WO2021094273A1 - Verfahren zum beschichten eines substrats mit einem drop-on-demand-drucker - Google Patents

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WO2021094273A1
WO2021094273A1 PCT/EP2020/081556 EP2020081556W WO2021094273A1 WO 2021094273 A1 WO2021094273 A1 WO 2021094273A1 EP 2020081556 W EP2020081556 W EP 2020081556W WO 2021094273 A1 WO2021094273 A1 WO 2021094273A1
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coating composition
substrate
iso
nozzle
resin
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PCT/EP2020/081556
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Dirk Achten
Joerg Tillack
Fabian SCHUSTER
Ann-Christin BIJLARD-JUNG
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Covestro Intellectual Property Gmbh & Co. Kg
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    • B05D2503/00—Polyurethanes

Definitions

  • the present invention relates to a method for coating a substrate, comprising the step of applying a coating composition drop by drop from a print head to a substrate, the print head having a closable opening which, on the instruction of a control unit, allows or prevents the emergence of a droplet of the coating composition.
  • An industrial paint is typically characterized by the combination of the functions of protection and decoration.
  • Typical industrial lacquers in application areas such as transport, furniture and the flooring industry can have lacquer layer thicknesses of 0.01 to 0.2 mm, whereby several functional layers are often combined. These layers are usually: primer as an adhesion promoter to the substrate, basecoat as a coloring layer and topcoat or clearcoat as the primary protective layer.
  • EP 3 257 590 A1 discloses a device for mask-free painting of an aircraft surface, comprising a multi-axis robot with at least one applicator for the paint, the applicator being set up to apply the paint by means of a technology for ejecting the paint.
  • the lacquer can be, for example, an external primer, a base lacquer, a top lacquer, a decorative lacquer, a clear lacquer, a functional lacquer or a protective lacquer.
  • the technology can be an inkjet technology.
  • WO 2019/030267 A1 discloses a method for producing a 3-dimensional object comprising at least a first and a second object section, the first object section being generated using a 3D printing method directly on the second object section that is not generated using a 3D printing method and wherein the first object section produced by means of a 3D printing process contains or consists of a polyurethane resin.
  • WO 2016/046134 A1 discloses a high-viscosity valve jet method in which a liquid is ejected through an opening of a valve jet print head.
  • the opening is defined on the basis of certain geometric parameters and the discharge viscosity of the liquid is between 20 mPa s and 3000 mPa s.
  • WO 2019/109040 A1 describes a system for applying a paint to a substrate using an applicator with a high application efficiency.
  • the system includes a high efficiency applicator that defines a nozzle.
  • the paint comprises a carrier and a binder.
  • the paint has a viscosity of about 0.002 Pa * s to about 0.2 Pa * s, a density of about 838 kg / m 3 to about 1557 kg / m 3 , a surface tension of about 0.015 N / m to about 0.05 N / m and a relaxation time of about 0.0005 s to about 0.02 s.
  • the high efficiency applicator is configured to dispense the paint through the nozzle opening onto the substrate to form a layer of paint. At least 80% of the droplets of the paint delivered from the applicator with high application efficiency come into contact with the substrate.
  • US Pat. No. 7,927,669 B2 relates to a method for applying coatings, such as paints in particular, to surfaces using a device which comprises a dosing head which has at least one nozzle that can be controlled by a control signal.
  • the method comprises the steps: moving a substrate with a surface to be coated along this surface relative to the dosing head and / or moving the dosing head relative to a surface of a substrate to be coated, and applying a fluid coating material to the surface through the nozzle in response at least one control signal generated by a computer.
  • the present invention has set itself the task of providing a digital printing method with which coating compositions - in contrast to inks - can be processed and which does not require masking of the substrate in order to achieve well-defined painted edges.
  • a method for coating a substrate comprising the step of applying a coating composition drop by drop from a nozzle onto a substrate, the nozzle has a closable opening which, on the instruction of a control unit, allows or prevents the exit of a droplet of the coating composition.
  • the coating composition is applied more than once to less than 30% of the surface of the substrate, so that when the nozzle opening is closed, a pressure of> 1.2 bar to ⁇ 3.5 bar is applied Coating composition acts and that the opening of the nozzle has a diameter of> 80 mhi to ⁇ 250 mhi.
  • the coating composition comprises a reactive resin, a hardener for the resin and a solvent, in the coating composition resin and hardener are present together in a proportion of> 20% by weight, based on the total weight of the coating composition, and that the Coating composition has a viscosity at 20 ° C., measured according to EN ISO 3219 / A3 at a shear rate of 1000 / s, of> 20 mPa s to ⁇ 80 mPa s.
  • the method according to the invention allows individual droplets of a solvent-based two-component paint formulation (2K paint formulation) to be applied to a substrate, the droplets combining to form a cohesive layer on the substrate. After the solvent has evaporated, a coherent coating is then obtained on the substrate. It has surprisingly been found that, within the parameters provided according to the invention, coatings satisfying the quality requirements can be obtained efficiently and economically. Standard paint formulations can already be used for this. Following application, the coating can be cured using conventional methods.
  • 2K paint formulation solvent-based two-component paint formulation
  • the closable opening of the nozzle shows the coating process as a variant of the so-called drop-on-demand printing process, in particular as a coating process carried out by means of valve jet printers.
  • the opening of the nozzle can be opened or closed, for example, by means of a magnetically actuated plunger.
  • the frequency with which the opening of the nozzle is opened and closed again can preferably be in the range from 800 Hz to 4000 Hz.
  • control unit is usually arranged in the device used for the method, such as a valve jet printer, and can for example contain a raster image processor (RIP).
  • RIP raster image processor
  • the method according to the invention is suitable for being carried out as a so-called single-pass method. This means that as little as possible of the surface of the substrate is provided with the coating composition more than once. According to the invention it is provided that the coating composition is applied more than once to less than 30% of the surface of the substrate. It is preferably less than 20% of the area to be printed and particularly preferably less than 10% of the area to be printed. Ideally, except for the technically unavoidable Overlaps and inaccuracies, each surface section of the substrate to be printed is only printed once with the coating composition.
  • the method according to the invention differs, among other things, in that larger droplets are ejected. Due to the process, the drops are precisely placed. Furthermore, significantly less solvent evaporates on the short trajectory of the droplet between the nozzle and the substrate. The solvent still present in the formulation can then ensure such a reduction in the viscosity of the formulation on the substrate that a continuous film can be formed from the individual droplets.
