DE4006376A1 - Verfahren zur herstellung von schildern und insbesondere hierfuer geeigneter dispersionslack - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Erfindungsge­ danken ein Verfahren zur Herstellung von Schildern, ins­ besondere Nummernschildern für Kraftfahrzeuge, bei dem ein vorzugsweise mit einer Prägung versehener Schildkör­ per vorzugsweise an den geprägten Stellen einen Farbauf­ trag erhält, und geht gemäß einem weiteren Erfindungsge­ danken auf einen insbesondere hierfür geeigneten Disper­ sionslack.

Bei der Herstellung von Schildern, wie Nummernschildern für Kraftfahrzeuge, werden normalerweise in einen mit ei­ ner Reflexionsfolie beschichteten Blechrohling die ge­ wünschten Zeichen eingeprägt und anschließend die erhabe­ nen Stellen schwarz oder andersfarbig lackiert. Hierzu finden bisher Nitrokombinationslacke Verwendung. Derarti­ ge Lacke sind zwar kalt verarbeitbar, was bei der Schil­ derherstellung erwünscht ist. Nachteilig ist dabei jedoch, daß sich bei der Verarbeitung von Nitrokombinationslacken eine starke Geruchsbelästigung sowie Gesundheitsgefährdung ergeben. Hinzu kommt, daß Nitrokombinationslacke entzündlich sind und aggressive Eigenschaften aufweisen.

Es wird zwar auch bereits versucht, die Nachteile der Ver­ wendung von Nitrokombinationslacken durch die Verwendung von Kunststoffolien, die unter Hitze und Druck aufkaschiert werden, zu vermeiden. Nachteilig sind hier nicht nur der erforderliche hohe maschinenseitige Aufwand und damit die erforderlichen hohen Investitionskosten, sondern auch die hohen laufenden Kosten, da die Kunststoffolie nur zu einem geringen Teil genutzt wird und ein sehr großer Teil prak­ tisch Abfall bildet. Ein weiterer, ganz besonderer Nachteil ist darin zu sehen, daß dieses Verfahren nicht bei allen Reflexionsfolien zur Anwendung kommen kann und sich daher auch nicht als universell genug erweist.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegen­ den Erfindung, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine einfache und kostengünstige, universell einsetzbare Schilderherstellung ohne nennenswerte Geruchsbelästigung, ohne nennenswerte Gesundheitsgefährdung und ohne Feuerge­ fährdung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Farbe ein Dispersionslack Verwendung findet, der als Binde­ mittel ein Vinyl-Acrylsäureester-Copolymer in wäßriger Dispersion enthält.

Mit diesen Maßnahmen wird die gestellte Aufgabe auf ein­ fache und kostengünstige Weise gelöst. Die flüchtigen Be­ standteile des verwendeten Lacks können hierbei im wesent­ lichen aus Wasser bestehen. Infolgedessen unterbleiben jede Feuergefahr, Geruchsbelästigung und Gesundheitsgefähr­ dung. Dennoch gewährleistet der vorgeschlagene Disper­ sionslack eine ausgezeichnete Haftung insbesondere auf den bei Kfz-Nummernschildern als Untergrund vorzufin­ denden Reflexionsfolien. Im trockenen Zustand ergibt sich in vorteilhafter Weise eine hohe Abriebfestigkeit sowie Standfestigkeit gegen Benzin, Alkohol, Haushalts­ reiniger und dergleichen.

Der vorgeschlagene Dispersionslack besitzt auch gute Flächendeckungseigenschaften, so daß man mit vergleichs­ weise dünnen Schichtdicken auskommt. Hieraus resultie­ ren in vorteilhafter Weise brauchbare Trocknungszeiten, ohne daß eine Temperaturbehandlung erforderlich wäre. Andererseits behält der vorgeschlagene Dispersionslack über eine lange Zeitspanne hinweg seine volle Verarbei­ tungsfähigkeit ohne die Notwendigkeit einer Nachverdün­ nung, was in vorteilhafter Weise zu gleichbleibenden Arbeitsergebnissen führt und insbesondere eine einfache Verarbeitung im Aufwalzverfahren erleichtert.

