasislacke WBL31 und WBL31a
Figure imgf000073_0001
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 17,00 17,00 deionisiertes Wasser 10.89 10.89
2-Ethylhexanol 1.89 1.89
Polyurethandispersion, hergestefit gemäß WO 92/15405, S. 13, Z.
24,17 24,17
13 bis S. 15, Z. 13
Daotan® VTW 6464, erhältlich von Allnex 1,51 1 ,51
Polyurethanmodifiziertes Polyacryiat; hergestellt gemäß S. 7, Z. 55
2,64 2,64 bis S.8, Z. 23 der DE 4437535 A1
3 Gew.-%ige wässrige Rheovis® AS 1130 Lösung, Rheovis® AS
4,83 4,83
1 130 erhältlich von BASF SE
Melaminformaldehydharz (Cymel® 1133 der Firma Allnex) 3,40 3,40
10%Iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,90 0,90
Pluriof® P900, erhältlich von BASF SE 0,38 0,38
2,4,7,9-Tetramethyl-5-dedndiol, 52%ig in BG (erhältlich von BASF
1 ,28 1,28
SE)
Triisobutylphosphat 1 ,13 1 ,13
Isopropanol 1,85 1 ,85
Butylglykol 2,42 2,42
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU1250 in Butylglykol
0,23 0,23
(Rheovis® PU 1250 erhältlich von BASF SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von BASF SE 0,61 0,61
Tinuvin® 384-2, erhältlich von BASF SE 0,38 0,38 deionisiertes Wasser 7,91 12,10
Aluminiumpigment-Vormischung:
Figure imgf000073_0002
Aluminiumpigment Stapa® HYDROLUX VP56450, erhältlich von
Figure imgf000073_0003
3,26
Firma Altana-Eckart
Aluminiumpigment Stapa® HYDROLUX 1071 , erhältlich von Firma , _n
1 ,30
Altana-Eckart
ßutylglykol 9,21 9,21
Polyester; hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE „ 7Q
2,79
40 09 858 A1 ,/y
Summe: 100,00 104,19
Verhältnis Pigment/Bindemittel: 0,23 0,23 5.8 Herstellung der Wasserbasislacke WBL32 und WBL33
Die in der Tabelle 5.8 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter „Butylglykol/Polyester-Mischung (3:1)“ aufgeführten Komponenten eine Vormischung hergestellt. Diese Vormischung wind zur wässrigen Mischung gegeben. Nach Zugabe wird 10 min lang gerührt. Anschließend wird mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 135±5 mPa s bei einer Scherbelastung von 1000 s 1, gemessen mit einem Rotations-Viskosimeter (Gerät Rheolab QC mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Tabelle 5.8: Herstellung der Wasserbasislacke WBL32 und WBL33
Figure imgf000074_0001
Wässrige Phaser
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatiösung 20,82 20,82 deionisiertes Wasser 13,34 13,34
2-Ethylhexanol 2,32 2,32
Polyurethandispersion, hergestellt gemäß WO 92/15405, S. 13, Z.
29,60 29,60
13 bis S. 15, Z. 13
Daotan® VTW 6464, erhältlich von Allnex 1 ,85 1 ,85
Polyurethanmodifiziertes Polyacrylat; hergestellt gemäß S. 7, Z. 55
3,24 3,24 bis S.8, Z. 23 der DE 4437535 A1
3 Gew.-%ige wässrige Rheovis® AS 1130 Lösung, Rheovis® AS
5,92 5,92
1130 erhältlich von BASF SE
Melaminformaldehydharz (Gymel® 1133 der Firma Allnex) 4,16 4,16
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 1,11 1,11
Piuriol® P900, erhältlich von BASF SE 0,47 0,47
214,719-Teiramethyi-5-decindiol, 52%ig in BG (erhältlich von BASF
1 ,57 1,57
SE)
Triisobutylphosphat 1 ,39 1,39
Isopropanol 2,27 2,27
Butylglykol 2,96 2,96
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU 1250 in Butylglykol
0,28 0,28
(Rheovis® PU 1250 erhältlich von BASF SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von BASF SE 0,75 0,75
Tinuvin® 384-2, erhältlich von BASF SE 0,47 0,47
Butylglykol/Polyester-Mischung (3:1 )
Figure imgf000074_0002
Butylglykol 5,63 9,38
Polyester: hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE
1,88 3,13
40 09 858 A1
Summe: 100,00 105,00 5.9 Herstellung der Wasserbasislacke WBL34, WBL35, WBL34a und WBL35a Die in der Tabelle 5.9 unter„wässrige Phase“ aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Nachdem 10 min lang gerührt wurde, wird anschließend mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethyiethanolamin auf einen pH-Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 120±5 mPa· s (WBL34 und WBL35) bzw. 80+5 mPa-s (WBL34a und WBL35a) bei einer Scherbelastung von 1000 s'1, gemessen mit einem Rotations- Viskosimeter (Gerät Rheolab QG mit Temperiersystem C-LTD80/QC der Firma Anton Paar) bei 23 °C, eingestellt.
