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DE2231620A1 - Metallic finishes - produced from a colourless powder lacquer sprayed on a polyvinylbutyral-Al bronze layer - Google Patents

Metallic finishes - produced from a colourless powder lacquer sprayed on a polyvinylbutyral-Al bronze layer

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DE2231620A1
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Germany
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coating
coatings
colorless powder
powder coating
produced
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Abstract

The finishes are produced e.g. for car bodies using a first coat of polyvinylbutyral and Al bronze in solvent and a second coat of a colourless powder lacquer which is electrostatically sprayed. No dye is added to this second coat any pigment and other additives being included in the first coat so that the process can be operated continuously.

Description

"Yerfahren_zur_Herstellung_Yon_Überzügen_mit_Metalleffekt^2_"Yerfahren_zur_Herstellung_Yon_überzügen_mit_Metalleffekt ^ 2_

Nach "Farbe und Lack" 1953, Heft 2, Seite 57, ist es bekannt, Polyvinylbutyral als Bindemittel für Aluminiumbronzelacke zu verwenden. Es ist auch bekannt, Überzüge mit Metalleffekt herzustellen, indem zunächst ein Aluminiumbronzelack aufgetragen und nach dem Verdunsten bzw. Verdampfen der Lösungsmittel ein farbloser lösungsmittelhaltiger flüssiger Einbrennlack aufgetragen wird, worauf beide Überzüge gemeinsam eingebrannt werden. Ebenso ist die Verwendung von Pulverlacken (Begriff nach DIN) Stand der Technik. Diese Pulverlacke werden in an sich bekannter Weise auf den Untergrund, z. B. Stahlblech, aufgetragen und sind zur Farbgebung mit Farbstoffen oder Pigmenten versehen, so daß der Untergrund abgedeckt oder gefärbt wird. Die Verwendung farbloser Pulverlacke ist bisher nicht bekannt geworden. Ebenso ist eine Kombination aus einem lösungsmittelhaltigen und einem Pulverlack, die einen Metalleffektüberzug ergibt, nicht bekannt. Die Herstellung von Pulverlacken mit Metalleffekt stößt in der Praxis außerdem auf erhebliche Schwierigkeiten dadurch, daß die zur Erzielung des Metalleffekts notwendige Aluminiumbronze sehr sorgfältig in den Pulverlack eingearbeitet werden muß, da sonst der Metalleffekt nicht gewährleistet ist und eine Vergrauung eintritt. Bei der Verarbeitung trockener Aluminiumbronze sind über dies wegen der Gefahr der Selbstentzündung ganz besondere Vorsichtsmaßnahmen zu beachten und auch bei der etwaigen Verwendung solcher aluminiumbronzehaltiger Pulverlacke würde das Sicherheitsrisiko erheblich erhöht. Hinzu kommt, daß beim Farbwechsel von aluminiumbronzelialtigen Pulverlacken auf nicht aluminilmbronzehaltige schon ein äußerst geringfügiger praktisch unvermeidbarer Pulverlackrückstand der ersteren in der Lackieranlage den nicht aluminiumbronzehaltigen Pulverlackfilm beeinträchtigt und dieser Farbwechsel daher praktisch nicht unter Produktionsbedingungen durchgeführt werden kann. Ferner ist die Farbtoneinhaltung bei aluminiumbronzehaltigen Pulverlacken bekanntlich sehr kritisch. Aus allen diesen Gründen haben sich Metalleffektüberzüge aus Pulverlacken nicht durchsetzen können.According to "Farbe und Lack" 1953, No. 2, page 57, it is known to use polyvinyl butyral as a binder for aluminum bronze paints. It is also known to produce coatings with a metallic effect by first applying an aluminum bronze lacquer and then applying a colorless, solvent-based liquid stoving lacquer after the solvents have evaporated, after which both coatings are stoved together. The use of powder coatings (term according to DIN) is also state of the art. These powder coatings are applied in a known manner to the substrate, for. B. sheet steel, applied and are provided with dyes or pigments for coloring, so that the substrate is covered or colored. The use of colorless powder coatings has not yet become known. A combination of a solvent-based and a powder coating that produces a metallic effect coating is also not known. The production of powder coatings with a metallic effect also encounters considerable difficulties in practice, in that the aluminum bronze necessary to achieve the metallic effect has to be incorporated very carefully into the powder coating, otherwise the metallic effect is not guaranteed and graying occurs. When processing dry aluminum bronze of spontaneous combustion special precautions about this because of the danger and also with the possible use of such aluminiumbronzehaltiger powder coatings the security risk would be greatly increased. In addition, when changing the color from aluminum bronze powder coatings to non-aluminum bronze powder coatings, an extremely small, practically unavoidable powder coating residue from the former in the paint shop affects the non-aluminum bronze powder coating film and this color change can therefore practically not be carried out under production conditions. In addition, it is known that color compliance with powder coatings containing aluminum bronze is very critical. For all these reasons, metallic effect coatings from powder coatings have not been able to gain acceptance.

