Glitzern in optischer Tiefe - Eckart

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· Aluminiumpigmente Abb. 4: Effektausprägung des neuen Aluminiumpigments auf einem pulverbeschichteten Flaschenkörper wünschte Farbtonverschiebungen können die Folge sein (durch Bonding kann teilweise Abhilfe geschaffen werden). • Die plättchenförmigen Metalleffektpigmente werden häufig nicht optimal durch den Pulverlack benetzt. Insbesondere können die Pigmente an der Oberfläche der Pulverlackschicht aus der Pulverlackmatrix herausstehen. • Pigmente nahe der Lackoberfäche können abgerieben werden, da sie oft nicht ausreichend von einer Lackschicht umgeben sind. • Oft sind die plättchenförmigen Metalleffektpigmente ungenügend in den Lackfilm eingebettet. An der Lackoberfläche sind sie Bewitterungseinflüssen schutzlos ausgesetzt und werden von oxidierenden Chemikalien zersetzt. Der Metalleffekt kann verloren gehen. Auch hochstabile Aluminiumpigmente können unter besonders harten Bedingungen über die Zeit Schaden erleiden. Bindemittelumhüllte Pigmente erzielen feste Vernetzung Die jetzt entwickelten Aluminiumpigmente zeigen diese Nachteile nicht mehr (Abb. 2). Es handelt sich dabei um eine Aluminiumpigmente, bei denen jeder einzelne metallische Pigmentkern mit pulverlacktypischen, reaktiven Bindemittelkomponenten vollständig umhüllt ist (Abb. 3). Die Bindemittelkomponenten sind in Form von Harz und Härter in einem für die Vernetzungsreaktion optimalen (stöchiometrischen) Verhältnis auf die Pigmente aufgebracht. Dank eines schonenden Herstellungsprozesses wird die Vernetzungsreaktion nicht ausgelöst. Die Bindemittelkomponenten reagieren erst später mit der Abb. 5: Farbtonabweichungen nach dreimaliger Rückgewinnung Pulverlackmatrix und vernetzten die Metalleffektpigmente fest in den Pulverlack. Theoretisch sind alle gängigen Pulverlacksysteme zur Veredlung der Aluminiumpigmente vorstellbar. In der Praxis zeigte sich aber nicht jedes System als geeignet. Tests mit verschiedenen Polyestersystemen ergaben, dass Harz-Härter-Komponenten aus hydroxyfunktionellen Polyestern und Polyisocyanataddukten optimale Ergebnisse bringen. Als besonders günstig erwiesen sich Pigment/Bindemittel-Verhältnisse von 1:1. Applikationstests in Polyester-Epoxid-, Polyester-PT910-, Polyester-Primid-, Polyurethan- sowie hydroxyfunktionellen Acrylat-Systemen bewiesen eine breite Verträglichkeit. Neues Aluminiumpigment liefert 3D-Effekte In allen Applikationen mit dem neuen Aluminiumpigment zeigten sich außergewöhnliche Effekte, die sich in wesentlichen Punkten von den konventionellen Silbermetallic-Effekten in Pulverlacken unterscheiden. Beim Einsatz in Pulverklarlacken erhält man bereits im einschichtigen Pulverlackauftrag Effekte von einzigartiger optischer Tiefe verbunden mit einem dreidimensional erscheinenden Metallic-Effect. Bei besonders hellen Lichtverhältnissen, etwa im direkten Sonnenlicht, zeigt sich ein außergewöhnlicher Glitzer-Effekt, wie er bislang nur durch Nasslackapplikationen erzielt werden kann. Ferner vermutet das geschulte Auge auf diesen Applikationen eine Klarlackschicht, obwohl es sich um eine Einschichtlackierung handelt. Abb. 4 zeigt die erstaunliche Effektausprägung. Verbesserte Rückgewinnung und Lagerstabilität Zum Vergleich der neuen Aluminiumpigments