CH476825A - Mattlack und ein Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

  



  Mattlack und ein Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Mattlack, der insbesondere dazu geeignet ist, als Überzug auf Kunststoffolienmaterialien aufgetragen zu werden.



   Der Ausdruck    Kunststoffolienmaterial ,    wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, bedeutet Folien aus polymeren Materialien, die starr oder biegsam sein können. Solche Folien können mit einem geeigneten Trägerstoff, wie z. B. Gewebe, Papier usw., versehen oder trägerlos sein.



   Mattlacke enthalten im allgemeinen ein Mattierungsmittel, das mit dem filmbildenden Bestandteil der basischen Lacklösung unverträglich ist und dessen Zweck es ist, dem Lack ein mattes Aussehen zu geben. Damit ein   Mattiemngsmittel    wirksam ist, ist es wesentlich, dass wenn der Lack als Film auf die Oberfläche eines Kunststoffolienmaterials aufgetragen und der Film zur Verdampfung der in der basischen Lacklösung verwendeten Flüssigkeit oder Flüssigkeiten erhitzt wird, das Mattierungsmittel in Form dispergierter Teilchen zurückbleibt.



   Ein bis anhin viel verwendetes Mattierungsmittel war Siliciumdioxyd in fein verteilter Form. Das Siliciumdioxyd wird in einer Lösung von filmbildendem Material, z. B. Polyvinylchlorid oder Polymethylmethacrylat, in einer flüchtigen Flüssigkeit dispergiert. Der bei Verdunstung der Flüssigkeit erzeugte matte Oberflächenlack rührt davon her, dass das auf die Oberfläche fallende Licht durch die feinverteilten Siliciumdioxydteilchen zerstreut wird.



   Alle in dieser Weise hergestellten Oberflächenlacke weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Die lackierte Oberfläche wird leicht schmutzig und durch Abkanten oder Kratzen leicht beschädigt, wobei die Falte oder die Ritze als hellere Zone erscheint. Weiter besteht bei Oberflächenlacken dieses Typus ein verbreiteter Fehler darin, dass, wenn sie bei plastifiziertem   Folienmatenal    verwendet werden, sie dazu neigen, durch Nikotin und Tabakteer bleibende Flecken zu bekommen. Bei Verwendung solcher Oberflächenlacke in Räumen voller Tabakrauch kann das Beizen besonders schlimm sein und zu einer endgültigen Verfärbung des Überzugs führen.



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Mattlack, der aus einer Lösung eines in einer oder mehreren flüchtigen Flüssigkeit, in der ein Mattierungsmittel dispergiert ist, gelösten filmbildenden Materials besteht, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Mattierungsmittel aus einem hochpolymeren linearen Polyester besteht.



   Beispiele geeigneter hochpolymer linearen Polyester sind Polymere von   Athylenterephthalat,    Äthylenisophthatat,   Äthylenorthophthalat,    Propylenterephthalat, Propylenisophthalat und Propylenorthophthalat.



   Der erfindungsgemässe Lack kann ferner Pigmente, Farbstoffe oder Stabilisatoren enthalten. Solche Bestandteile können in der Lacklösung gelöst oder dispergiert sein.



   Beispiele geeigneter herkömmlicher filmbildender Materialien sind Polymere oder Mischpolymerisate von Vinylchlorid, Polymere oder Mischpolymerisate von Acrylsäureestern oder substituierten Acrylsäureestern, Polyvinylacetalen, Polyvinylacetat, Zelluloseacetat, Zelluloseacetatbutyrat und Zellulosenitrat oder zwei oder mehr dieser Stoffe.



   Wir haben festgestellt, dass ein besonders geeignetes, nicht herkömmliches filmbildendes Material, das sich für den erfindungsgemässen Lack eignet, ein linearer Copolyester ist.



