PINTURA METALICA, PROCEDIMIENTO PARA SU FABRICACION Y USO DE LA MISMA.

Pintura metálica que contiene agua y/o un disolvente orgánico,

así como al menos un agente formador de película, al menos un silano organo-funcional y al menos un pigmento con efecto metálico

caracterizada por que

el pigmento con efecto metálico es un pigmento flotante con efecto de aluminio

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/005901.

Solicitante: ECKART GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KAISERSTRASSE 30,90763 FURTH.

Inventor/es: SCHRAMM, CHRISTIAN, VOIT,THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C09C1/64 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09C TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN CARGAS FIBROSAS, PARA MEJORAR SUS PROPIEDADES DE PIGMENTACION O DE CARGA (preparación de compuestos inorgánicos o elementos no metálicos C01; tratamiento de materias especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón, piedra artificial o análogo C04B 14/00, C04B 18/00, C04B 20/00 ); PREPARACION DE NEGRO DE CARBON. › C09C 1/00 Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón. › Aluminio.
  • C09D5/38 C09 […] › C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › C09D 5/00 Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, caracterizados por su naturaleza física o por los efectos que producen; Emplastes. › Pinturas que contienen metales libres no previstas en los grupos C09D 5/00 - C09D 5/36.

Clasificación PCT:

  • C09C1/00 C09C […] › Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón.

Fragmento de la descripción:

Pintura metálica, procedimiento para su fabricación y uso de la misma.

La invención se refiere a una pintura metálica que contiene agua y/o un disolvente orgánico, así como al menos un medio formador de película que comprende silanos organo-funcionales y al menos un pigmento flotante (leafing) de efecto metálico. Adicionalmente, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de esta pintura metálica, así como también a su uso, a un objeto pintado con esta pintura metálica, y a una pintura para llantas.

Materiales tales como, por ejemplo, las piezas de vehículos, están dotadas de un recubrimiento que tiene fines ópticos y decorativos, o destinado a inhibir la corrosión y el desgaste.

Procedimientos actuales de recubrimiento son el cromado, metalizado o pintura.

En el cromado, en especial en el cromado brillante, se utilizan de manera habitual materiales de hierro, cobre, cobre-cinc, cobre-estaño y de aluminio. Sin embargo, a menudo es necesario pulir a mano o con una máquina la superficie del material que se debe cromar.

La evaporación térmica (metalización al vacío, metalización) es una técnica de recubrimiento basada en alto vacío, perteneciente al procedimiento de PVD (siglas en inglés de "deposición en fase gaseosa por proceso físico"). Materiales típicos para este proceso son metales tales como, por ejemplo, aluminio, cobre, plata, oro, así como también otros materiales apropiados. Este procedimiento de recubrimiento conocido requiere, no obstante, una inversión técnica relativamente elevada.

Para la pintura de piezas del automóvil, en especial, la pintura de llantas, se utilizan de forma especialmente ventajosa pinturas metálicas.

De acuerdo con la norma DIN 971-1 (09/1996), las pinturas son materiales de recubrimiento líquidos, pastosos o en polvo que, aplicadas sobre un soporte, producen un recubrimiento con propiedades protectoras, decorativas o técnicas específicas. Los componentes principales de las pinturas son aglutinantes, disolventes, pigmentos, cargas y coadyuvantes para pinturas. Estas pinturas están subdivididas según diferentes puntos de vista técnicos.

Las pinturas metálicas son pinturas con efectos especiales provistas de las características típicas de brillo metálico, elevado flop claro-oscuro y alto brillo, así como una importante capacidad de recubrimiento. Pinturas metálicas: Contienen pigmentos metálicos en forma de plaquitas que, en su aplicación, se orientan de forma predominantemente paralela al sustrato. A través de la acción de numerosos espéculos pequeños se produce, de esta forma, un reflejo dirigido, que es responsable del brillo metálico. Por otra parte, sin embargo, se produce una determinada fracción de radiación dispersa, provocada por una orientación no completamente paralela al plano de los pigmentos, así como por rugosidades de las partículas individuales del pigmento tales como, por ejemplo, cantos o superficies irregulares. Por lo tanto, estas pinturas metalizadas se caracterizan por la interacción de radiaciones dirigidas y dispersas de manera difusa, que son responsables del flop claro-oscuro. Del mismo modo, en las pinturas metalizadas habituales ya no es posible detectar partículas de pigmento individuales, aunque sí una estructura particulada de la pintura. Este fenómeno es difícilmente detectable en el marco de la colorimetría.