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

5 KÖLN 1, 26. Juni 19725 COLOGNE 1, June 26, 1972

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TEL. 232587/246216TEL. 232587/246216

Nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß zunächst zur Farbgebung ein lösungsmittelhaltiges, Aluminiumbronze enthaltendes Überzugsmittel auf dem Untergrund, z. B. entfettetes, phosphatiertes oder grundiertes Stahlblech, aufgetragen wird, und der nach dem Verdampfen der Lösungsmittel durch Luft- oder Wärmetrocknung vorliegende Überzug nunmehr anschließend mit einem farblosen Pulverlack an sich bekannter Zusammensetzung durch an sich bekannte Maßnahmen, z. B. elektrostatisches Spritzen und Einbrennen, überzogen wird, wobei eine Wechselwirkung zwischen beiden Überzügen bei entsprechender erfindungsgemäßer Zusammensetzung eintritt.According to the invention, these difficulties are avoided by first applying a solvent-based, aluminum bronze-containing coating agent to the substrate, e.g. B. degreased, phosphated or primed steel sheet, is applied, and the coating present after the evaporation of the solvent by air or heat drying is now subsequently applied with a colorless powder coating of known composition by known measures, eg. B. electrostatic spraying and baking, is coated, with an interaction between the two coatings occurs with a corresponding composition according to the invention.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen mit Metalleffekt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf einem Polyvinylbutyral und Aluminiumbronze, gegebenenfalls neben anderen an sich bekannten Stoffen, Pigmente, Härter, andere Harze, enthaltenden ersten Überzug in an sich bekannter Weise elektrostatisch ein farbloser Pulverlack aufgetragen wird und beide Überzüge gemeinsam eingebrannt werden.The invention relates to a process for the production of coatings with a metallic effect, which is characterized in that a first coating containing polyvinyl butyral and aluminum bronze, optionally in addition to other substances known per se, pigments, hardeners, other resins, is electrostatically applied in a known manner colorless powder coating is applied and both coatings are baked together.

Die Auswahl von Polyvinylbutyral als bestimmende Bindemittelkomponente für den ersten Überzug ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung dadurch, daß Polyvinylbutyral einerseits dem ersten Überzug eine ausgezeichnete Haftfestigkeit verleiht, andererseits beim gemeinsamen Einbrennen mit dem farblosen Pulverlack aber infolge der dem Polyvinylbutyral eigenen Thermoplastizität wieder erweicht, z. B. bei Einbrenntemperaturen oberhalb 10O0C, und so <k±t dem farblosen Pulverlack zu einem einheitlichen Metalleffektüberzug verschmilzt, der sich durch hohen Glanz und guten Verlauf auszeichnet.The selection of polyvinyl butyral as the determining binder component for the first coating is an essential feature of the invention in that, on the one hand, polyvinyl butyral gives the first coating excellent adhesive strength, but on the other hand, when stoved together with the colorless powder coating, it softens again due to the thermoplasticity inherent in polyvinyl butyral, e.g. B. at baking temperatures above 10O 0 C, and so <k ± t the colorless powder coating fuses to form a uniform metallic effect coating, which is characterized by high gloss and good flow.