Tabelle 5.9: Herstellung der Wasserbasislacke WBL34, WBL34a, WBL35 und WBL35a
Figure imgf000075_0001
Wässrige Phase:
3%ige Na-Mg-Sch ichtsilikatlösung 19,69 19,69 19,69 19,69 deionisiertes Wasser 12,62 12,62 12,62 12,62 2-Ethylhexanol 2,19 2,19 2,19 2,19
Polyurethandispersion, hergestellt gemäß WO
28,00 28,00 28,00 28,00 92/15405, S. 13, Z. 13 bis S. 15, Z. 13
Daotan® VTW 6464, erhältlich von Allnex 1,75 1,75 1 ,75 1 ,75 Polyurethanmodifiziertes Polyacrylat; hergestellt
gemäß S. 7, Z. 55 bis S.8, Z, 23 der DE 4437535 3,06 3,06 3,06 3,06 A1
3 Gew.-%ige wässrige Rheovis® AS 1130
Lösung, Rheovis® AS 1130 erhältlich von BASF 5,60 5,60 5,60 5,60 SE
Melaminformaldehydharz (Cymel® 1133 der
3,93 3,93 3,93 3,93 Firma Allnex)
10%iges Di ethyiethanolamin in Wasser 1 ,05 1,05 1,05 1,05 Pluriol® P900, erhältlich von BASF SE 0,44 0,44 0,44 0,44
2,4,7,9-Tetramethyl-5-decindrol, 52%ig in BG
1 ,49 1 ,49 1,49 1 ,49 (erhältlich von BASF SE)
Triisobutylphosphat 1 ,31 1,31 1,31 1,31
Isopropanol 2,15 2,15 2,15 2,15
Butylglykol 2,80 2,80 2,80 2,80
50 Gew.-%ige Lösung von Rheovis® PU1250 in
Butylglykol (Rheovis® PU1250 erhältlich von 0,26 0,26 0,26 0,26
BASF SE)
Tinuvin® 123, erhältlich von BASF SE 0,71 0,71 0,71 0,71
Tinuvin® 384-2, erhältlich von BASF SE 0,44 0,44 0,44 0,44
Butylglykol 12,50 - 12,50 deionisiertes Wasser 3,00 3,00
Summe: 87,50 100,00 90,50 103,00 6. Untersuchungen und Vergleich der Eigenschaften der wässrigen Basislacke bzw. der daraus erhaltenen Filme und Beschichtungen
6.1 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL1 bis WBL6 hinsichtlich Fadenlebensdauer bzw. mittlerer Filamentlänge an der Glockenkante
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL1 bis WBL6 hinsichtlich Fadenlebensdauer bzw. mittlerer Filamentlänge bzw. Nässegrad erfolgten gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Es sind jeweils die Reihen WBL1 bis WBL3 und WBL4 bis WBL6 untereinander zu vergleichen, da hier in aufsteigender numerischer Reihenfolge der Lacke der darin enthaltene Anteil an Pigment und daraus resultierend das Pigment/Bindemittel-Verhältnis erhöht worden sind. Die Tabelle 6.1 fasst die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.1 : Vergleich Fadeniebensdauer und mittlerer Filamentlänge und Nässegrad
Wasserbasislack
6
Figure imgf000076_0002
M tt ere amentlänge an G oc enkante [mih]
1610 851 6 1 1290 1090 807
Figure imgf000076_0001
Bei den Proben WBL1 bis WBL3 und analog bei den Proben WBL4 bis WBL6 zeigen die CaBER-Messungen eine steigende Fadenlebensdauer bei zunehmender Konzentration an Aluminiumpigment innerhalb der untersuchten Basislacke. Basierend auf vorhandener Literatur (z.B. Ergungor et al., J. Non-Newtonian Fluid Mech. 138 (2006), Seiten 1 -6; Thompson et al., J. Non-Newtonian Fluid Mech. 147 (2007), Seiten 1 1-22) liegt der Schluss nahe, dass damit auch ein zunehmend schwierigerer Zerfall von an der Glocke gebildeten Fäden korrelieren sollte, der zu einer gröberen Zerstäubung und damit zu Filamenten mit höheren mittleren Filamentlängen führen sollte. Eine solche gröbere Zerstäubung und damit zu erwartende höhere mittlere Filamentlängen bringt der Fachmann üblicherweise mit einem zu erwartenden nässeren Lackierbild in Verfeindung. Überraschenderweise wurde allerdings bei einer Beurteilung des Nässegrades einer Lackierung von WBL1 bis WBL3 und analog von WBL4 bis WBL6 genau das Gegenteil gefunden, d.h. der Nässegrad nimmt ab.