mit einem bekannten Hochleistungs-Aluminiumpigment wurde in beiden Fällen eine Pigmentqualität mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 35 µm eingesetzt. Als Basispulverlack diente ein PU-Pulverklarlack. Um eine optimale Deckung im Silbervollton zu erreichen, wurde für das bekannte Pigment eine Pigmentierungshöhe von 5 % und für das neue Aluminiumpigmente eine Pigmentierung von 10 % gewählt. Die Rückgewinnungsfähigkeit (Kreislaufstabilität) wurde an einem schwarzen Polyesterpulverlack mit Pigmentierungshöhen von 1 % (konventionelles Hochleistungs-Aluminiumpigment) bzw. 3 % (neues Aluminiumpigmente) getestet. Nach der Applikation des jeweiligen Pulverlackes auf eine Mustertafel als Vergleichsprobe wurde der Pulverlack je drei mal hintereinander auf einen Zyklon aufgegeben und rückgewonnen. Anschließend wurde das jeweilige Pulver erneut auf eine Mustertafel appliziert. Die Bestimmung des dE-Wertes (Differenzwert zwischen der Probe nach der Zyklonierung und der Vergleichstafel) ergab für alle Messwinkel (15°, 25°, 45°, 75° und 110°) beim neuen Aluminiumpigment Farbtonabweichungen von höchstens einer Einheit. Beim konventionellen Hochleistungs-Aluminiumpigment fielen die Abweichungen deutlich stärker aus, bei einem 15°-Winkel ergab sich ein Wert von mehr als sieben Einheiten (Abb. 5). Die Messergebnisse dokumentieren die verbesserte Rückgewinnungsfähigkeit eines metallpigmentierten Pulverlackes 2 Sonderdruck aus FARBE UND LACK 9/2008, Seite 52 bis 56
(Dry-Blend) bei Einsatz des neuen Aluminiumpigments. Die Lagerstabilität des neuen Aluminiumpigments ist sehr gut. Untersuchungen der Blockfestigkeit nach DIN 55990 haben ergeben, dass auch nach 28 Tagen Lagerung bei 40 °C keine Verblockung auftritt. Hohe Abriebsbeständigkeit Zur Bestimmung der Abriebsbeständigkeit wurden Mustertafeln des neuen Aluminiumpigments und des konventionellen Hochleistungspigmentes einem Reinigungstest unterzogen. Hierzu wurde ein standardisiertes Reinigungstuch (Reibfläche 36 cm 2 ) mit einer Reinigungsflüssigkeit (Ambruch 2 Kunststoff-Intensivreiniger) getränkt und unter Belastung (450 g) 40 mal auf der Beschichtungsoberfläche hin und her bewegt (40 Doppelhübe). Das bekannte Hochleistungs-Aluminiumpigment (Abb. 6a) hinterlässt deutlich silbergraue Spuren auf dem Tuch. Abb. 6b zeigt, dass durch die optimale Einbettung der neuen Aluminiumpigmente in den Pulverlack nahezu kein silberner Abrieb auf dem Reinigungstuch feststellbar ist. Das Ergebnis dokumentiert einen großen Fortschritt in der Reinigungsfähigkeit einschichtlackierter Metalleffektoberflächen. Effekt und Farbe bleiben unverändert im Mörteltest Zur Bestimmung der Wetter- bzw. chemischen Beständigkeit metallpigmentierter Pulverlacke werden in der Praxis verschiedene Methoden angewandt. Für Aluminiumpigmente, die mittels Sol-Gel-Verfahren mit einer SiO 2 -Einkapselung versehen sind, konnten bereits in Prüfklimaten wie Schwitzwassertest und Kesternich-Test hervorragende Stabilitäten nachgewiesen werden, die Veränderungen visuell nicht mehr erkennen lassen [4]. Noch höhere Anforderungen in der Chemikalienbeständigkeit werden nun durch die neuen Aluminiumpigmente erfüllt. Im Fassadenbereich steht besonders der Mörteltest der GSB International im Fokus. Untersuchungen an Mustertafeln der neuen