  • a pressure of> 1.2 bar to ⁇ 3.5 bar should act on the coating composition. This can be seen as the "operating pressure" of a valve jet printer and is easier to determine than a pressure when the nozzle is open while material emerges.
  • Preferred pressures are> 1.2 bar to ⁇ 3 bar and particularly preferably> 1.4 bar to ⁇ 2.5 bar.
  • the opening of the nozzle should have a diameter of> 80 mhi to ⁇ 250 mhi.
  • Preferred diameters are> 100 mhi to ⁇ 200 mhi, particularly preferably> 120 mhi to ⁇ 150 mhi.
  • the type of substrate is not particularly limited.
  • the substrate can be planar or curved.
  • the method according to the invention can also process comparatively large substrates, for example with areas of over 1 m 2 , over 10 m 2 or over 100 m 2 .
  • Suitable materials can be aluminum, steel or polymers.
  • the substrate can be part of a finished arrangement such as a machine housing or it can be in the form of a semi-finished product such as tape, roll or flat goods.
  • the coating composition comprises a reactive resin, a hardener for the resin and a solvent and can therefore be regarded as a 2K composition. These compositions are only prepared before application, as the reaction between the resin and the hardener means that the processing time is limited. Typical reactions between the resin and the hardener are cross-linking reactions with the formation of covalent bonds.
  • the composition can of course also contain other components such as reactive diluents or additives.
  • Coating compositions containing solids can also be processed in this way. The d90 value of the particle size distribution for these particles is preferably ⁇ 5 mhi.
  • the Coating composition can be designed as a primer, color coat, or top coat.
  • the proportion of resin and hardener totaling> 20% by weight further distinguishes the composition from binder-containing inkjet inks. In such inks, the proportion of binder is significantly lower.
  • the total proportion of resin and hardener is> 30% by weight and more preferably> 40% by weight.
  • the viscosity envisaged according to the invention also distinguishes the composition from binder-containing inkjet inks; in the latter it is significantly lower.
  • Preferred viscosities are> 25 mPa s to ⁇ 70 mPa s and particularly preferably> 30 mPa s to ⁇ 65 mPa s.
  • the substrate does not have a temporarily applied mask to which the coating composition is applied. It is therefore a mask-free process.
  • the inventors have recognized that the method does not require any masking on the substrate, since the sharpness of the edges of the printed image is already satisfactory with the coating composition. This can save a lot of time and money if, for example, colored strips or lettering are to be applied to a substrate that has already been painted in a background color.
  • the process can be carried out in such a way that the desired wet paint film thickness, based on the amount of paint used, is produced with a material yield of> 90%, preferably> 95% and very particularly preferably 98%, since there is no overspray and no relevant evaporation of solvent or components on the way to the substrate.
  • the method can furthermore be carried out in such a way that the desired dry lacquer layer thickness around the lactor is 1.5 less, preferably 1.7 less and very particularly preferably 2 less than the wet lacquer layer thickness.
  • the method can furthermore be carried out in such a way that a solvent lacquer to be applied loses less than 20%, preferably less than 10% and very preferably less than 5% of its solvent on the way to the substrate, which means that the necessary solvent evaporation process can take place in a controlled manner on the substrate, which results in less Environmental pollution and improved surface qualities compared to conventional spray application processes can be obtained.
  • a lacquer layer obtained by the method according to the invention can, after being carried out once (single-pass printing), have a dry film thickness (DFT) in the range from 0.015-0.080 mm, preferably 0.02 to 0.06 mm and very particularly preferably 0.025 to 0.05 mm.
  • DFT dry film thickness
  • the following parameters are selected so that, according to the following formula, the calculated key figure K is> 0.4 to ⁇ 4: With:
  • R spatial resolution of the application of the coating composition, expressed in points per 2.54 cm p: pressure acting on the coating composition with the opening of the nozzle closed, given in bar d: diameter of the closable opening of the nozzle, given in mhi
  • the coating composition is applied dropwise to the substrate from a plurality of nozzles and each of the nozzles has a closable opening which, independently of other closable openings of other nozzles, allows or prevents the exit of a droplet of the coating composition on the instruction of the control unit.
  • the spatial resolution of the application of the coating composition is> 30 points per 2.54 cm to ⁇ 150 points per 2.54 cm. This is the usual specification of the resolution in the printing industry in dots per inch (dpi). Preferred resolutions are> 40 points per 2.54 cm to ⁇ 130 points and particularly preferably> 50 points per 2.54 cm to ⁇ 120 points per 2.54 cm.
  • the solvent in the coating composition is selected from: water, n-hexane, iso-hexane, cyclohexane, n-heptane, iso-heptane, n-octane, iso-octane, white spirit, xylene, solvent naphtha, propanol, n -Butanol, isobutanol, butyl glycol, butyl diglycol, ethylene glycol, diethyl glycol, butyl acetate, ethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, l-methoxy-2-propyl acetate, butanone, acetone, 2-heptanone, 2,4-pentanedione, 2-pentanone, ethyl-3 ethoxypropionate, 1,2,4-trimethylbenzene, 4-methylpentan-2-one or a mixture of at least two of the aforementioned
  • the coating composition has a pot life of> 30 minutes to ⁇ 480 minutes, the pot life being defined as the time until the viscosity determined at 23 ° C according to DIN EN ISO 3219 / A doubles.
  • the pot life is preferably> 60 minutes to ⁇ 240 minutes.
  • the resin is an epoxy resin and the hardener is a polymerization catalyst, a primary amine, a cyclic anhydride, a polyphenol, a thiol or a mixture of at least two of the aforementioned compounds.
  • epoxy resins and epoxy hardeners form the epoxy resin binder, which hardens via polyaddition reactions.
  • the network nodes arise from the reaction of the functional groups of the resins and hardeners.
  • Particularly suitable epoxy resins are those based on glycidyl ethers, glycidyl esters, glycidylamines, cycloaliphatic epoxides and glycidyl isocyanurates.
  • hardeners are 1,3-diaminobenzene, diethylenetriamine, 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine) and hexahydrophthalic anhydride.
  • the resin is a polyol, a polyamine, an amino alcohol or a mixture of at least two of the aforementioned compounds and the hardener is a blocked or unblocked polyisocyanate.
  • Suitable polyols are the polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polyester amide polyols, polyamide polyols, epoxy resin polyols and their reaction products with CO2 and polyacrylate polyols known from polyurethane chemistry.