Die Bestimmung der mitleren Filamentlänge an der Glockenkante zeigt, dass mit steigender Konzentration der Aluminiumpigmente innerhalb der jeweiligen Basislacke (die Konzentration nimmt von WBL1 bis WBL3 bzw. von WBL4 bis WBL6 zu) kleinere Filamente mit geringeren Filamentlängen gebildet werden, was mit dem visuell beurteilten Nässegrad korreliert. Mit anderen Worten wird die Zerstäubung mit steigender Konzentration der Aluminiumpigmente insgesamt feiner, da kleinere Filamente gebildet werden, und es resultiert ein geringerer Nässegrad, was konträr zu dem ist, was ein Fachmann aufgrund der CaBER-Messungen und der steigenden Fadenlebensdauern innerhalb der Reihen WBL1 bis WBL3 bzw. WBL4 bis WBL6 erwartet hätte.
6.2 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL7 und WBL8 hinsichtlich des Auftretens von Nadelstichen
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL7 und WBL8 hinsichtlich der Beurteilung des Auftretens von Nadelstichen und der Filamentlänge erfolgt gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Tabelle 6.2 fasst die Ergebnisse zusammen.
WBL8 erwies sich im Vergleich zu WBL7 als deutlich kritischer bezüglich des Auftretens von Nadelstichen, insbesondere bei einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl von 23.000 U/min. Dieses Verhalten korreliert mit einer größeren Filamentlänge, die im Fall von WBL8 im Vergleich zu WBL7 experimentell ermittelt worden ist und die ihrerseits ein Maß für eine gröbere Zerstäubung bzw. einen erhöhten Nässegrad ist. Tabelle 6.2: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des Auftretens von Nadelstichen
Ausflussrate: 300 ml/min; Drehzahl: 43.000 U/min
WBL Filamentlänge [mmj Nadelstiche Nissegrad
WBL7 0,719 0 2
WBL8 0,763 >100 3
Ausflussrate: 400 ml/min; Drehzahl: 23000 U/min
WBL Filamentiänge [mm] Nadelstiche
WBL7 1 ,091 0 3
WBL8 1 ,124 >150 4 6.3 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL9 bis WBL16 hinsichtlich der
Beurteilung der Wolkigkeit, des Auftretens von Nadelstichen und dem schichtdickenabhängigen Verlauf
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL9 bis WBL16 hinsichtlich der Beurteilung der Wolkigkeit, von Nadelstichen sowie des schichtdickenabhängigen Verlaufs erfolgen gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Die Tabellen 6.3 und 6.4 fassen die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.3: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Nadelstiche sowie Wolkigkeit (gemessen mit dem cloud-runner der Fa. Byk-Gardner)
Ausflussrate: 300 m!/min: Drehzahl: 43000 U/min
WBL Filamentlänge [mm] Nadelstiche MotlinglS Mottling45 Mottling60
WBL9 0,591 >100 3.8 4,2 4,1
WBL10 0,717 >100 2.9 4,4 3,5
WBL11 0,775 >100 3,4 5,3 4,9
WBL12 0,820 >100 4,8 4,4 6,3
WBL13 0,578 0 3,3 3,9 3,9
WBL14 0,699 0 2.7 3,8 3,4
WBL15 0,676 0 3.8 4,7 5,6
WBL16 0,768 0 4,1 4,4 6,1 Im direkten Vergleich der Probenpaare WBL9 und WBL13, WBL10 und WBL14,
WBL11 und WBL15 bzw. WBL12 und WBL16, die jeweils das gleiche Pigment sowie die gleiche Menge an Pigment beinhalten, zeigt sich, dass die Basislacke WBL13 bis WBL16 bei einer Ausflussrate von 300 ml/min sowie einer Drehzahl von 43.000 U/min jeweils eine kleinere Filamentlänge als die korrespondierende Referenzprobe WBL9 bis WBL12 aulweisen und damit feiner zerstäuben. Dies spiegelt sich in einer signifikant besseren Nadelstichrobustheit und außerdem einer geringeren Wolkigkeit wider.
Tabelle 6.4: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des schichtdickenabhängigen Verlaufs
Ausflussrate: 300 ml/min; Drehzahl: 43000 U/min
10-15 mpi 15-20 pm 20-25 pm
FilamentNässe-
WBL länge SW DOI SW DOI SW DOI grad
[mm]
WBL9 0,591 11,5 77,3 16,1 72,2 17,2 71 ,6 2
WBL11 0,775 14,7 64,6 19,9 63,8 24,0 60,8 4
WBL10 0,717 8,60 85,05 11 ,90 83,82 14,30 82,73 3
WBL12 0,820 10,40 74,35 15,10 71,44 18,70 68,37 4 WBL9 und WBL11 weisen jeweils ein Pigment/Bindemittel-Verhältnis von 0,35 auf, wohingegen WBL10 und WBL12 jeweils ein Pigment/Bindemittel-Verhältnis von 0,13 aufweisen.