BAD 303882/0901BATH 303882/0901

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Wegen dieser Wechselwirkung zwischen dem ersten Überzug und dem farblosen Pulverlack ist es besonders vorteilhaft, so au verfahren, daß in dem ersten Überzug solche Stoffe, z. B. hydroxylgruppenhaltig e gesättigte oder ungesättigte Alkydharze bzw. Polyester, Aminoplaste, z. B. Hexamethoxymethylmelamin, ungesättigte monomere oder oligomere Äthylenearbonsäure-hydroxyalkylester, z. B. Methacrylsäure-2-hydroxy-propylester, Styrol, Härter oder Katalysatoren, z. B. Säuren wie p-Toluolsulfonsäure, bzw. deren Derivate, z. B. Morpholinsalze derselben, Amine, z. B. Hexamethylendiamin bzw. dessen Derivate, z. B. "AH-SaIz", Triäthylamin, Bortrifluorid-Iriäthanolamin-Komplexsalz, Titanbutylat, Aluminiumchelat, Cobaltacetylacetonat, Polycarbonsäuren bzw. deren Derivate, z. B. Itaconsäure, Phthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Benzoltetracarbonsäuredianhydrid, Terephthalsäure-monomethylester, oder Epoxidverbindungen, z.B. auf der Basis von "Bisphenol A1* mit mehr als einer Epoxidgruppe im Molekül, mitverwendet werden, die auf den farblosen Pulverlack an sich bekannter Zusammensetzung, z. B. auf Acrylatharzbasis, vernetzend oder beschleunigend beim Einbrennen wirken, wodurch die Filmeigenschaften verbessert und die Einbrenntemperatur erniedrigt werden können. Ganz besonders bevorzugt wird die Mitverwendung von Alkydharzen, Aminoplasten, Epoxidverbindungen oder Säurehärtern im ersten Überzug, wenn der farblose Pulverlack auf Acrylatharzbasis aufgebaut ist. Ist der farblose Pulverlack dagegen auf Polyurethanbasis aufgebaut, ist es vorteilhaft, in dem ersten Überzug Amine, z. B. Hexamethylendiamin, oder Aminocarbonsäuren, z. B. 4--Aminocarbonsäure, mitzuverwenden. Der besondere Vorteil dieses Verfahrens besteht dabei darin, daß es auf diese Weise möglich ist, zur Vernetzung oder zur Beschleunigung der Vernetzung des farblosen Pulverlackes im ersten Überzug Stoffe einzusetzen, deren Verwendung im farblosen Pulverlack nicht möglich ist, weil entweder die Lagerbeständigkeit gefährdet oder der Schmelzpunkt zu stark herabgesetzt werden, z. B. beim Zusatz von Styrol oder ungesättigten monomeren oder oligomeren Ä.ttiylencarbonsäure-hydroxyalkylestern. Besonders vorteilhaft ist auch die Verwendung von farblosen Pulverlacken, die nach dem Verfahren der DAS 1 520 186 hergestellt wurden.Because of this interaction between the first coating and the colorless powder coating, it is particularly advantageous to proceed in such a way that such substances, e.g. B. hydroxyl-containing saturated or unsaturated alkyd resins or polyesters, aminoplasts, z. B. hexamethoxymethylmelamine, unsaturated monomeric or oligomeric Ethylenearboxylic acid hydroxyalkyl ester, e.g. B. 2-hydroxypropyl methacrylate, styrene, hardeners or catalysts, e.g. B. acids such as p-toluenesulfonic acid, or their derivatives, z. B. morpholine salts thereof, amines, e.g. B. hexamethylenediamine or its derivatives, z. B. "AH-SaIz", triethylamine, boron trifluoride-iriethanolamine complex salt, titanium butoxide, aluminum chelate, cobalt acetylacetonate, polycarboxylic acids or their derivatives, e.g. B. itaconic acid, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, benzenetetracarboxylic dianhydride, terephthalic acid monomethyl ester, or epoxy compounds, for example on the basis of "bisphenol A 1 * with more than one epoxy group in the molecule, are used, which are based on the colorless powder coating per se known composition, eg. B. on acrylate resin, have a crosslinking or accelerating effect during stoving, whereby the film properties can be improved and the stoving temperature can be lowered. The use of alkyd resins, aminoplasts, epoxy compounds or acid hardeners in the first coat is particularly preferred if the colorless powder coating is based on acrylate resin. If, on the other hand, the colorless powder coating is based on polyurethane, it is advantageous to use amines, for example hexamethylenediamine, or aminocarboxylic acids, for example 4-aminocarboxylic acid, in the first coating in this way it is possible to use substances for crosslinking or to accelerate the crosslinking of the colorless powder coating in the first coat, the use of which in the colorless powder coating is not possible because either the shelf life is endangered or the melting point is reduced too much, e.g. B. when adding styrene or unsaturated monomeric or oligomeric Ä.ttiylencarbonsäure-hydroxyalkyl esters. It is also particularly advantageous to use colorless powder coatings that have been produced according to the method of DAS 1 520 186.