  • polyamines are 3-amino-1-methylaminopropane, 3-amino-1-ethylaminopropane, 3-amino-1-cyclohexylaminopropane or 3-amino-1-methylaminobutane.
  • amino alcohols are N-aminoethylethanolamine, ethanolamine, 3-aminopropanol, neopentanolamine or diethanolamine.
  • polyisocyanates are polyisocyanates or polyisocyanate mixtures with exclusively aliphatically and / or cycloaliphatically bound isocyanate groups with an (average) NCO functionality between 2.0 and 5.0 and a viscosity at 23 ° C. of 10 to 2000 mPas.
  • Suitable polyisocyanates are in particular those based on isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane and w, w'-diisocyanato-1,3-dimethylcyclohexane (H6XDI).
  • the diisocyanates mentioned can optionally be used as such, or derivatives of the diisocyanates are used. Suitable derivatives are polyisocyanates containing biuret, isocyanurate, uretdione, urethane, iminooxadiazinedione, oxadiazinetrione, carbodiimide, acylurea or allophanate groups. Low-monomer paint polyisocyanates with these structural elements made from isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), 1,4-diisocyanatocyclohexane, or bis- (4-isocyanatocyclohexyl) methane are particularly preferred.
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • 1,4-diisocyanatocyclohexane 1,4-diisocyanatocyclohexane
  • the polyisocyanate component can optionally be hydrophilically modified.
  • Water-soluble or water-dispersible polyisocyanates are, for example, modified with carboxylate, sulfonate and / or polyethylene oxide groups and / or
  • Suitable blocking agents for the polyisocyanates are, for example, monohydric alcohols such as oximes such as acetoxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime, lactams such as e-caprolactam, phenols, amines such as diisopropylamine or dibutylamine, or dimethylpyrazole Triazole and dimethyl malonate, diethyl malonate or dibutyl malonate.
  • monohydric alcohols such as oximes such as acetoxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime, lactams such as e-caprolactam, phenols, amines such as diisopropylamine or dibutylamine, or dimethylpyrazole Triazole and dimethyl malonate, diethyl malonate or dibutyl malonate.
  • a coating composition comprising the isocyanurate of 1,6-HDI (“HDI trimer”) and a polyacrylate polyol is particularly preferred.
  • HDI trimer isocyanurate of 1,6-HDI
  • a polyacrylate polyol is particularly preferred.
  • BA butyl acetate
  • MPA l-methoxy-2-propyl acetate
  • solvent naphtha solvent naphtha and mixtures thereof can be used.
  • a silicone additive can be added to influence the surface activity.
  • the NCO index in the coating composition is 0.8 to 1.5, preferably 0.9 to 1.3 and particularly preferably 1 to 1.2.
  • the coating composition is adapted to the substrate in such a way that a dynamic contact angle, determined as the advancing angle according to DIN EN ISO 19403-6, of the coating composition on the substrate is> 30 ° to ⁇ 90 °. This can be achieved by varying the solvent content or by using suitable additives. Outside this angle, the droplets can become isolated on the substrate or the accuracy of the edge mapping of the printed image can be reduced.
  • edge quality between coated and uncoated substrate was assessed visually using a scale from 1 to 5, with 1 being the best value.
  • the viscosity is determined in accordance with DIN EN ISO 3219 / A3 and was carried out using an Anton Paar MCR301 rheometer.
  • Component A is a compound having Component A:
  • Component B is a compound having Component B:
  • Polyisocyanate A DESMODUR ULTRA N 3390 BA / SN HDI trimer (NCO functionality> 3) with an NCO content of 19.6% by weight (according to ISO 11909), non-volatile content approx. 90% (according to ISO 3251, 120 min, 100 ° C) from Covestro AG.
  • the viscosity is approx. 550 mPa s at 23 ° C (DIN EN ISO 3219 / A3).
  • Butyl acetate (BA) was used as the solvent.
  • Aluminum sheets served as substrates. These were previously cleaned with ethyl acetate.
  • the acrylate-containing polyol was diluted with BA and the surface additive was mixed homogeneously.
  • the solids content of the mixture was approx. 50% by weight and was optionally further diluted. With a solids content of 50%, the application viscosity at 23 ° C. (ISO cup 5 mm DIN EN ISO 2431) was about 30 s.
  • the digital printing tests were carried out with a ChromoJET CHR-TT 118 tabletop printer from Zimmer Austria.
  • the premixed paint formulations were filled into 300 mL pressure tanks 10 minutes after mixing. An operating pressure of 2 bar was set by means of a pressure regulator.
  • the carriage speed was 0.6 m / s.
  • a print head with 8 nozzle groups with a nozzle diameter of 100 ⁇ m was used. After the pressure was stopped, the system was flushed with ethyl acetate.
  • the substrates were coated with the formulation 1 described above using various coating methods. In the cases indicated, a partial area of the substrate was masked with adhesive tape. All coatings were cured for 30 minutes at 140 ° C. The results of the visual edge assessment are documented in the table below. Corresponding micrographs of top views of the boundary between coating and substrate (recognizable in the images as the darker area) are shown in FIG. la to FIG. lg documented.

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Abstract

Eine 2K-Lackformulierung wird mit einem Valvejet-Drucker maskierungsfrei verdruckt.

Description

Verfahren zum Beschichten eines Substrats mit einem Drop-on-Demand-Drucker
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats, umfassend den Schritt des tröpfchenweisen Auftragens einer Beschichtungszusammensetzung aus einem Druckkopf auf ein Substrat, wobei der Druckkopf eine verschließbare Öffnung aufweist, welche auf Anweisung einer Steuereinheit den Austritt eines Tröpfchens der Beschichtungszusammensetzung zulässt oder verhindert.
Ein Industrielack zeichnet sich typischerweise durch die Kombination der Funktionen von Schutz und Dekoration aus. Industrietypische Lacke in Anwendungsgebieten wie Transport, Möbel und Flooringindustrie können Lackschichtdicken von 0,01 bis 0,2 mm aufweisen, wobei häufig mehrere funktionale Lagen kombiniert werden. Üblicherweise sind diese Lagen: Primer als Haftvermittler zum Substrat, Basislack als farbgebende Schicht und Decklack oder Klarlack als primäre Schutzschicht.
Es besteht ein Bedarf an Drucktechnologien zur effizienten Applikation von Industrietypischen Lackformulierungen in der Transport-, Möbel- und Flooringindustrie auf dort übliche Industriesubstrate.