Die experimentellen Ergebnisse zeigen eine Korrelation zwischen den Filamentlängen bzw. den daraus resultierenden Zerstäubungseigenschaften und der Appearance/dem Verlauf, hier in Abhängigkeit der Schichtdicke: Beim Vergleich der Proben mit identischem Pigment/Bindemitel-Verhältnis von 0,35 (WBL9 und WBL11) bzw. 0,13 (WBL10 und WBL12) zeigt sich, dass eine größere Filamentlänge, also eine gröbere und damit nässere Zerstäubung zu schlechteren Verlaufswerten führt, was durch die erhaltenen short wave- und DOI-Werte illustriert wird. 6.4 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL9 bis WBL20 sowie WBL25 bis WBL28 hinsichtlich Deckvermögen, Wolkenneigung, Nadelstichen und Verlauf (Einfluss Pigment) Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL9 bis WBL20 sowie WBL25 bis WBL28 hinsichtlich Deckvermögens, Wolkenneigung, Nadelstichen und Verlauf erfolgten gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Im Speziellen wird dabei verdeutlicht, wie anhand eines Austausches des eingesetzten Aluminiumpigments, im Besonderen hinsichtlich seiner Korngröße, die Zerstäubung und die daraus resultierenden Beschichtungseigenschaften beeinflusst werden können. Bei allen Experimenten betrug die Ausflussrate 300 ml/min; die Drehzahl der ESTA-Glocke betrug 43.000 U/min. Die Tabellen 6.5 bis 6.9 fassen die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.5: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Deckvermögen, Wolkigkeit
(visuelle Auswertung) sowie Nadelstichen
Aluminium-Pigment
FilamentDeckverNadel¬
WBL Morphologie p/b» Wolken
Figure imgf000080_0001
länge [mm] mögen [pm] stiche
WBL17 Corrtflake 19 fein 0,35 0,713 9 2-3 90
WBL18 Corrtflake 34 grob 0,35 0,835 11 3-4 130
WBL19 Cornfiake 19 fein 0,13 0,829 14 3 120
WBL20 Cornfiake 34 grob 0,13 0,874 16 3-4 160
’) Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
2) p/b = Pigment-Bindemittel Verhältnis Tabelle 6.6: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Deckvermögen, Wolkigkeit (visuelle Auswertung)
Aluminium-Pigment
Korngröße FilamentDeckver¬
WBL Morphologie p/b2) Wolken
d501» [pm] länge [mm] mögen [pm]
WBL25 Cornfiake 19 fein 0,25 0,685 10 2-3
WBL26 Cornfiake 34 grob 0,25 0,791 12 3-4
WBL27 Cornfiake 19 fein 0,09 0,728 14 3
WBL28 Cornfiake 34 grob 0,09 0,799 16 34
1) Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
p/b = Pigment-Bindemittelverhältnis Tabelle 6.7: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich schichtdickenabhängigen Verlaufs
Aluminium-Pigment 10-15 pm SD 15-20 pm SD 20-25 pm SD
Morpho- Korngröße ~ Filament¬
WBL SW DOI SW DOI SW DOI
logie d501» [pm] ^ länge [mm]
WBL9 Cornflake 16 fein 0,35 0,594 11,5 77,3 16,1 72,2 17,2 71,6
WBL11 Cornflake 34 grob 0,35 0,775 14,7 64,6 19,9 63,8 24,0 60,8
WBL10 Cornflake 16 fein 0,13 0,717 8,6 85,1 11,9 83,8 14,3 82,7
WBL12 Cornflake 34 grob 0,13 0,821 10,4 74,3 15,1 71,4 18,7 68,4 1> Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
p/b = Pigment-Bindemittelverhältnis
Tabelle 6.8: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich schichtdickenabhängigen Verlaufs
Aluminium-Pigment 15-20 pm SD 20-25 pm SD 25-30 pm SD
Filament¬
WBL p/b*» SW DOI SW DOI SW DOI
Figure imgf000081_0001
länge [mm]
WBL13 Cornflake 16 fein 0,25 0,579 20.6 70,4 25,1 62,8 26,1 62,2
WBL15 Cornflake 34 grob 0,25 0,678 23.1 61,9 25.3 56,6 26,1 53,6
WBL14 Cornflake 16 fein 0,09 0,703 14.1 81 ,4 20.4 76,1 23,8 72,2 WBL16 Cornflake 34 grob 0,09 0,769 19.6 68,8 21,7 67,1 24,5 63,1
1> Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
2» p/b - Pigment-Bindemitelverhältnis Tabelle 6.9: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Wolkigkeit
Aluminium-Pigment
Morpho- Korngröße .. .. Fllament-
WBL Mottllng15 Motling45 Mottl!ng60 logie d5P [pm] ^ länge [mm]
WBL9 Cornflake 16 fein 0,35 0,594 3,8 4,2 4,1
WBL11 Cornflake 34 grob 0,35 0,775 3,4 5,3 4,9
WBL10 Cornflake 16 fein 0,13 0,717 2,9 4,4 3,5
WBL12 Cornflake 34 grob 0,13 0,821 4,8 4,4 6,3
Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
*) p/b = Pigment-Bindemitelverhältnis In allen untersuchten Fällen (bei jeweils unterschiedlichen Pigmentgehalten) führt ein Austausch des eingesetzten Effektpigments, insbesondere hinsichtlich seiner geringeren Korngröße (bezogen auf den d50-Wert des Pigmentes) zu kürzeren mittleren Filamentlängen an der Glockenkante. Diese dadurch bedingt feinere Zerstäubung wirkt sich positiv auf das Deckvermögen, die Wolkenneigung sowie Nadelstiche und den Verlauf (SW und DOI) aus. 6.5 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL17 bis WBL24 sowie WBL29 und WBL30 hinsichtlich Wolkenneigung und Nadelstichen (Einfluss des Pigmentanteils)
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL17 bis WBL24 sowie WBL29 und WBL30 hinsichtlich Wolkenneigung und Nadelstichen erfolgten gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Im Speziellen wird dabei verdeutlicht, wie anhand der Menge der eingesetzten Aluminiumpigmente die Zerstäubung und die daraus resultierenden Beschichtungseigenschaften beeinflusst werden können. Bei allen Experimenten betrug die Ausflussrate 300 ml/min; die Drehzahl der ESTA- Glocke betrug 43.000 U/min. Die Tabellen 6.10 und 6.1 1 fassen die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.10: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Nadelstiche
Aluminium-Pigment
Korngröße Filament-
WBL Morphologie p/b2) Nadelstiche
d501> [mpi] lange [mm]
WBL17 Cornflake 19 fein 0,35 0,713 90
WBL19 Cornflake 19 fein 0,13 0,829 120
WBL18 Cornflake 34 grob 0,35 0,835 130
WBL20 Cornflake 34 grob 0,13 0,874 160
WBL21 Silberdollar 12 fein 0,35 0,735 90
WBL22 Silberdollar 12 fein 0,13 0,832 140
WBL23 Silberdoflar 24 grob 0,35 0,720 80
WBL24 Silberdollar 24 grob 0,13 0,743 100 1) Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
3 ib = Pigment-Bindemittelverhältnis Tabelle 6.11 : Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Wolkigkeit
Aluminium-Pigment
Filament¬
WBL Morphologie p/ Wolken
Figure imgf000083_0001
länge [mm]
WBL29 Silberdollar 9 fein 0,25 0,634 2
WBL30 Silberdollar 9 fein 0,09 0,717 3
1) Kennzahlen gemäß Technischem Datenblatt der Firma Eckart
2) p/b = Pigment-Bindemittelverhältnis
Im Vergleich der jeweiligen Probenpaare, die sich nur hinsichtlich des Pigment- Bindemittel-Verhältnisses, also bezüglich der Pigmentmenge unterscheiden, zeigte sich, dass eine Erhöhung der Menge des eingesetzten Aluminiumpigmentes zu einer besseren Zerstäubung führte (geringere Filamentlänge) und dadurch Nadelstiche und die Wolkenanfälligkeit positiv beeinflusst wurden.
6,6 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL17 bzw. WBL17a sowie WBL21 bzw. WBL21a hinsichtlich Nadelstiche (Einfluss Spritzviskosität bzw. Menge an Wasser)
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL17 bzw. WBL17a sowie WBL21 bzw. WBL21a hinsichtlich Nadelstiche erfolgte gemäß der vorstehend beschriebenen Methode. Im Speziellen wird dabei verdeutlicht, wie anhand der eingestellten Spritzviskosität (also der Menge an zugesetztem Wasser) die Zerstäubung und die daraus resultierenden Beschichtungseigenschaften beeinflusst werden können. Bei allen Experimenten betrug die Ausflussrate 300 ml/min; die Drehzahl der ESTA-G locke betrug 43.000 U/min. Tabelle 6.12 fasst die Ergebnisse zusammen. Tabelle 6.12: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich Nadelstiche
Spritzviskosität Filament-
WBL Nadelstiche
[mPa-sp länge [mm] WBL17 80 0,713 90
WBL17a 120 0,829 120
WBL21 80 0,835 130
WBL21a 120 0,874 160
Die Beispiele belegen, dass durch eine geringere Spritzviskosität bei der Zerstäubung des Materials kürzere Filamente an der Glockenkante erzeugt werden, die sich positiv auf die Nadelstichsensitivität auswirken. 6.7 Vergleich zwischen den Wasserbasislacken WBL32 und WBL33 sowie
WBL34 und WBL35 bzw. WBL34a und WBL35a hinsichtlich des Nässegrads