Da der erfindungsgemäße Dispersionslack sich besonders gut für das Aufwalzverfahren eignet, läßt er sich in vorteilhafter Weise auf schon vorhandenen Vorrichtungen verarbeiten. Die Umstellung von Nitrokombinationslacken auf den erfindungsgemäßen Dispersionslack erfordert da­ her in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Investi­ tionskosten. Andererseits ist jedoch infolge der Dis­ persionseigenschaften des erfindungsgemäßen Lacks in seiner flüssigen Phase eine einfache, kostengünstige und umweltfreundliche Reinigung der verwendeten Vorrich­ tungen mit Wasser möglich. Hinzu kommt, daß das als Rei­ nigungsflüssigkeit Verwendung findende Wasser sowie die abgespülten Farbreste etc. umwelttechnisch bedenkenlos sind und daher ohne weiteres in das zu einer Kläranlage führende Kanalsystem einge­ leitet werden können, was eine einfache Entsorgung ge­ währleistet. Dasselbe gilt für die benötigten Farbbe­ hälter. Diese können infolge fehlender Aggressivität des erfindungsgemäßen Dispersionslacks einfach als in­ nen imprägnierte Pappbecher ausgebildet sein, die nach Entleerung einfach über die Hausmüllentsorgung beseitigt werden können.

Weitere zweckmäßige Maßnahmen sind in den Unteransprü­ chen angegeben.

Besonders gute Ergebnisse sowohl was die Verarbeitbarkeit und die erzielbare Qualität des Arbeitsergebnisses als auch die Arbeitsplatzbedingungen und die Umweltverträg­ lichkeit anbelangt, können mit dem den Nebenansprüchen 7 bis 21 zugrundeliegenden Dispersionslack erreicht wer­ den. Dieser Lack, der außerhalb der Schilderherstellung auch für andere Zwecke verwendbar ist, enthält in vorteil­ hafter Weise keinerlei Stoffe, die im Sinne der Gefahr­ stoffverordnung meldepflichtig wären und keinerlei Stoffe, die unter die Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (VBF) fallen würden. Dennoch ist eine einfache Verarbeitung ohne Temperaturbehandlung möglich und werden beste Haftung, Abriebfestigkeit und Standfestigkeit sowie Oberflächen­ feinheit erzielt.

Aus der DE-OS 32 09 781 ist zwar ein wasserverdünnbares Bindemittel bekannt. Dieses besteht jedoch aus einer Kombination einer wäßrigen Acrylatdispersion, einem was­ serlöslichen Acryl-Lösungspolymerisat und einem wasser­ verträglichen Amino-Aldehydharz. Ein derartiges Bindemittel ermöglicht jedoch keine Formulierung eines Lacks, der kalt verarbeitbar ist, sondern erfordert einen Einbrenn­ vorgang. Ein Lack, der eingebrannt werden muß, erweist sich jedoch insbesondere für die Schilderherstellung als ungeeignet, vom erforderlichen Aufwand ganz abgesehen.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Seitenansicht einer Walzlackiervorrichtung, teilweise im Schnitt.

Die der Zeichnung zugrundeliegende Walzlackiervorrich­ tung zum Aufwalzen von Farbe auf die durch einen Präge­ vorgang erhaben gestalteten Stellen eines Kfz-Nummern­ schilds etc. enthält eine mittels einer Antriebseinrich­ tung 1 antreibbare Transportwalze 2, die mit ihrem obe­ ren Umfangsbereich in einen Schlitz eines Auflegetisches 3 eingreift. Oberhalb der Transportwalze 2 ist eine Auf­ tragwalze 4 angeordnet. Hierbei handelt es sich um eine mit einem Gummimantel versehene, durch Friktion mitge­ nommene Walze. Der Abstand der Auftragwalze 4 zur Trans­ portwalze 2 wird entsprechend der Schilddicke eingestellt, wobei ein für den Transport erforderliches Untermaß vor­ gesehen wird. Hierzu ist die Auftragwalze 4 auf einer schwenkbar im Maschinengestell 5 angeordneten Schwinge 6 aufgenommen, die mittels einer Stellschraube 7 einstell­ bar ist.

An die Auftragwalze 4 ist eine ebenfalls durch Friktion mitnehmbare Tauchwalze 8 angestellt, die mit ihrem unte­ ren Umfangsbereich in eine Farbwanne 9 eintaucht, in der sich ein Farbvorrat 10 befindet. Von der Tauchwalze 8 wird ein gleichmäßiger Farbfilm auf die Auftragwalze 4 übertragen. Der Durchmesser der Tauchwalze 8 weicht vom Durchmesser der Auftragwalze 4 ab, wodurch Schablo­ niererscheinungen vermieden werden. Um die Filmdicke einstellen zu können, ist die Tauchwalze 8 gegenüber der Auftragwalze 4 einstellbar. Im dargestellten Aus­ führungsbeispiel ist hierzu ein die Tauchwalze 8 und die Farbwanne 9 aufnehmender Schlitten 11 vorgesehen, der mittels einer Stellschraube 12 verstellbar ist.