EP 3 257 590 Al offenbart eine Vorrichtung zum maskenfreien Lackieren einer Flugzeugoberfläche, umfassend einen Mehrachsroboter mit wenigstens einem Applikator für den Lack, wobei der Applikator eingerichtet ist, um den Lack mittels einer Technologie zum Ausstößen des Lacks zu applizieren. Der Lack kann zum Beispiel ein externer Primer, ein Basislack, ein Decklack, ein Dekorationslack, ein Klarlack, ein Funktionslack oder ein Schutzlack sein. Die Technologie kann eine Inkjet-Technologie sein.
WO 2019/030267 Al offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines 3 -dimensionalen Objektes umfassend zumindest einen ersten und einen zweiten Objektab schnitt, wobei der erste Objektabschnitt mittels eines 3D-Druckverfahrens unmittelbar auf dem zweiten Objektabschnitt erzeugt wird, der nicht über ein 3D-Druckverfahren erzeugt ist und wobei der mittels eines 3D-Druckverfahrens erzeugte erste Objektabschnitt ein Polyurethanharz enthält oder daraus besteht.
WO 2016/046134 Al offenbart ein Hochviskos-Valvejet-Verfahren, in dem eine Flüssigkeit durch eine Öffnung eines Valvejet-Druckkopfs ausgestoßen wird. Die Öffnung wird anhand bestimmter geometrischer Parameter definiert und die Ausstoß-Viskosität der Flüssigkeit hegt zwischen 20 mPa s und 3000 mPa s. WO 2019/109040 Al beschreibt ein System zum Aufträgen eines Anstrichmittels auf einen Untergrund unter Verwendung eines Applikators mit hohem Auftragswirkungsgrad. Das System umfasst einen Applikator mit hohem Auftragswirkungsgrad, der eine Düse definiert. Das Anstrichmittel umfasst ein Träger- und ein Bindemittel. Das Anstrichmittel hat eine Viskosität von etwa 0,002 Pa*s bis etwa 0,2 Pa*s, eine Dichte von etwa 838 kg/m3 bis etwa 1557 kg/m3, eine Oberflächenspannung von etwa 0,015 N/m bis etwa 0,05 N/m und eine Relaxationszeit von etwa 0,0005 s bis etwa 0,02 s haben. Der Applikator mit hohem Auftragswirkungsgrad ist so konfiguriert, dass er das Anstrichmittel durch die Düsenöffnung auf den Untergrund abgibt, um eine Lackschicht zu bilden. Mindestens 80 % der Tröpfchen des aus dem Applikator mit hohem Auftragswirkungsgrad abgegebenen Anstrichmittels kommen mit dem Untergrund in Kontakt.
US 7,927,669 B2 betrifft ein Verfahren zum Aufträgen von Beschichtungen, wie insbesondere von Lacken, auf Oberflächen mit einer Vorrichtung vor, die einen Dosierkopf umfasst, welcher zumindest eine durch ein Steuersignal ansteuerbare Düse aufweist. Das Verfahren umfasst die Schritte: - Bewegen einer Unterlage mit einer zu beschichtenden Oberfläche entlang dieser Oberfläche relativ zum Dosierkopf und/oder Bewegen des Dosierkopfs relativ zu einer zu beschichtenden Oberfläche einer Unterlage und - Aufträgen eines fluiden Beschichtungsmaterials auf die Oberfläche durch die Düse unter Ansprechen auf zumindest ein von einem Rechner erzeugtes Steuersignal.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Digitaldruckverfahren bereitzustellen, mit dem Beschichtungszusammensetzungen - im Gegensatz zu Tinten - verarbeitet werden können und welches ohne Maskierungen des Substrates zur Erzielung gut definierter Lackierungskanten auskommt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Sie können beliebig kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.
In einem Verfahren zum Beschichten eines Substrats, umfassend den Schritt des tröpfchenweisen Auftragens einer Beschichtungszusammensetzung aus einer Düse auf ein Substrat, weist die Düse eine verschließbare Öffnung auf, welche auf Anweisung einer Steuereinheit den Austritt eines Tröpfchens der Beschichtungszusammensetzung zulässt oder verhindert.
Es ist vorgesehen, dass auf weniger als 30% der Fläche des Substrats die Beschichtungszusammensetzung mehr als einmal aufgetragen wird, dass bei geschlossener Öffnung der Düse ein Druck von > 1,2 bar bis < 3,5 bar auf die Beschichtungszusammensetzung einwirkt und dass die Öffnung der Düse einen Durchmesser von > 80 mhi bis < 250 mhi aufweist.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Beschichtungszusammensetzung ein reaktives Harz, einen Härter für das Harz und ein Lösungsmittel umfasst, in der Beschichtungszusammensetzung Harz und Härter gemeinsam in einem Anteil von > 20 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung, vorliegen und dass die Beschichtungszusammensetzung eine Viskosität bei 20 °C, gemessen nach EN ISO 3219/ A3 bei einer Scherrate von 1000/s, von > 20 mPa s bis < 80 mPa s aufweist.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich einzelne Tröpfchen einer Lösungsmittel basierten Zweikomponenten-Lackformulierung (2K-Lackformulierung) auf ein Substrat auftragen, wobei die Tröpfchen sich zu einer zusammenhängenden Schicht auf dem Substrat vereinigen. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels wird dann eine zusammenhängende Beschichtung auf dem Substrat erhalten. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass innerhalb der erfindungsgemäß vorgesehenen Parameter sich den Qualitätsanforderungen genügende Beschichtungen effizient und auf wirtschaftliche Weise erhalten lassen. Hierfür können bereits Standardrezepturen für die Lacke verwendet werden. Im Anschluss an das Aufträgen kann die Beschichtung durch übliche Verfahren ausgehärtet werden.
Die verschließbare Öffnung der Düse weist das Beschichtungsverfahren als eine Variante des sogenannten Drop-on-Demand-Druckverfahrens aus, im Speziellen als ein mittels Valvejet- Druckern durchgeführtes Beschichtungsverfahren. Die Öffnung der Düse kann beispielsweise mittels eines magnetisch betätigten Stößels geöffnet oder verschlossen werden. Die Lrequenz, mit der die Öffnung der Düse geöffnet und wieder verschlossen wird, kann vorzugsweise im Bereich von 800 Hz bis 4000 Hz liegen.