   Im erfindungsgemässen Mattlack ist das Polyestermattierungsmittel mit dem filmbildenden Material im wesentlichen unvereinbar. Wenn der Lack als Film auf eine Oberfläche aufgetragen wird und die flüssigen Medien verdampft sind, bleibt auf der Oberfläche ein Film, der aus einer Schicht des filmbildenden Materials besteht, in welchem feine Teilchen des Polyesters dispergiert sind, und zwar unabhängig davon, ob der Polyester in der Lösung des filmbildenden Materials im Lack homogen oder heterogen dispergiert ist.



   Der Ausdruck    Lösung ,    wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet wird, hat die im Gebiet der Hochpolymeren übliche Bedeutung. Man versteht darunter eine homogene Dispersion des polymeren Gelösten im Lösungsmittel, um eine klare Flüssigkeit zu erzielen. Im Gegensatz dazu ist eine heterogene Dispersion eines Polymeren in einem Nichtlösungsmittel trübe.



   Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Flüssigkeit wirkt im wesentlichen als Lösungsmittel für das filmbildende Material. Es kann ein einzelnes Lösungsmittel, was man als primäres Lösungsmittel bezeichnen kann, oder auch ein Lösungsmittelgemisch sein, das aus einem oder mehreren primären Lösungsmitteln besteht, denen ein oder mehrere sekundäre Lösungsmittel oder Verdünner beigefügt worden sind.



   Wenn das verwendete filmbildende Material ein Copolyester ist, sind geeignete primäre Lösungsmittel 2-Pyrrolidon oder substituiertes 2-Pyrrolidon, Cyclohexanon, Tetrahydrofuran, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Chloroform, Athylendichlorid. Ebenfalls geeignete sekundäre Lösungsmittel sind Toluol, Methyl äthylketon,   Äthyl acetat.   



   Mit den andern filmbildenden Materialien, von denen oben Beispiele angeführt sind, sind geeignete primäre oder sekundäre Lösungsmittel die Ketone, wie z. B. Methyläthylketon, und die aromatischen Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol oder Toluol.



   Der lineare Polyester ist im filmbildenden Material vorzugsweise heterogen dispergiert und weist eine im Bereich von 0,5 bis 5 Mikron liegende Teilchengrösse auf.



   Vorzugsweise enthält die Lacklösung der Erfindung 5 bis 20   Gew.  O    filmbildendes Material.



   In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Lack 5 bis 25 Gewichtsteile des Polyesterbestandteils pro 100 Gewichtsteile filmbildendes Material.



   Bei der   HersLellung    eines Lacks, bei dem ein her-kömmliches filmbildendes Material verwendet wird, wird der lineare Polyester in feinverteilter Form erzeugt, bevor er der Lösung des filmbildenden Materials beigefügt wird. Der Polyester wird in feinverteilter Form vorzugsweise dadurch hergestellt, dass er aus einer geeigneten Lösung in einem Lösungsmittel, wie z. B. N-Methyl2-pyrrolidon, durch Abkühlung der heissen Lösung oder durch Zusatz eines Verdünners zur Lösung ausgefällt wird. Ein Verfahren zur Isolierung des Pulvers besteht darin, es aus der Flüssigkeit zu filtrieren.



   Es hat sich gezeigt, dass, abgesehen vom Filtrieren, der ausgefällte Polyester mit einem Soxhletapparat unter Verwendung geeigneter Extraktionsflüssigkeiten (die für den Polyester Nichtlösungsmittel sind), wie z. B. aliphatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Aceton oder   Äthyl äther,    in befriedigender Weise aus dem verwendeten Lösungsmittel isoliert werden kann.



  Wenn erwünscht, können die Polyesterteilchen nach einem zweckmässigen Mahl- oder ähnlichen -verfahren aus der Masse oder dem Niederschlag hergestellt werden.



   Der Polyester kann der basischen Lacklösung als trockenes oder nasses Pulver oder auch als Aufschlämmung in einer Flüssigkeit beigefügt werden. Damit der Polyester im Lack gleichmässig verteilt ist, ist es notwendig, den Lack vor Gebrauch zu schütteln.