Bei der Herstellung von Schildern finden industriell vorgefertigte Rohlinge Verwendung, die aus vorgepreßten Blechtafeln bestehen und bereits mit der als Untergrund vorgeschriebenen Reflexionsfolie beschichtet sind. In diese Rohlinge werden bei der Schilderherstellung die gewünschten Zeichen individuell eingeprägt. Anschließend werden die erhabenen Flächen 13 eines so vorbereiteten Schildkörpers 14 mit Hilfe der dargestellten Vorrich­ tung eingefärbt. Vorherrschend ist dabei die Farbe schwarz. Aber auch andere Farben können vorkommen. Hierzu wird der Schildkörper 14 auf die Einlaufseite des Auflegetisches 3 aufgelegt und von Hand so weit in den von der Trans­ portwalze 2 und der Auftragwalze 4 begrenzten Walzen­ spalt eingeführt, bis er von der Transportwalze 2 erfaßt und eingezogen wird, wie in der Zeichnung angedeutet ist. Die an ihrem Umfang eingefärbte Auftragwalze 4 rollt da­ bei auf den erhabenen Flächen 13 ab, die dementsprechend einen in der Zeichnung gestrichelt angedeuteten Farbauf­ trag 15 erhalten, dessen Dicke etwa der Hälfte der Farb­ filmdicke auf der Auftragwalze 4 entspricht. Nach erfolg­ tem Durchlauf des Schildkörpers 14 durch den Walzenspalt ist nur noch ein kurzer Trocknungsvorgang erforderlich. Hierzu wird das nun bereits lackierte Schild an der Aus­ laufseite des Auslegetisches 3 abgenommen und eventuell auf einem separaten Tisch zur Trocknung abgelegt. Hier­ bei verdampfen die flüchtigen Stoffe des verwendeten Lacks.

Um eine Geruchsbelästigung und Gesundheitsgefährdung durch die verdampfenden, flüchtigen Stoffe des Lacks zu vermeiden, findet ein Dispersionslack Verwendung, der im wesentlichen Wasser als flüchtigen Bestandteil ent­ hält und daher bezüglich Arbeitsplatzklima, Feuergefahr, Gesundheit und Umwelt unbedenklich ist. Da Dispersion­ lacke in der Regel eine gute Flächendeckung ergeben, ge­ nügen wenige, zweckmäßig drei oder vier Durchläufe des Schildkörpers 14 durch den genannten Walzenspalt. Die so erzielte, vergleichsweise dünne Filmdicke der Farbschicht 15 ermöglicht eine schnelle Verdampfung des Wassers und damit ausreichend kurze Trocknungszeiten. Eine Forcierung der Trocknung durch Luft und/oder Wärme kann zweckmäßig sein, ist aber nicht unbedingt notwendig. Besonders günstig erweist sich in diesen Zusammenhängen ein Lack, der einen Festkörperanteil von etwa 50% aufweist. Der Rest kann im wesentlichen aus Wasser bestehen.

Zur Erzielung einer möglichst guten Haftung des Lacks auf dem durch eine Reflexionsfolie gebildeten Untergrund und zur Erzielung möglichst guter Abrieb- und Standfestigkeit enthält der verwendete Dispersionslack ein Vinyl-Acrylsäure­ ester-Copolymer in wäßriger Dispersion als Bindemittel. Günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn dieses Binde­ mittel einen Festkörperanteil von etwa 50% aufweist. Ins­ gesamt kann der Bindemittelanteil in der Größenordnung von 55% liegen.

Zur Erzielung einer schwarzen Farbe des verwendeten Dis­ persionslacks enthält dieser als Pigment wäßrigen Farb­ ruß, ebenfalls mit einem Festkörperanteil von etwa 50%. Insgesamt kann ein Farbstoffanteil in der Größenordnung von 10,5% vorgesehen sein. Im Falle einer gewünschten Buntfarbe wird der genannte Farbruß durch entsprechende Farbpigmente ebenfalls mit Wasser als Pigmentträger er­ setzt. Um den gewünschten Festkörperanteil von etwa 50% zu erreichen, sind im verwendeten Lack Füllstoffe enthal­ ten. Auch diese besitzen zweckmäßig einen Festkörperan­ teil von etwa 50%.