Die Untersuchungen an den Wasserbasislacken WBL32 und WBL33 sowie WBL34 und WBL35 bzw. WBL34a und WBL35a hinsichtlich des Nässegrads erfolgte gemäß der vorstehend beschriebenen Methode. Im Speziellen wird dabei verdeutlicht, wie anhand einer zusätzlichen Menge eines Co-Bindemittels (Polyester), insbesondere jedoch eines Lösungsmittels, die Zerstäubung und der daraus resultierende Nässegrad, der für Eigenschaften wie Wolkigkeit, Nadelstichrobustheit etc. verantwortlich ist, beeinflusst werden kann. Die Versuche an den Proben WBL32 und WBL33 wurden bei einer Drehzahl der ESTA-Glocke von 63.000 U/min durchgeführt, die der Proben WBL34 und WBL35 bzw. WBL34a und WBL35a bei 43.000 U/min und 63.000 U/min. In allen Fällen betrug die Ausflussrate 300 ml/min. Die Tabellen 6.13 und 6.14 fassen die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 6.13: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des Nässegrads
Filament¬
WBL Nässegrad
länge [mm]
WBL32 0,585 2
WBL33 0,865 4
Bei einer erhöhten Einsatzmenge eines Gemisches aus einem Polyester (hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37-59 der DE 40 09 858 A1 ) und Butylglykol um zwei Drittel (WBL33 im Vergleich zu WBL32) wird eine signifikant schlechtere Zerstäubung, belegt durch eine höhere Filamentlänge an der Glockenkante, gefunden, die sich in einem deutlich höherem Nässegrad ausdrückt.
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Tabelle 6.14: Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des Nässegrads
Drehzahl Spritzviskosität Filament¬
WBL Nässegrad
[U/mln] [mPa-s]1) länge [mm]
WBL34 63000 120 0,639 2
WBL35 63000 120 1,403 5
WBL34a 63000 80 0,664 2
WBL35a 63000 80 0,992 4
WBL34 43000 120 0,835 2
WBL35 43000 120 1 ,331 5
WBL34a 43000 80 0,760 2
WBL35a 43000 80 0,914 4
Für beide Ausflussraten (63.000 U/min bzw. 43.000 U/min) konnte für die jeweiligen Probenpaare, die auf die gleiche Spritzviskosität eingestellt wurden (120 mPa-s bzw. 80 mPa-s) gezeigt werden, dass durch die Zugabe von Butylglykoi die Filamentlänge und damit auch der Nässegrad, der ursächlich für z.B. die Wolken- oder Nadelstich- empfindlichkeit ist, beeinflusst wird; das Lösungsmittel bewirkt eine signifikante Verlängerung der Filamente an der Glocke während der Zerstäubung und dadurch einen deutlich nässeren abgeschiedenen Film.
6.8 Die Beispiele belegen, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Beschichtungen hergestellt werden können, die durch Reduzierung der mittleren Filamentlängen gemäß Schritt (3) des Verfahrens verbesserte qualitative Eigenschaften insbesondere im Hinblick auf die Anzahl an Nadelstichen, Nässegrad, Wolkigkeit und/oder Verlauf bzw. Appearance und Deckvermögen aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit ein einfaches und effizientes Verfahren zur Herstellung diesbezüglich optimierter Beschichtungen.
7. Untersuchungen an Klarlacken bzw. der daraus erhaltenen Fili
Figure imgf000086_0001
id
Beschichtungen
Vergleich zwischen den Klarlacken KL1, KL1a sowie KL1b hinsichtlich Läufergrenzen
Die Untersuchungen an den Klarlacken KL1 und KL1a sowie KL1b hinsichtlich ihres Läuferverhaltens erfolgte gemäß der vorstehend beschriebenen Methode. Im Speziellen wird dabei verdeutlicht, wie anhand der durch die Zugabe eines Lösungsmittels adaptierten Spritzviskosität sowie durch den Verzicht auf dem Fachmann bekannte Additive wie Rheologiesteuerungsmitel das Läuferverhalten beeinflusst werden kann. Es handelt sich dabei um folgende Materialien:
Klarlack KL1
Bei der Probe KL1 handelt es sich um einen handelsüblichen Zweikomponenten- Klarlack (ProGloss der BASF Coatings GmbH), enthaltend pyrogene Kieselsäure als Rheofogiehilfsmittel (Aerosil®-Typen der Firma Evonik), wobei der Stammlack mit Ethyl-3-ethoxypropionat auf eine Viskosität von 100 mPa-s bei 1000/s eingestellt wurde.
Klarlack KL1a
Probe KL1a entspricht KL1 mit dem Unterschied, dass der Stamm lack mit Ethyl-3- ethoxypnopionat auf eine Viskosität von 50 mPa-s bei 1000/s eingestellt wurde.