Selbstverständlich können mehrere solcher Düsen verwendet werden. Sie können gemeinsam auf einem beweglichen Druckkopf angeordnet sein. Die Steuereinheit ist üblicherweise im für das Verfahren eingesetzten Gerät wie einem Valvejet-Drucker angeordnet und kann beispielsweise einen Rasterbildprozessor (raster image processor, RIP) beinhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dafür geeignet, als sogenanntes single-pass-Verfahren durchgeführt zu werden. Dieses bedeutet, dass möglichst wenig Lläche des Substrats mehr als einmal mit der Beschichtungszusammensetzung versehen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf weniger als 30% der Lläche des Substrats die Beschichtungszusammensetzung mehr als einmal aufgetragen wird. Vorzugsweise handelt es sich um weniger als 20% der zu bedruckenden Lläche und besonders bevorzugt um weniger als 10% der zu bedruckenden Lläche. Im Idealfall wird, bis auf technisch unvermeidliche Überschneidungen und Ungenauigkeiten, jeder zu bedruckende Flächenabschnitt des Substrats nur einmal mit der Beschichtungszusammensetzung bedruckt.
Gegenüber Sprühverfahren zum Aufträgen von Lacken unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren unter anderem dadurch, dass größere Tröpfchen ausgestoßen werden. Die Tropfen sind, verfahrensbedingt, präzise platziert. Weiterhin verdampft deutlich weniger Lösungsmittel auf der kurzen Flugbahn des Tröpfchens zwischen der Düse und dem Substrat. Das noch in der Formulierung befindliche Lösungsmittel kann dann für eine solche Verringerung der Viskosität der Formulierung auf dem Substrat sorgen, dass ein kontinuierlicher Film aus den einzelnen Tröpfchen gebildet werden kann.
Hinsichtlich der Maschinenparameter haben die Erfinder gefunden, dass bei geschlossener Öffnung der Düse ein Druck von > 1,2 bar bis < 3,5 bar auf die Beschichtungszusammensetzung einwirken sollte. Dieses kann als der „Betriebsdruck“ eines Valvejet-Druckers angesehen werden und ist leichter bestimmbar als ein Druck bei geöffneter Düse während Material austritt. Bevorzugte Drücke betragen > 1,2 bar bis < 3 bar und besonders bevorzugt > 1,4 bar bis < 2,5 bar.
Die Erfinder haben weiterhin gefunden, dass die die Öffnung der Düse einen Durchmesser von > 80 mhi bis < 250 mhi aufweisen sollte. Bevorzugte Durchmesser sind > 100 mhi bis < 200 mhi, besonders bevorzugt > 120 mhi bis < 150 mhi.
Die Art des Substrats unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. Das Substrat kann planar oder gekrümmt sein. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch vergleichsweise große Substrate verarbeiten, beispielsweise mit Flächen von über 1 m2, über 10 m2 oder über 100 m2. Geeignete Materialien können Aluminium, Stahl oder Polymere sein. Das Substrat kann Teil einer fertigen Anordnung wie einem Maschinengehäuse sein oder als Halbzeug wie Bandware, Rollenware oder Flachware vorliegen.
Die Beschichtungszusammensetzung umfasst ein reaktives Harz, einen Härter für das Harz und ein Lösungsmittel und kann daher als 2K-Zusammensetzung angesehen werden. Diese Zusammensetzungen werden erst vor der Applikation zubereitet, da aufgrund der Reaktion des Harzes mit dem Härter nur eine begrenzte Verarbeitungszeit existiert. Typische Reaktionen des Harzes mit dem Härter sind Quervernetzungsreaktionen unter Ausbildung kovalenter Bindungen. Selbstverständlich kann die Zusammensetzung noch weitere Komponenten wie Reaktivverdünner oder Additive enthalten. So können auch feststoffhaltige Beschichtungszusammensetzungen verarbeitet werden. Der d90-Wert der Partikelgrößenverteilung für diese Partikel beträgt vorzugsweise < 5 mhi. Die Beschichtungszusammensetzung kann als Grundierung, Farblack oder Decklack konzipiert sein.
Der Anteil von Harz und Härter von insgesamt > 20 Gewichts-% unterscheidet die Zusammensetzung weiterhin von bindemittelhaltigen Inkjet-Tinten. In solchen Tinten ist der Anteil des Bindemittels deutlich niedriger. Vorzugsweise beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung, der Gesamtanteil von Harz und Härter > 30 Gewichts-% und mehr bevorzugt > 40 Gewichts-%.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Viskosität unterscheidet die Zusammensetzung ebenfalls von bindemittelhaltigen Inkjet-Tinten; in letzteren ist sie deutlich niedriger. Bevorzugte Viskositäten sind > 25 mPa s bis < 70 mPa s und besonders bevorzugt > 30 mPa s bis < 65 mPa s.
Im erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin vorgesehen, dass das Substrat keine temporär angebrachte Maskierung aufweist, auf welche die Beschichtungszusammensetzung aufgetragen wird. Somit handelt es sich um maskierungsfreies Verfahren. Die Erfinder haben erkannt, dass mit dem Verfahren keine Maskierungen auf dem Substrat nötig sind, da die Kantenschärfe des erziehen Druckbildes mit der Beschichtungszusammensetzung bereits zufriedenstellend ist. Dieses kann zu einer großen Zeit- und Kostenersparnis führen, wenn beispielsweise farbige Streifen oder Beschriftungen auf ein bereits in einer Hintergrundfarbe lackiertes Substrat aufgetragen werden sollen.
Das Verfahren kann so durchgeführt werden, dass die gewünschte Nasslackschichtdicke, bezogen auf die eingesetzte Lackmenge, mit einer Materialausbeute von > 90%, bevorzugt > 95% und ganz besonders bevorzugt 98% erzeugt wird, da es zu keinem Overspray und keiner relevanten Verdunstung von Lösungsmittel oder Komponenten auf dem Weg zum Substrat kommt.
Das Verfahren kann weiterhin so durchgeführt werden, dass die gewünschte Trockenlackschichtdicke um den Laktor 1,5 geringer, bevorzugt 1,7 geringer und ganz besonders bevorzugt 2 geringer ist als die Nasslackschichtdicke.