Die neben den Feststoffen vorhandenen flüssigen Stoffe resultieren aus den Wasseranteilen des Bindemittels, des Farbstoffs und der Füllstoffe und einem in Form ei­ ner Verdünnung zugegebenen Rest. Die Verdünnung wird so dimensioniert, daß sich insgesamt ein Festkörperanteil von etwa 50% ergibt. Bei der Trocknung verdunstet somit im wesentlichen Wasser, was in jeder Hinsicht unbedenk­ lich ist.

Zur Erzielung einer guten Verarbeitbarkeit sowie einer guten Haftung und hohen Festigkeit können Netzmittel und andere Additivs, wie ein Konservierungsmittel, ein Verdicker und ein Entschäumer in vergleichsweise gerin­ gen Mengen vorgesehen sein. Dasselbe gilt für ein Lö­ sungsmittel in Form höherer Alkohole oder Glykole oder deren Derivate.

Bei Versuchen wurden mit einem Dispersionslack besonders ausgezeichnete Ergebnisse erzielt, der folgende Formulierung aufweist:
55 Teile Vinyl-Acrylsäureester-Copolymer wasserver­ dünnbar,
4,5 Teile Inerter Füllstoff auf Basis Bariumsulfat,
10 Teile Füllstoff auf Basis Calcium-Karbonat,
0,55 Teile Netzmittel - Polyacrylat,
0,06 Teile Netzmittel AMP,
0,07 Teile Netzmittel - Polyphosphat,
10,5 Teile Farbpigmente in wäßriger Phase, wie wäßrigem Farbruß,
0,15 Teile Konservierungsmittel Chloracetamid,
0,55 Teile Verdicker - Vinylpyrolidon-Polymer,
0,3 Teile Entschäumer auf Mineralölbasis und
2,5 Teile Lösungsmittel.

Die obigen Werte beziehen sich auf die Lieferform der Farbe und stellen Mittelwerte dar, die innerhalb der Pro­ duktionstoleranzen von ±3% schwanken können. Es wäre aber auch denkbar, die genannten Werte innerhalb eines größeren Bereichs zu variieren. So wären etwa folgende Bereiche möglich:
40-70 Teile Vinyl-Acrylsäureester-Copolymer wasser­ verdünnbar,
5-6 Teile Inerter Füllstoff auf Basis Bariumsulfat,
5-15 Teile Füllstoff auf Basis Calcium-Karbonat,
0,1-1 Teil Netzmittel - Polyacrylat,
0,02-0,1 Teil Netzmittel AMP,
0,03-0,1 Teil Netzmittel Polyphosphat,
6-15 Teile Farbpigmente in wäßriger Phase, wie wäßrigem Farbruß,
0,1-0,2 Teile Konservierungsmittel Chloracetamid,
0,1-1 Teil Verdicker - Vinylpyrolidon-Polymer,
0,1-0,5 Teile Entschäumer auf Mineralölbasis und
1-4 Teile Lösungsmittel.

In jedem Falle ergibt sich hierbei insgesamt ein Material, das keine meldepflichtigen Stoffe im Sinne der Gefahr­ stoffverordnung und keine Gefahrstoffe im Sinne der Ver­ ordnung über brennbare Flüssigkeiten enthält. Gleichzei­ tig handelt es sich um ein praktisch geruchsloses oder jedenfalls geruchsarmes, rasch trocknendes, für die Walz­ lackierung insbesondere von Reflexionsfolien gut geeig­ netes, hinsichtlich Gesundheits- und Umweltgefährdung unbedenkliches, nichtaggressives Material. Infolge feh­ lender Aggressivität kann dieses Material einfach in Papp­ becher abgefüllt werden, die an ihrer Innenseite impräg­ niert sind. Aus derartigen Pappbehältern wird das Material in die Farbwanne 9 eingegossen. Diese kann mit einem ab­ sperrbaren Abflußstutzen versehen sein, so daß nicht be­ nötigter Dispersionslack wieder zurückgefüllt werden kann. Die Pappbecher sind billig und leicht zu entsorgen.