Klarlack KL1 b
Probe KL1 b entspricht KL1 mit dem Unterschied, dass diese keine pyrogene Kieselsäure als Rheologiehilfsmittel enthält. Der Stammlack wurde ebenfalls mit Ethyl-3-ethoxypropionat wie im Fall von KL auf eine Viskosität von 100 mPa-s bei 1000/s eingestellt.
Die Versuche wurden an den Proben bei einer Drehzahl der ESTA-Glocke von 55.000 U/min durchgeführt. Die Ausflussrate betrug 550 ml/min. Die Tabelle 7.1 fasst die Ergebnisse zusammen.
Tabelle 7.1 : Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich des Läuferverhaltens
FilamentLäuferstart (> 0 mm) Läufergrenze (> 10 mm)
Klatiack
länge [mm] Ipmj [pmj
KL1 1,1 48 58
KL1a >KL1 38 44
KL1b 1 4 36 42 Im Fall von KL1b wurden mittlere Filamentlängen ermitelt, die länger waren als im Fall von KL1. Gleiches gilt für KL1a: auch hier wurden mittlere Filamentlängen ermitelt, die länger waren als im Fall von KL1. Die Ergebnisse belegen somit, dass durch rezeptive Maßnahmen wie Reduktion der Spritzviskosität (KL1a) bzw. Eliminierung der Rheologiehilfsmitel auf Basis pyrogener Kieselsäure (KL1b) im Vergleich zur Referenz KL1 die Zerstäubung verschlechtert wird (längere Filamente an der Glockenkante während des Atomisierungsprozesses), was sich jeweils in einer Verschlechterung der Läuferstabilität auswirkt,
Die Beispiele belegen, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Beschichtungen hergestellt werden können, die durch Reduzierung der mitleren Filamentlängen gemäß Schritt (3) des Verfahrens verbesserte qualitative Eigenschaften insbesondere im Hinblick auf das Läuferverhalten aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit ein einfaches und effizientes Verfahren zur Herstellung diesbezüglich optimierter Beschichtungen.

Claims

Ansprüche:
1. Ein Verfahren zur Herstellung wenigstens einer Beschichtung (B1) auf einem Substrat, welches wenigstens die Schrite (1) bis (5) umfasst, nämlich
(1 ) Bereitstellung einer Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ),
(2) Ermittlung der mittleren Filamentlänge der bei einer
Rotationszerstäubung der gemäß Schritt (1) bereitgestellten Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) gebildeten Filamente,
(3) Reduzierung der gemäß Schritt (2) ermitelten mittleren Filamentlänge der bei der Rotationszerstäubung der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) gebildeten Filamente,
(4) Aufbringen von wenigstens der nach Schritt (3) erhaltenen
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) mit reduzierter mitlerer Filamentlänge auf ein Substrat unter Bildung wenigstens eines Films
(F1) und
(5) physikalische Härtung, chemische Härtung und/oder Strahlenhärtung wenigstens des durch Aufbringen der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) gemäß Schritt (4) auf dem Substrat gebildeten wenigstens einen Films (F1) zur Ausbildung der Beschichtung (B1) auf dem Substrat
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (B1 ) Teil einer Mehrschichtlackierung auf dem Substrat ist.
3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (B1) eine Basislackschicht einer Mehrschichtlackierung auf dem Substrat darstellt. 4, Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt (1 ) bereitgestellte Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) wenigstens ein als Bindemitel einsetzbares
Polymer als Komponente (a), wenigstens ein Pigment und/oder wenigstens einen Füllstoff als Komponente (b) und Wasser und/oder wenigstens ein organisches Lösemitel als Komponente (c) enthält.
5. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Durchführung von Schritt (5) wenigstens eine weitere von der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) verschiedene
Beschichtungsmrttelzusammensetzung (BZ2) auf den gemäß Schritt (4) erhaltenen Film (F1) unter Ausbildung eines Films (F2) aufgebracht wird und die so erhaltenen Filme (F1) und (F2) gemeinsam Schritt (5) unterworfen werden.
6. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (2) die mittlere Filamentlänge derjenigen Filamente ermittelt und in Schritt (3) die mittlere Filamentlänge derjenigen Filamente reduziert wird, die sich an der Glockentellerkante eines Glockentellers befinden, welcher den Applikationskörper eines Rotationszerstäubers darstellt, der bei der Rotationszerstäubung eingesetzt wird.
7, Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der mittleren Filamentlänge gemäß Schritt (2) mittels Durchführung wenigstens der nachfolgenden Verfahrensschrite (2a), (2b) und (2c) erfolgt, nämlich mitels
(2a) Zerstäubung der gemäß Schritt (1) bereitgestellten
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) mittels eines Rotationszerstäubers, welcher als Applikationskörper einen zu einer Rotation befähigten Glockenteller aufweist, (2b) optische Erfassung der bei der Zerstäubung gemäß Schritt (2a) an der Glockentellerkante gebildeten Filamente mittels wenigstens einer Kamera, und
(2c) digitale Auswertung der durch die optische Erfassung gemäß Schritt (2b) erhaltenen optischen Daten unter Erhalt der mittleren Filamentlänge derjenigen bei der Zerstäubung gebildeten Filamente, die sich an der Glockentellerkante des Glockentellers befinden
8. Das Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubung gemäß Schrit (2a) bei einer Ausflussrate der gemäß Schritt (1) bereitgesteliten und zu zerstäubenden Beschichtungsmitelzusammensetzung
(BZ1) in einem Bereich von 100 bis 1.000 ml/min und/oder bei einer Drehzahl des Glockentellers in einem Bereich von 15.000 bis 70.000 Umdrehungen/min durchgeführt wird.
9, Das Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erfassung gemäß Schritt (2b) erfolgt, indem mittels der wenigstens einen Kamera 30.000 bis 250.000 Bilder des Glockentellers und der Glockentellerkante pro Sekunde während der Zerstäubung aufgenommen werden,
10. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Auswertung gemäß Schrit (2c) mittels Bildanalyse und/oder Videoanalyse der gemäß Schritt (2b) erhaltenen optischen Daten erfolgt und auf Grundlage von wenigstens 1000 gemäß Schritt (2b) erfassten Bildern durchgeführt wird.
11 , Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der mitleren Filamentlänge gemäß Schritt (3) durch Anpassung wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der gemäß Schrit (1) bereitgestellten Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) erfolgt. , Das Verfahren gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) wenigstens eine Anpassung ausgewählt aus der Gruppe an Anpassungen nachfolgender Parameter umfasst:
(i) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) als Bindemitelkomponente (a) enthaltenen Polymeren,
(ii) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Bindemitelkomponente (a) enthaltenen Polymeren durch wenigstens ein von diesem verschiedenes Polymer,
(iii) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen
Pigments und/oder Füllstoffs,
(iv) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (b) enthaltenen Füllstoffs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Füllstoff und/oder wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments durch wenigstens ein davon verschiedenes Pigment,
(v) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels und/oder von darin enthaltenem Wasser,
(vi) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels durch wenigstens ein von diesem verschiedenes organisches Lösemitel,
(vii) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (d) enthaltenen Additivs,
(vi) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (d) enthaltenen Additivs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Additiv und/oder Zugabe wenigstens eines weiteren von diesem verschiedenen Additivs,
(ix) Änderung der Reihenfolge der Zugabe der zur Herstellung der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) eingesetzten Komponenten, und/oder
(x) Erhöhung oder Erniedrigung des Energieeintrags der Durchmischung bei der Herstellung der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ).
13. Das Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der
Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) wenigstens eine Anpassung ausgewählt aus der Gruppe an Anpassungen nachfolgender Parameter umfasst: (iii) Erhöhung oder Erniedrigung, insbesondere Erhöhung, der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments und/oder Füllstoffs, insbesondere Effektpigments,
(iv) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (b) enthaltenen
Füllstoffs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Füllstoff und/oder wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments durch wenigstens ein davon verschiedenes Pigment,
(v) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der
Beschichtungsmitelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemittels und/oder von darin enthaltenem Wasser,
(vil) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (d) enthaltenen Additivs, und/oder
(vili) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines In der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (d) enthaltenen Additivs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Additiv und/oder Zugabe wenigstens eines weiteren von diesem verschiedenen Additivs.
14. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen wenigstens eines Parameters innerhalb des Rezeptes der Beschichtungsmitteizusammensetzung (BZ1 ) wenigstens eine Anpassung ausgewählt aus der Gruppe an Anpassungen nachfolgender Parameter umfasst:
(iii) Erhöhung oder Erniedrigung, insbesondere Erhöhung, der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (b) enthaltenen Pigments und/oder Füllstoffs, insbesondere Effektpigments,
(iv) wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1) als Komponente (b) enthaltenen Füllstoffs durch wenigstens ein von diesem verschiedenen Füllstoff und/oder wenigstens teilweiser Austausch wenigstens eines in der Beschichtungsmitelzusammensetzung {BZ1 ) als Komponente (b) enthaltenen Pigments durch wenigstens ein davon verschiedenes Pigment, und/oder
(v) Erhöhung oder Erniedrigung der Menge wenigstens eines in der Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) als Komponente (c) enthaltenen organischen Lösemitels und/oder von darin enthaltenem Wasser.
15. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen gemäß Schritt (4) mittels Rotationszerstäubung der nach Schritt (3) erhaltenen Beschichtungsmittelzusammensetzung (BZ1 ) erfolgt.
16. Eine auf einem Substrat befindliche Beschichtung (B1), welche erhältlich ist nach dem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
17. Die Beschichtung (B1) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie gegenüber einer Beschichtung, die nach dem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche erhältlich ist, jedoch ohne Durchführung von Schritt (3), eine geringere Anzahl an Oberflächendefekten und/oder optischen Defekten aufweist.
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