Das Verfahren kann weiterhin so durchgeführt werden, dass ein zu applizierender Lösungsmittellack weniger als 20% bevorzugt weniger als 10% und ganz bevorzugt weniger als 5% seines Lösungsmittels auf dem Weg zum Substrat verliert, wodurch notwendige Lösungsmittelverdampfungsprozess kontrolliert auf dem Substrat ablaufen kann, wodurch geringere Umweltbelastungen und verbesserte Oberflächenqualitäten gegenüber herkömmlichen Sprühapplikationsprozessen erhalten werden. Eine durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Lackschicht kann nach einmaliger Durchführung (single-pass-Druck) eine Trockenlackschichtdicke (dry film thickness, DFT) im Bereich von 0,015-0,080 mm, bevorzugt 0,02 bis 0,06 mm und ganz besonders bevorzugt 0,025 bis 0,05 mm aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform werden die folgenden Parameter so gewählt, dass gemäß der nachfolgenden Formel die berechnete Kennzahl K > 0,4 bis < 4 beträgt:
Figure imgf000008_0001
mit:
R: Ortsauflösung des Auftragens der Beschichtungszusammensetzung, ausgedrückt in Punkten pro 2,54 cm p: bei geschlossener Öffnung der Düse auf die Beschichtungszusammensetzung einwirkender Druck, angegeben in bar d: Durchmesser der verschließbaren Öffnung der Düse, angegeben in mhi
S: Anteil der nicht flüchtigen Bestandteile der Beschichtungszusammensetzung in Gewichts- %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung, nach ISO 3251,
120 min, 100 °C h: Viskosität bei 20 °C gemessen nach EN ISO 3219/A3 bei einer Scherrate von 1000/s, ausgedrückt in mPa s
C: dynamischer Kontaktwinkel, bestimmt als Fortschreitwinkel gemäß DIN EN ISO 19403-6, der Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat, ausgedrückt in Grad.
Diese empirisch gewonnene Formel resultiert aus statischen Analysen der Versuchsergebnisse durch die Erfinder und erlaubt bei Kenntnis von einem Teil der Parameter eine Optimierung der Einstellung für die restlichen Parameter. So können beispielsweise bei bekannten Maschinenparametern (Auflösung in dpi, Druck, Düsendurchmesser) und durch die Rezeptur des Lacks vorgegebenem Feststoffgehalt die Viskosität oder der Kontaktwinkel durch Zugabe von Lösungsmitteln in den Zielbereich gebracht werden. Für die Berechnung der Kennzahl K werden physikalische Einheiten ignoriert. Es kommt lediglich auf die Zahlenwerte der beteiligten Größen an. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das tröpfchenweise Aufträgen der Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat aus einer Mehrzahl von Düsen und jede der Düsen weist eine verschließbare Öffnung auf, welche unabhängig von anderen verschließbaren Öffnungen anderer Düsen auf Anweisung der Steuereinheit den Austritt eines Tröpfchens der Beschichtungszusammensetzung zulässt oder verhindert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt die Ortsauflösung des Auftragens der Beschichtungszusammensetzung > 30 Punkte pro 2,54 cm bis < 150 Punkte pro 2,54 cm. Hierbei handelt es sich um die in der Druckbranche übliche Angabe der Auflösung in dots per inch (dpi). Bevorzugte Auflösungen sind > 40 Punkte pro 2,54 cm bis < 130 Punkte und besonders bevorzugt > 50 Punkte pro 2,54 cm bis < 120 Punkte pro 2,54 cm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in der Beschichtungszusammensetzung das Lösungsmittel ausgewählt aus: Wasser, n-Hexan, iso-Hexan, Cyclohexan, n-Heptan, iso- Heptan, n-Octan, iso-Octan, Testbenzin, Xylol, Solventnaphtha, Propanol, n-Butanol, Isobutanol, Butylglycol, Butyldiglycol, Ethylenglycol, Diethylglycol, Butylacetat, Ethylacetat, 2-Butoxyethylacetat, l-Methoxy-2-propylacetat, Butanon, Aceton, 2-Heptanon, 2,4-Pentandion, 2-Pentanon, Ethyl-3-ethoxypropionat, 1,2,4-Trimethylbenzol, 4- Methylpentan-2-on oder einer Mischung aus wenigstens zwei der vorgenannten Lösungsmittel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform vorhergehenden Ansprüche weist die Beschichtungszusammensetzung eine Topfzeit von > 30 Minuten bis < 480 Minuten auf, wobei die Topfzeit definiert wird als Zeit bis zur Verdoppelung der bei 23 °C nach DIN EN ISO 3219/A bestimmten Viskosität. Vorzugsweise beträgt die Topfzeit > 60 Minuten bis < 240 Minuten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Harz ein Epoxidharz und der Härter ist ein Polymerisationskatalysator, ein primäres Amin, ein cyclisches Anhydrid, ein Polyphenol, ein Thiol oder eine Mischung aus wenigstens zwei der vorgenannten Verbindungen.
Epoxidharze und Epoxidhärter bilden als reaktives Gemisch das Epoxidharzbindemittel, das über Polyadditionsreaktionen aushärtet. Bei der Härtung entstehen aus meist niedrigviskosen oder niedermolekularen, monomeren und oligomeren Komponenten des Bindemittels über die Vernetzungsreaktion hochmolekulare, dreidimensionale Netzwerke. Die Netzwerkknoten entstehen durch die Reaktion der funktionellen Gruppen der Harze und Härter. Als Epoxid- Harze kommen insbesondere solche auf Basis von Glycidylethern, Glycidylestern, Glycidylaminen, cycloaliphatischen Epoxiden und Glycidylisocyanuraten in Frage. Beispiele für Härter sind 1,3-Diaminobenzol, Diethylentriamin, 4,4'- Methylenbis(cyclohexylamin) und Hexahydrophthalsäureanhydrid.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Harz ein Polyol, ein Polyamin, ein Aminoalkohol oder eine Mischung aus wenigstens zwei der vorgenannten Verbindungen und der Härter ist ein blockiertes oder unblockiertes Polyisocyanat.
Geeignete Polyole sind die aus der Polyurethanchemie bekannten Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole, Polyesteramidpolyole, Polyamidpolyole, Epoxidharzpolyole und deren Umsetzungsprodukte mit CO2 und Polyacrylatpolyole.
Beispiele für Polyamine sind 3-Amino-l-Methylaminopropan, 3-Amino-l- Ethylaminopropan, 3-Amino-l-cyclohexylaminopropan oder 3-Amino-l-Methylaminobutan. Beispiele für Aminoalkohole sind N-Aminoethylethanolamin, Ethanolamin, 3- Aminopropanol, Neopentanolamin oder Diethanolamin.