Aluminiumpigmente und des konventionellen Hochleistungspigmentes wurden entsprechend den Prüfrichtlinien der GSB International durchgeführt [5]. Hierzu wird ein Mörtel aus Baukalk, Sand und Wasser hergestellt. Die erkaltete Mörtelmasse wird im noch nassen Zustand als Fleck mit ca. 5 cm Durchmesser auf die jeweilige Mustertafel aufgetragen. Das Blech wird sofort für 24 Stunden einer 95 bis 100%igen relativen Luftfeuchte bei 40 °C ausgesetzt. Nach der Prüfzeit wird der Mörtelfleck entfernt, die Tafel gesäubert und bewertet. Für die Effek- • Dipl. Ing. (FH) Alexander Albrecht, Eckart GmbH, Jahrgang 1969, studierte Technische Chemie an der Georg-Simon-Ohm Fachhochschule in Nürnberg. Während seiner Diplomarbeit sammelte er Erfahrungen mit Beschichtungssystemen in der Nutzfahrzeugindustrie. Seit 1998 ist er bei Eckart im Bereich Forschung und Entwicklung Metallpigmente tätig mit dem Schwerpunkt Produkt- und Verfahrensentwicklung. • Dr. Ulrich-Andreas Hirth, Eckart GmbH, Jahrgang 1962, studierte Chemie an der Universität Würzburg, wo er 1991 promovierte. Im Anschluss war er zunächst bei Eckart für die Anwendungstechnik von Metalleffektpigmenten in Druckfarben verantwortlich. Von 1996 bis 2001 bekleidete er eine leitende Position als Marketing Manager für Perlglanzpigmente bei Merck in Darmstadt. Seit 2002 ist er bei Eckart für das Marketing von Effektpigmenten in Pulverlacken verantwortlich. • Dipl. Chem. Ing. Burkhard Schreiber, Eckart GmbH, Jahrgang 1961, studierte Chemie und Technologie der Beschichtungsstoffe an der GH Paderborn. Seit 1988 war er bei einem Pulverlackhersteller tätig. Er startete 1999 seine Laufbahn bei Eckart und war im Bereich Anwendungstechnik für Pulverlacke beschäftigt. 2006 übernahm er die anwendungstechnische Betreuung der Abteilung Forschung und Entwicklung. Aluminiumpigmente · tänderung im belasteten Bereich ergeben sich gemäß der Prüfrichtlinien der GSB International folgende Bewertungsstufen: 1 (Kein Unterschied zwischen der getesteten Oberfläche und der nicht getesteten Oberfläche), 2 (Kaum sichtbare Farb- und Effektveränderungen), 3 (Sichtbare Farb- und Effektveränderungen), 4 (Deutlich sichtbare Farb- und Effektveränderungen) und 5 (Markante Farbveränderungen – vollständiger Effektverlust). Die Tafel mit dem bekannten Hochleistungs-Aluminiumpigment zeigt im belasteten Bereich eine deutlich angegriffene Oberfläche und erhält eine Bewertung mit Stufe 4 (Abb. 7a). Die Tafel mit dem neuen Aluminiumpigment lässt dagegen keinen Unterschied zwischen belastetem und unbelastetem Bereich erkennen und wird mit der Stufe 1 bewertet (Abb. 7b). Beständig gegen Chemikalien Zur Prüfung der Chemikalienbeständigkeit wurden Mustertafeln des neuen Aluminiumpigments und des bekannten Hochleistungspigmentes nach 24-stündiger Lagerung einem Test mit 10%iger Natronlauge bzw. 10%iger Salzsäure unterzogen. Beim Laugentest wird je eine Prüftafel zur Hälfte in ein Natronlaugenbad für drei Stunden eingetaucht. Für den Säuretest werden auf der Oberfläche der Tafeln 4 Milliliter Salzsäure aufgebracht Abb. 6: Reinigungstücher nach 40 Doppelhüben Reibbelastung mit Reinigungsflüssigkeit; a) konventionelles Pigment, b) neues Aluminiumpigment Sonderdruck aus FARBE UND LACK 9/2008, Seite 52 bis 56 3
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