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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Gegenstände, z. B. Automobilkarossen, oder lackierte Untergründe, z. B. lackiertes Blech, erhalten, deren Metalleffektüberzug aus einer Kombination zweier Überzüge besteht, wobei der erste Überzug aus einem lösungsmittelhaltigen Überzugsmittel mit einem Gehalt von Polyvinylbutyral und Aluminiumbronze, und der zweite Überzug aus einem farblosen Pulverlack an sich bekannter Zusammensetzung erhalten wurde und beide Überzüge durch gemeinsames Einbrennen zu dem Metalleffektüberzug vereinigt sind.According to the method of the invention, objects such. B. Automobile bodies or painted surfaces, e.g. B. painted sheet metal obtained, the metallic effect coating of a combination consists of two coatings, the first coating of a solvent-based coating agent containing polyvinyl butyral and aluminum bronze, and the second coating consists of a colorless powder coating of a composition known per se and both coatings are combined to form the metallic effect coating by baking together.

Die Anwendung des neuen Verfahrens für die Herstellung von Überzügen mit Metalleffekt für Automobile ist deshalb praktisch als ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Metalleffektüberzügen unter Farbgebung des ersten Überzugs und nachfolgendem farblosen Pulverlacküberzug ohne Farbgebung unter Vereinigung beider Überzüge durch Einbrennen zu verstehen, wobei beide Überzüge definiert sind.The application of the new process to the production of metallic effect coatings for automobiles is therefore practical as a process for the continuous production of metallic effect coatings with coloring of the first coating and subsequent colorless powder coating without coloring under To understand the union of both coatings by baking, both coatings being defined.

Das neue Verfahren ermöglicht erstmals die Verwendung von farblosen Pulverlacken zur Herstellung von Überzügen mit Metalleffekt praktisch beliebiger Farbgebung ohne Farbwechsel des Pulverlackes und zeichnet sich durch Wirtschaftlichkeit und Verbesserung des Umweltschutzes aus.The new process makes it possible for the first time to use colorless powder coatings to produce coatings with Metal effect of practically any color without changing the color of the powder coating and is characterized by economic efficiency and improving environmental protection.

Die nachstehenden Beispiele veranschaulichen das Verfahren ohne den Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben.The following examples illustrate the process without claiming to be exhaustive.

Beispiel 1;Example 1;

Das Überzugsmittel "A", dessen Zusammensetzung und Herstellung nachstehend beschrieben werden, wird in an sich bekannter Weise mittels Spritzpistole auf ein entfettetes Stahlblech aufgetragen, so daß die Trockenfilmschichtdicke 0,020 Millimeter beträgt. Nach einer Ablüftzeit von etwa 10 Minuten bei Haumtemperatur (2O0O) resultiert der mattsilberne erste Überzug.The coating agent "A", the composition and production of which are described below, is applied in a manner known per se to a degreased steel sheet using a spray gun, so that the dry film thickness is 0.020 millimeters. After a flash-off time of about 10 minutes at room temperature (2O 0 O), the matt silver first coating results.