Beispiele für Polyisocyanate sind Polyisocyanate oder Polyisocyanatgemische mit ausschließlich aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen einer zwischen 2,0 und 5,0 hegenden (mittleren) NCO-Funktionalität und einer Viskosität bei 23 °C von 10 bis 2000 mPas. Geeignete Polyisocyanate sind insbesondere solche auf der Basis von Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Bis-(4-isocyanatocyclohexyl)-methan und w,w'-Diisocyanato- 1 ,3-dimethylcyclohexan (H6XDI).
Die genannten Diisocyanate können gegebenenfalls als solche verwendet werden, oder es finden Derivate der Diisocyanate Verwendung. Als Derivate geeignet sind Polyisocyanate enthaltend Biuret-, Isocyanurat-, Uretdion-, Urethan-, Iminooxadiazindion-, Oxadiazintrion-, Carbodiimid-, Acylharnstoff oder Allophanatgruppen. Besonders bevorzugt sind monomerenarme Lackpolyisocyanate mit diesen Strukturelementen aus Isophorondiisocyanat (IPDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), 1,4-Diisocyanatocy clohexan, oder Bis-(4- isocyanatocyclohexyl)-methan.
Die Polyisocyanatkomponente kann gegebenenfalls hydrophil modifiziert sein. Wasserlösliche bzw. -dispergierbare Polyisocyanate sind z.B. durch Modifikation mit Carboxylat-, Sulfonat- und/oder Polyethylenoxidgruppen und/oder
Polyethylenoxid/Polypropylenoxidgruppen erhältlich.
Geeignete Blockierungsmittel für die Polyisocyanate sind beispielsweise einwertige Alkohole wie Oxime wie Acetoxim, Methylethylketoxim, Cyclohexanonoxim, Lactame wie e- Caprolactam, Phenole, Amine wie Diisopropylamin oder Dibutylamin, Dimethylpyrazol oder Triazol sowie Malonsäuredimethylester, Malonsäurediethylester oder Malonsäuredibutylester.
Besonders bevorzugt ist eine Beschichtungszusammensetzung umfassend das Isocyanurat von 1,6-HDI („HDI-Trimer“) und ein Polyacrylatpolyol. Zur Viskositätseinstellung können Butylacetat (BA), l-Methoxy-2-propylacetat (MPA), Solvent Naphtha und deren Mischungen verwendet werden. Zur Beeinflussung der Oberflächenaktivität kann ein Silikon-Additiv hinzugefügt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt in der Beschichtungszusammensetzung der NCO-Index > 0,8 bis < 1,5, bevorzugt > 0,9 bis < 1,3 und besonders bevorzugt > 1 bis < 1,2.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Beschichtungszusammensetzung derart an das Substrat angepasst, dass ein dynamischer Kontaktwinkel, bestimmt als Fortschreitwinkel gemäß DIN EN ISO 19403-6, der Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat > 30° bis < 90° beträgt. Dieses kann durch Variation der Lösungsmittelgehalte oder durch geeignete Additive erreicht werden. Außerhalb dieser Winkel kann es zu Verinselung der Tröpfchen auf dem Substrat oder zu einer Verringerung der Genauigkeit der Kantenabbildung des Druckbildes kommen.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele und Figuren näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Methoden
Visuelle Beurteilung:
Die Kantenqualität zwischen beschichtetem und unbeschichtetem Substrat wurde visuell anhand einer Skala von 1 bis 5 beurteilt, wobei 1 den besten Wert darstellt. Es bedeuten: 1: scharfe Kante, 2: scharfe Kante mit geringen Fluktuationen, 3: scharfe Kante mit mittleren Fluktuationen, 4: irreguläre Kante und 5: doppelte Kante.
Viskosität:
Die Bestimmung der Viskosität erfolgt nach DIN EN ISO 3219/ A3 und wurde mit einem MCR301 -Rheometer von Anton Paar durchgeführt. Anton Paar Messbecher: Zylinder- Geometrie, Messbecher-Durchmesser 28,92 mm, Zylinder-Durchmesser 26,66 mm, Ringspaltlänge 40 mm, Messtemperatur 20°C, Scherrate von 1 bis 1500 1/s in 55 x 5 s= 275 s und von 1500 1/s bis 1 in 275 s. Materialien
Komponente A:
Acrylathaltiges Polyol Setalux® D A 665 (BA/X) von der Fa. Allnex Resins Germany GmbH, bzw. Allnex Netherlands BV. BYK®331 (10 %ig in Methoxypropylacetat) der Firma BYK-Chemie ist ein silikonhaltiges
Oberflächenadditiv für lösemittelhaltige, lösemittelfreie und wässrige Lacke und Druckfarben.
Komponente B:
Polyisocyanat: Verwendet wurde ein HDI-Trimerisat DESMODUR ULTRA N 3390 BA/SN (NCO-Funktionalität >3) mit einem NCO-Gehalt von 19,6 Gew.-% (nach ISO 11909), nicht flüchtiger Anteil ca. 90% (nach ISO 3251, 120 min, 100°C) von der Fa. Covestro AG. Die Viskosität beträgt ca. 550 mPa s bei 23°C (DIN EN ISO 3219/A3).
Als Lösemittel wurde Butylacetat (BA) verwendet.
Als Substrate dienten Aluminiumbleche. Diese wurden vorab mit Ethylacetat gereinigt.
Die Rohstoffe wurden, soweit nicht anders erwähnt, ohne weitere Reinigung oder Vorbehandlung eingesetzt.
Formulierung
Zur Herstellung von Komponente A wurden das acrylathaltige Polyol mit BA verdünnt sowie das Oberflächenadditiv homogen gemischt. Die Härterkomponente wurde mit dem Polyisocyanat im Verhältnis NCO: OH = 1,0 eingesetzt. Der Feststoffgehalt der Mischung betrug ca. 50 Gewichts-% und wurde gegebenenfalls weiterverdünnt. Bei einem Feststoffgehalt von 50% betrug die Applikationsviskosität bei 23 °C (ISO cup 5 mm DIN EN ISO 2431) circa 30 s.
Figure imgf000013_0001
Digitaldruck-Parameter
Die Digital druck- Versuche wurden mit einem Tabletop-Drucker vom Typ ChromoJET CHR- TT 118 der Firma Zimmer Austria durchgeführt. Die vorgemischten Lackformulierungen wurden 10 min nach Vermischen in 300 mL Drucktanks gefüllt. Es wurde per Druckregler ein Betriebsdruck von 2 bar eingestellt. Zunächst wurde das System mehrfach mit der Formulierung gespült und anschließend wurden Drucke auf den gereinigten Substraten durchgeführt. Die Druckfläche betrug 130 * 70 mm. Die Schlittengeschwindigkeit betrug 0,6 m/s. Es wurde ein Druckkopf mit 8 Düsengruppen mit einem Düsendurchmesser von 100 pm verwendet. Nach Beendigung des Druckes wurde das System mit Ethylacetat gespült.