Por consiguiente, y en general, el aspecto óptico de las pinturas metálicas pigmentadas con pigmentos metálicos en forma de plaquitas se diferencia del aspecto de las superficies metálicas porque estas últimas carecen prácticamente del efecto de dispersión.

Las pinturas metálicas se pueden obtener también utilizando pigmentos metálicos de PVD más caros.

En la fabricación de pigmentos de PVD relativamente caros se usan pigmentos no flotantes (no-leafing), es decir, pigmentos completamente rociados con aglutinante, que se distribuyen en la totalidad de la película de pintura, pero no en su superficie. Las pinturas de pigmentos PVD presentan una fracción de aglutinantes de sólo hasta aproximadamente 10% en peso, referido al peso total de la pintura, de manera que las propiedades de los pigmentos, en lo que se refiere a la óptica de la pintura tal como, por ejemplo, el grado de brillo, se manifiestan por completo.

Para obtener los efectos de pintura deseados con una pintura metálica de pigmentos de PVD, las superficies que se deben pintar deben ser muy lisas (planas) y deben haber sido tratadas a fondo previamente. Además, existe el inconveniente de que no resulta posible pintar con una pintura metálica de pigmentos de PVD materiales que muestren estrías de rectificado, puesto que dichas estrías de rectificado no pueden ser recubiertas. Tampoco es posible reparar errores de pintura. Por el contrario, en caso de un error de pintura, es necesario separar la pintura de PVD del material y volver a pintar éste de nuevo.

Adicionalmente, estas pinturas de efecto cromado conocidas que contienen pigmentos de PVD tienden, especialmente en el caso de una aplicación por pulverización, a la formación de "nubes", es decir, la producción de tonalidades más claras y oscuras en la superficie pintada, con lo que se influye negativamente sobre el aspecto óptico de la superficie. La formación de nubes es consecuencia de la orientación irregular de los pigmentos de aluminio actuales, en particular por pigmentos de aluminio que adquieren una posición prácticamente vertical en la pintura.

Estos errores de pintura se registran especialmente en la pintura de piezas de gran tamaño, por ejemplo, elementos de la carrocería. Además, el efecto óptimo de la pintura depende de los parámetros de la correspondiente forma de aplicación (seca, húmeda).

Un inconveniente adicional de las pinturas con pigmento de PVD es la problemática manipulación de las composiciones de recubrimiento acuoso. Debido a su superficie específica extremadamente alta y lisa, su tendencia a la aglomeración es muy elevada. Además, las pinturas de pigmentos de PVD son relativamente difíciles de aplicar. La pintura de automóviles con un aspecto uniforme se puede lograr únicamente mediante la aplicación a mano en capas delgadas, usando múltiples pasos de aplicación. Este tipo de aplicación tan sensible es contrario a la pintura automatizada habitual en la industria del automóvil.

Los pigmentos flotantes, a causa de su elevada tensión interfacial, no son humectados por el aglutinante y flotan, por lo tanto, en la película acuosa de pintura y se orientan hacia la superficie de la película de pintura. Este efecto se consigue, por ejemplo, utilizando ácido esteárico como coadyuvante de molienda en la trituración de partículas de un polvo metálica, por ejemplo, un polvo de proyección de aluminio. Estos pigmentos flotantes en forma de plaquitas forman en la superficie de la pintura un espejo grueso de pigmentos con efecto metálico, orientados de manera paralela a la superficie de la pintura. Estos pigmentos con efecto metálico, dotados de un elevado brillo metálico, muestran sin embargo una limitada resistencia al frote y a los arañazos, puesto que los pigmentos de efecto metálico están fijados de manera insuficiente en la matriz de aglutinante. Por lo tanto, los pigmentos flotantes generan, debido a su comportamiento flotante, una densa capa de barrera en la superficie de pintura. De este modo, ya no es posible sobrepintar eficazmente la superficie, por ejemplo con un barniz transparente. Esta capa de barrera dificulta o impide la adhesión fiable de la pintura de recubrimiento sobre la superficie de la pintura de base, de manera que con el uso del objeto pintado puede producirse un desprendimiento de la capa de recubrimiento y perjuicios de la capa que contiene el pigmento con efecto metálico. Adicionalmente, el barniz de recubrimiento, por ejemplo, un barniz transparente, influye negativamente sobre las propiedades ópticas de la pintura metálica de base, sobre todo su brillo, es decir, se reduce el grado de brillo.