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Jetzt wird elektrostatisch bei einer Spannung von 60 Kilovolt in an sich bekannter Weise eine Schichtdicke von etwa 0,050 Millimeter eines farblosen Pulverlackes auf Polymethylmethacrylat-Basis aufgetragen und beide Überzüge gemeinsam 10 Minuten bei 1500G eingebrannt. Es resultiert ein ;
gut verlaufender Metalleffektüberzug.Now a layer thickness of about 0.050 millimeter is electrostatically applied a colorless powder coating material based on polymethyl methacrylate and both coatings baked together for 10 minutes at 150 G 0 at a voltage of 60 kilovolts in a known manner. It results in a;
well-running metallic effect coating.

1500G eingebrannt. Es resultiert ein silbriger hochglänzenderBurned in 150 0 G. The result is a silvery, high-gloss finish

Zusammensetzung und Herstellung des Überzugsmittels wAn;Composition and preparation of the coating agent w A n ;

8 Teile Polyvinylbutyral und 2 Teile neutrales Ghriamresinat werden mittels Rührer in 32 Teilen n-Butanol, 5 Teilen Xylol, 2 Teilen Methoxybutylacetat und in 4- Teilen Äthylglycol gelöst und dann eine Mischung aus 20 Teilen Äthanol, 13>5 Teilen Methanol und 1,5 Teilen Wasser zugefügt und erneut durchgerührt, worauf mit 12 Teilen handelsüblicher hochfeiner Aluminiumbronze vermischt wird.8 parts polyvinyl butyral and 2 parts neutral ghriam resinate are using a stirrer in 32 parts of n-butanol, 5 parts of xylene, 2 parts of methoxybutyl acetate and dissolved in 4 parts of ethyl glycol and then a mixture of 20 parts of ethanol, 13> 5 parts of methanol and 1.5 parts of water are added and the mixture is stirred again, whereupon it is mixed with 12 parts of commercially available ultra-fine aluminum bronze.

BeisOiel 2:Example 2:

Zur Farbgebung auf einen blausilbernen Farbton werden 100 Teile des Überzugsmittels MAM mit 2 Teilen einer Pigmentpaste aus 1,8 Teilen eines niedrigviskosen hydroxylgruppenhaltig en Allcydharzes bzw. Polyesters auf der Basis von Phthalsäure und Glycol und 0,2 Teilen Phthalοcyaninblau vermischt und im übrigen analog Beispiel 1 verfahren. Es resultiert ein blausilbriger hochglänzender gut verlaufender Metalleffektüberzug. To obtain a blue-silver shade, 100 parts of the coating agent M A M are mixed with 2 parts of a pigment paste made from 1.8 parts of a low-viscosity, hydroxyl-containing acrylic resin or polyester based on phthalic acid and glycol and 0.2 part of phthalocyanine blue, and the rest is analogous Proceed in example 1. The result is a blue-silver, high-gloss, well-running metallic effect coating.

Beispiel'3:Example '3:

Es wird analog Beispiel 1 verfahren, jedoch mit den folgenden Abweichungen: Dem Überzugsmittel "A" werden anstelle des Chromresinats die gleiche Menge Hexametnoxymethylmelamin sowie 0,2 Teile des Morpholinsalzes der p-Toluolsulfonsäure zugemischt. Es wird ein farbloser Pulverlack auf Polymethylmethacrylat-Basis mit einem Gehalt eines Polyhydroxymethacrylata verwendet.-Es resultiert ein Metalleffektüberzug mit gegenüber dem des Beispiels 1 verbesserter Wärme- und Lösungsmittelbeständigkeit.The procedure is analogous to Example 1, but with the following differences: The coating agent "A" is used instead of the chromium resinate the same amount of hexametnoxymethylmelamine and 0.2 Parts of the morpholine salt of p-toluenesulfonic acid are mixed in. It a colorless powder coating based on polymethyl methacrylate with a content of a polyhydroxymethacrylate is used.-It results in a metallic effect coating compared to that of the example 1 improved heat and solvent resistance.