Die Druckbedingungen sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst.
Figure imgf000013_0002
Die in der Tabelle aufgeführte „Kennzahl K“ wurde anhand der bereits zuvor erläuterten Formel berechnet:
Figure imgf000014_0001
In den einzelnen Beispielen a bis g wurden die Substrate mit der oben beschriebenen Formulierung 1 unter Einsatz verschiedener Beschichtungsmethoden beschichtet. In den angegebenen Fällen wurde eine Teilfläche des Substrats mit Klebeband maskiert. Die Aushärtung aller Beschichtungen erfolgte für 30 Minuten bei 140 °C. Die Ergebnisse der visuellen Kantenbeurteilung sind in der nachfolgenden Tabelle dokumentiert. Korrespondierende Mikroskopaufnahmen von Draufsichten der Grenze zwischen Beschichtung und Substrat (in den Bildern als die dunklere Fläche erkennbar) sind in FIG. la bis FIG. lg dokumentiert.
Figure imgf000014_0002

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Beschichten eines Substrats, umfassend den Schritt des tröpfchenweisen Auftragens einer Beschichtungszusammensetzung aus einer Düse auf ein Substrat, wobei die Düse eine verschließbare Öffnung aufweist, welche auf Anweisung einer Steuereinheit den Austritt eines Tröpfchens der Beschichtungszusammensetzung zulässt oder verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass auf weniger als 30% der Fläche des Substrats die Beschichtungszusammensetzung mehr als einmal aufgetragen wird, bei geschlossener Öffnung der Düse ein Druck von > 1,2 bar bis < 3,5 bar auf die Beschichtungszusammensetzung einwirkt, die Öffnung der Düse einen Durchmesser von > 80 mhi bis < 250 mhi aufweist, die Beschichtungszusammensetzung ein Harz, einen Härter für das Harz und ein Lösungsmittel umfasst, in der Beschichtungszusammensetzung ein reaktives Harz und ein Härter gemeinsam in einem Anteil von > 20 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Beschichtungszusammensetzung, vorliegen, die Beschichtungszusammensetzung eine Viskosität bei 20 °C, gemessen nach DIN EN ISO 3219/ A3 bei einer Scherrate von 1000/s, von > 20 mPa s bis < 80 mPa s aufweist und dass das Substrat keine temporär angebrachte Maskierung aufweist, auf welche die Beschichtungszusammensetzung aufgetragen wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die folgenden Parameter so gewählt werden, dass gemäß der nachfolgenden Formel die berechnete Kennzahl K > 0,4 bis < 4 beträgt:
Figure imgf000016_0001
mit: R: Ortsauflösung des Auftragens der Beschichtungszusammensetzung, ausgedrückt in Punkten pro 2,54 cm p: bei geschlossener Öffnung der Düse auf die Beschichtungszusammensetzung einwirkender Druck, angegeben in bar d: Durchmesser der verschließbaren Öffnung der Düse, angegeben in pm S: Anteil der nicht flüchtigen Bestandteile der Beschichtungszusammensetzung in Gewichts- %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung, nach ISO 3251, 120 min, 100 °C h: Viskosität bei 20 °C gemessen nach EN ISO 3219/ A3 bei einer Scherrate von 1000/s, ausgedrückt in mPa s C: dynamischer Kontaktwinkel, bestimmt als Fortschreitwinkel gemäß DIN EN ISO 19403-6, der Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat, ausgedrückt in Grad.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das tröpfchenweise Aufträgen der Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat aus einer Mehrzahl von Düsen erfolgt und wobei jede der Düsen eine verschließbare Öffnung aufweist, welche unabhängig von anderen verschließbaren Öffnungen anderer Düsen auf Anweisung der Steuereinheit den Austritt eines Tröpfchens der Beschichtungszusammensetzung zulässt oder verhindert.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ortsauflösung des Auftragens der Beschichtungszusammensetzung > 30 Punkte pro 2,54 cm bis < 150 Punkte pro 2,54 cm beträgt.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der
Beschichtungszusammensetzung das Lösungsmittel ausgewählt ist aus: Wasser, n-Hexan, iso- Hexan, Cyclohexan, n-Heptan, iso-Heptan, n-Octan, iso-Octan, Testbenzin, Xylol, Solventnaphtha, Propanol, n-Butanol, Isobutanol, Butylglycol, Butyldiglycol, Ethylenglycol, Diethylglycol, Butylacetat, Ethylacetat, 2-Butoxyethylacetat, l-Methoxy-2-propylacetat, Butanon, Aceton, 2-Heptanon, 2,4-Pentandion, 2-Pentanon, Ethyl-3-ethoxypropionat, 1,2,4- Trimethylbenzol, 4-Methylpentan-2-on oder einer Mischung aus wenigstens zwei der vorgenannten Lösungsmittel.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Beschichtungszusammensetzung eine Topfzeit von > 30 Minuten bis < 480 Minuten aufweist, wobei die Topfzeit definiert wird als Zeit bis zur Verdoppelung der bei 23 °C nach DIN EN ISO 3219/A bestimmten Viskosität.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Harz ein Epoxidharz ist und der Härter ein Polymerisationskatalysator, ein primäres Amin, ein cyclisches Anhydrid, ein
Polyphenol, ein Thiol oder eine Mischung aus wenigstens zwei der vorgenannten Verbindungen ist.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Harz ein Polyol, ein Polyamin, ein Aminoalkohol oder eine Mischung aus wenigstens zwei der vorgenannten Verbindungen ist und der Härter ein blockiertes oder unblockiertes Polyisocyanat ist.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei in der Beschichtungszusammensetzung der NCO- Index > 0,8 bis < 1,5 beträgt.
10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungszusammensetzung derart an das Substrat angepasst wird, dass ein dynamischer Kontaktwinkel, bestimmt als Fortschreitwinkel gemäß DIN EN ISO 19403-6, der Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat > 30° bis < 90° beträgt.
PCT/EP2020/081556 2019-11-14 2020-11-10 Verfahren zum beschichten eines substrats mit einem drop-on-demand-drucker WO2021094273A1 (de)

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