Otro inconveniente esencial de las pinturas metálicas actuales es su falta de resistencia suficiente al frote y a los arañazos en cualquier aplicación, así como de estabilidad a la abrasión (DIN 55923), a causa de la insuficiente fijación - anteriormente descrita - de las plaquitas de aluminio en la matriz aglutinante.

Con el uso de pigmentos con efecto de aluminio en sistemas de pintura acuosos ecológicamente apropiados, por ejemplo, pinturas al agua, existe el problema de inhibir una reacción química del aluminio con el agua que impida...

 


Reivindicaciones:

1. Pintura metálica que contiene agua y/o un disolvente orgánico, así como al menos un agente formador de película, al menos un silano organo-funcional y al menos un pigmento con efecto metálico

caracterizada por que

el pigmento con efecto metálico es un pigmento flotante con efecto de aluminio.

2. Pintura metálica según la reivindicación 1,

caracterizada por que

los pigmentos flotantes con efecto de aluminio muestran un difractograma de rayos X con uno, dos o múltiples picos principales que no corresponden a los reflejos [111] y/o [222].

3. Pintura metálica según la reivindicación 1 ó 2,

caracterizada por que

la relación de las partes en peso de pigmentos con efecto de aluminio con respecto al agente formador de película es de 1:1 hasta 1:30, preferentemente 1:3 hasta 1:20 y, de forma especialmente preferida, de 1:4 hasta 1:15.

4. Pintura metálica según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada por que

el al menos un silano organo-funcional comprende o es un epoxi-silano.

5. Pintura metálica según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada por que

los pigmentos flotantes con efecto de aluminio tienen un valor d50 de 11 hasta 35 µm.

6. Pintura metálica según la reivindicación 5,

caracterizada por que

los pigmentos flotantes con efecto de aluminio tienen un valor d90 de 25 hasta 50 µm.

7. Pintura metálica según una de las reivindicaciones 5 ó 6,

caracterizada por que

los pigmentos flotantes con efecto de aluminio tienen un grosor medio de más de 80 hasta 150 nm.

8. Pintura metálica según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada por que

los pigmentos flotantes con efecto de aluminio muestran un ancho relativo de distribución de grosor ?h, que se determina de acuerdo con la correspondiente curva acumulada de transición de las frecuencias relativas según la fórmula ?h = 100x(h90-h10)/h50, de 30 hasta menos de 70%.

9. Pintura metálica según una de las reivindicaciones 1 a 8,

caracterizada por que

tras su aplicación sobre un sustrato y el secado, forma un recubrimiento metálico de alto brillo y amorfo.

10. Pintura metálica según una de las reivindicaciones 1 a 9,

caracterizada por que

puede contener, adicionalmente, aditivos tales como cargas, diluyentes reactivos, absorbentes UV, agentes fotoprotectores, captadores de radicales, fotoiniciadores o coiniciadores, reticulantes, agentes desgasificantes, aditivos de deslizamiento, inhibidores, antiespumantes, emulsionantes, agentes reticulantes y dispersantes, potenciadores de la adhesión, agentes niveladores, coadyuvantes formadores de película, espesantes, protectores ignífugos, desecantes, agentes de secado, agentes anti-piel, inhibidores de la corrosión, pigmentos protectores contra la corrosión, ceras y/o combinaciones de estos aditivos.

11. Procedimiento para la fabricación de una pintura metálica según una de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende la etapa siguiente:

mezcla de pigmentos flotantes con efecto de aluminio, al menos un silano organo-funcional y al menos un aglutinante formador de película.

12. Procedimiento según la reivindicación 11,

caracterizado por que

los pigmentos flotantes con efecto de aluminio se fabrican por molturación mecánica y/o deformación mecánica de partículas de aluminio, utilizando al menos un lubricante orgánico, preferentemente, ácido esteárico.

13. Uso de una pintura metálica según una de las reivindicaciones 1 a 10, en recubrimientos de alto brillo con un marcado efecto metálico, tales como pinturas para automóviles, pinturas de reparación, pinturas industriales y pinturas de metales, plásticos, madera o vidrio.

14. Objeto pintado,

caracterizado por que

el objeto pintado ha sido pintado con una pintura metálica según una de las reivindicaciones 1 a 10.

15. Pintura para automóviles, preferentemente pintura para llantas, con una pintura metálica según una de las reivindicaciones 1 a 10.


 

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