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Beispiel 4:Example 4:

Der erste Überzug entspricht dem Beispiel 1. Jetzt wird elektrostatisch bei einer Spannung von 60 Kilovolt in an sich bekannter Weise eine Schichtdicke von etwa 0,060 Millimeter eines farblosen Pulverlackes auf Polyurethan-Basis, hergestellt in an sich bekannter Weise durch Vermischen eines hydroxylgruppenhaltigen Polyesters mit der Hydroxylzahl 55 und dem Erweichungspunkt 700G (DTA) auf der Basis von !Terephthalsäure und bisoxyäthyliertem 4,4-Dihydroxy-diphenyl-2,2-propan sowie Bis-£ Caprolaetam-verkapptem Hexamethylendiisocyanat, aufgetragen und beide Überzüge gemeinsam 50 Minuten bei 1800G eingebrannt, so daß ein ausgezeichneter Metalleffektüberzug resultiert.The first coating corresponds to Example 1. Now a layer thickness of about 0.060 millimeters of a colorless polyurethane-based powder coating, produced in a known manner by mixing a hydroxyl-containing polyester with the hydroxyl number, is electrostatically applied at a voltage of 60 kilovolts 55 and the softening point 70 0 G (DTA) based on! Terephthalic acid and bisoxyethylated 4,4-dihydroxydiphenyl-2,2-propane and bis- £ Caprolaetam-capped hexamethylene diisocyanate, and both coatings applied together for 50 minutes at 180 0 G baked, so that an excellent metallic effect coating results.

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Claims (5)

5 KÖLN 1, 26. Juni 1972 BARBAROSSAPLATZ -4 CLLOYDHAUS3 - 7 ~ TEL 232587/248216 P_a_t_e_n_t_a_n_s_p_r_ü_c_h._e_25 COLOGNE 1, June 26, 1972 BARBAROSSAPLATZ -4 CLLOYDHAUS3 - 7 ~ TEL 232587/248216 P_a_t_e_n_t_a_n_s_p_r_ü_c_h._e_2 1. Verfahren zur Herstellung von Überzügen mit Metalleffekt, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Polyvinylbutyral und Aluminiumbronze, gegebenenfalls neben anderen Stoffen, Pigmente, Härter, andere Harze, enthaltenden ersten Überzug in an sich bekannter Weis· elektrostatisch ein farbloser Pulverlack an sich bekannter Zusammensetzung aufgetragen wird und beide Überzüge gemeinsam eingebrannt werden.1. Process for the production of coatings with a metallic effect, characterized in that on a polyvinyl butyral and aluminum bronze, optionally in addition to other substances, pigments, The first coating containing hardener, other resins, is electrostatically a colorless powder coating in a manner known per se known composition is applied and both coatings are baked together. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Überzug Alkydharze, Aminoplaste, ungesättigte monomere oder oligomere Äthylencarbonsäure-hydroxyalkylester, Epoxidverbindungen mit mehr als einer Epoxidgruppe im Molekül, oder Säuren bzw. deren Derivate, mitverwendet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that alkyd resins, aminoplasts, unsaturated monomers in the first coating or oligomeric ethylenecarboxylic acid hydroxyalkyl esters, epoxy compounds with more than one epoxy group in the molecule, or acids or their derivatives, can also be used. 3· Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein farbloser Pulverlack auf Acrylatharzbasis verwendet wird.3 · Process according to claims 1 and 2, characterized in that that uses a colorless powder coating based on acrylate resin will. 4.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Überzug Amine oder Aminocarbonsäuren mitverwendet werden und ein farbloser Pulverlack auf Polyurethanbasis verwendet wird.4 .. The method according to claim 1, characterized in that im first coat amines or aminocarboxylic acids are used and a colorless powder coating based on polyurethane is used will. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein farbloser Pulverlack verwendet wird, der nach dem Verfahren der DAS 1 520 186 hergestellt wurde.5. The method according to claims 1-3, characterized in that that a colorless powder coating is used, which was produced according to the method of DAS 1 520 186. 9882/09019882/0901 BADBATH
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2339659A1 (en) * 1976-01-30 1977-08-26 Mitsui Toatsu Chemicals FORMATION OF METALLIC PAINT COATINGS
WO1993019219A1 (en) * 1992-03-24 1993-09-30 Thomas Schwing Process for coating a substrate with a material giving a polished effect

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