Claims (21)

1. Verfahren zur Herstellung von Schildern, insbesondere Nummernschildern für Kraftfahrzeuge, bei dem ein vor­ zugsweise mit einer Prägung versehener Schildkörper (14) vorzugsweise an den erhabenen Stellen (13) einen Farbauftrag (15) erhält, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbe ein Dispersionslack Verwendung findet, der als Bindemittel ein Vinyl-Acrylsäureester-Copolymer in wäßriger Dispersion enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwendung findende Dispersionslack aufgewalzt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwendung findende Dispersionslack in mehreren, vorzugsweise drei oder vier Lagen, aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwendung findende Dispersionslack mittels einer Tauchwalze (8) aus einer Farbwanne (9) entnommen und mittels einer mit der Tauchwalze (8) zusammenwirkenden Auftragwalze (4) aufgetragen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwendung findende Dispersionslack ohne Einbrennvorgang luft- bzw. wärme­ forciert getrocknet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwendung findende Dispersionslack flüchtige Bestandteile enthält, die zu 97-99% aus Wasser bestehen und deren Rest vorzugs­ weise höhere Alkohole und/oder Glykole und/oder deren Derivate sind.

7. Dispersionslack, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Formulierung bezogen auf die Lieferform 40-70 Teile, vorzugsweise etwa 55 Teile Vinyl-Acrylsäureester-Copolymer in wäßriger Dispersion als Bindemittel enthält.

8. Dispersionslack nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß seine Formulierung bezogen auf die Liefer­ form 6-15 Teile, vorzugsweise etwa 10,5 Teile Farb­ pigmente in wäßriger Phase, vorzugsweise in Form von wäßrigem Farbruß, enthält.

9. Dispersionslack nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß seine Formulierung bezogen auf die Lieferform 10-21 Teile, vorzugsweise etwa 14,5 Teile Füllstoffe, vorzugsweise auf der Basis von Bariumsul­ fat und/oder Calcium-Karbonat, enthält.

10. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß seine Formulierung bezogen auf die Lieferform 0,22-3 Teile, vorzugs­ weise etwa 1,62 Teile Netzmittel, vorzugsweise in Form von Polyacrylat und/oder AMP und/oder Polyphosphat, enthält.

11. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß seine Formulie­ rung bezogen auf die Lieferform 0,1-0,2 Teile, vorzugs­ weise etwa 0,15 Teile Konservierungsmittel vorzugs­ weise in Form von Chloracetamid, enthält.

12. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß seine Formulie­ rung bezogen auf die Lieferform 0,1-1 Teil, vorzugs­ weise etwa 0,55 Teile Verdicker, vorzugsweise in Form von Vinylpyrolidon-Polymer, enthält.

13. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß seine Formulie­ rung bezogen auf die Lieferform 0,1-0,5 Teile, vorzugs­ weise etwa 0,3 Teile Entschäumungsmittel, vorzugswei­ se auf Mineralölbasis, enthält.

14. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß seine Formulie­ rung bezogen auf die Lieferform 3-6 Teile, vorzugs­ weise etwa 4,5 Teile eines inerten Füllstoffs, vorzugs­ weise auf der Basis von Bariumsulfat, enthält.

15. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß seine For­ mulierung bezogen auf die Lieferform 5-15 Teile, vorzugsweise etwa 10 Teile eines sonstigen Füllstoffs, vorzugsweise auf der Basis von Calcium-Karbonat, ent­ hält.

16. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß seine For­ mulierung bezogen auf die Lieferform 0,1-1 Teil, vorzugsweise etwa 0,55 Teile Polyacrylat als Netz­ mittel enthält.

17. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß seine For­ mulierung bezogen auf die Lieferform 0,02-0,1 Teile, vorzugsweise etwa 0,06 Teile AMP als Netzmittel, enthält.

18. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß seine For­ mulierung bezogen auf die Lieferform 0,03-0,1 Teil, vorzugsweise etwa 0,07 Teile Polyphosphat als Netz­ mittel enthält.

19. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß seine For­ mulierung bezogen auf die Lieferform 1-4 Teile, vor­ zugsweise 2-3 Teile eines Lösungsmittels, vorzugs­ weise in Form höherer Alkohole und/oder Glykole und/ oder deren Derivate, enthält.

20. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 7 bis 19, gekennzeichnet durch einen Fest­ körperanteil von etwa 50%.

21. Dispersionslack nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel und/oder der Farbstoff und die Füll­ stoffe jeweils einen Festkörperanteil von etwa 50% enthält bzw. enthalten.