   Ist das verwendete filmbildende Material ein linearer Copolyester, so kann der Lack eine von zwei Formen einnehmen.



   In der einen Form ist der lineare Polyester eine homogene Dispersion in einer Lösung eines linearen Copolyesters, in welchem Fall die zur Bildung der Copolyesterlösung verwendete Flüssigkeit auch als Lösungsmittel für den weniger löslichen Polyester wirkt.



   In der anderen Form, die vorgezogen wird, ist der lineare Polyester eine heterogene Dispersion in einer Lösung eines linearen Copolyesters, in welchem Fall die zur Bildung der Copolyesterlösung verwendete Flüssigkeit kein Lösungsmittel für den linearen Polyester ist.



   Es ist möglich, beide Formen unter Verwendung derselben Bestandteile zu erzielen, wobei die heterogene Form einfach durch Verwendung von Hitze in die homogene Form umgewandelt wird, wodurch der lineare Polyester in die Lösung übergeht und somit eine homogene Dispersion bildet. In ähnlicher Weise kann die homogene Form des Lacks in die heterogene Form umgewandelt werden, indem eine heisse homogene Lösung abgekühlt wird, bis der weniger lösliche lineare Polyester aus der Lösung ausscheidet.



   Verwendbare lineare Copolyester sind Copolyester von   Äthylenglycol,    Terephthalsäure und Isophthalsäure.



  Infolge ihres Isophthalatgehalts sind diese Copolyester löslicher als lineare Polyester, wie z. B. Poly-(äthylenterephthalat), und so können die letzteren in Lösungen der ersteren dispergiert werden. Diese Copolyester sind in einer Anzahl der oben angegebenen primären Lösungsmittel löslich. Bei einem besonders geeigneten Copolyester beträgt das Verhältnis von   Äthylenterephthalat    zu Athylenisophthalat im Polymeren im wesentlichen   60 :40.   



   Vorzugsweise übersteigt im Lack die Menge des linearen Polyesters nicht 25   sO    des Gesamtgewichts an linearem Polyester und linearem Copolyester im Lack.



   Zweckmässige sekundäre Lösungsmittel oder Verdünner können dem primären Lösungsmittel vor oder nach Auflösung des linearen Copolyesters beigemengt werden. Beispiele geeigneter sekundärer Lösungsmittel sind oben angegeben.



   Weitere verwendbare Copolyester sind solche, die aus Propylenglycol, Terephthalsäure und Isophthalsäure hergestellt sind.



   Es hat sich herausgestellt, dass ein Lack erzeugt werden kann, indem sowohl ein linearer Copolyester als auch ein linearer Polyester bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur in einer zweckmässigen Flüssigkeit gelöst wird. In diesem Fall sind beide Polymere Bestandteile in der Flüssigkeit homogen dispergiert, doch fällt der Polyester in Form feiner Teilchen in der Copolyesterlösung aus, wenn die heisse Lösung abgekühlt oder ein Verdünnungsmittel der kalten Lösung beigefügt wird.



   In einer bevorzugten Alternative werden getrennte Lösungen des linearen Copolyesters und des linearen Polyesters in zweckmässigen Lösungsmitteln gebildet und die Lösungen vermischt, wodurch der weniger lösliche lineare Polyester in Form einer feinen Dispersion aus der Lösung ausscheidet.



   Die erfindungsgemässen Lacke können nach normalen   Überzugsverfahren,    wie z. B. Aufstreichen mit Bürste oder mit Rakel, Aufspritzen, Aufwalzen usw., bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur auf das Kunststoffolienmaterial aufgetragen werden. Vor dem Auftragen, insbesondere bei Verwendung der heterogenen Form, kann es nötig sein, den Lack zu schütteln, um eine gleichmässige Verteilung des linearen Polyesters zu erzielen.



   Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Verwendung des Mattlackes zur Herstellung von Überzügen auf Kunststoffolienmaterialien, wobei z. B. ein Lack auf das Folienmaterial aufgetragen und hierauf der   Uber-    zug auf eine erhöhte Temperatur erhitzt wird, um die Flüssigkeit zu verdampfen. Im Überzug ist dann der ausgefällte Polyester in Form feiner Teilchen dispergiert.



   Die Temperatur, auf welche der Lacküberzug zur Verdampfung des flüssigen Mediumgemisches erhitzt wird, hängt von den verwendeten Lösungsmitteln ab.



  Mit den oben angegebenen Flüssigkeiten kann diese   Temperatur im Bereich von 100-1200 C C gewählt werden.   



   In den Beispielen bedeuten Teile Gewichtsteile.



   Beispiel I
300 Teile eines Äthylenterephthalats und   Sithylen-    isophthalat enthaltenden Copolyesters (wobei das Grundverhältnis im Polymeren   60 : 40    beträgt), der eine innere Viskosität von 0,744 aufweist, wurde einem Gemisch von 350 Teilen N-Methyl-2-pyrrolidon und 350 Teilen Tetrahydrofuran beigefügt. Das erzielte Gemisch wurde in einem mit einem Rückflusskühler versehenen Rundkolben zum Sieden gebracht, bis der Copolymere ganz gelöst und eine klare Lösung gebildet war. In diese Lösung wurden 1000 Teile Methyläthylketon gegeben.



  Die erzielte Lösung  A  liess man dann sich auf Raumtemperatur abkühlen.



   15 Teile Polyäthylenterephthalat von hohem Molekulargewicht wurden einem Gemisch von 225 Teilen N-Methyl-2-pyrrolidon und 225 Teilen Cyclohexanon beigefügt. Das erzielte Gemisch wurde unter Rühren auf etwa 1700 C erhitzt, bis eine klare Lösung  B  erzielt wurde.



   Die heisse Lösung  B  wurde unter sehr kräftigem Rühren der kalten Lösung  A  beigefügt.



   Der Polyester fiel sofort aus, wodurch eine beständige Dispersion sehr feiner Teilchen in der klaren Lösung des Copolyesters erzielt wurde. Ein Muster des erzielten Lacks wurde mittels eines Walzmessers auf die Oberfläche einer Folie aus plastifiziertem Polyvinylchlorid aufgetragen. Die Folie wurde erhitzt, um die Verdampfung der im Lack befindlichen flüssigen Medien zu bewirken. Der erzielte Überzug ist glatt und matt.



   Beispiel 2
90 Teile eines Äthylenterephthalat und Äthylenisophthalat enthaltenden Copolyesters (wobei das Verhältnis im Polymeren 60 : 40 ist), der eine innere Viskosität von 0,42 aufweist, wurden bei Raumtemperatur mit 90 Teilen N-Methyl-2-pyrrolidon vermischt. Bei Rühren löste sich der Copolyester zur Bildung einer klaren Lösung  C  auf.



   30 Teile Polyäthylenterephthalat von hohem Molekulargewicht wurden einem Gemisch von 135 Teilen N-Methyl-2-pyrrolidon und 135 Teilen Cyclohexanon beigefügt. Das erzielte Gemisch wurde unter Rühren auf etwa 1700 C erhitzt, bis eine klare Lösung  D  erzielt wurde.



   Die heisse Lösung  D  wurde langsam in die kalte Lösung  C  gegeben, die mittels eines elektrischen Rührwerks kräftig gerührt wurde.



   Der Polyester fiel sofort aus, wodurch eine beständige Dispersion sehr feiner Polyesterteilchen in der klaren Lösung des Copolyesters erzielt wurde. Ein Muster des erzielten Lacks wurde auf eine Folie aus plastifiziertem Polyvinylchlorid aufgestrichen. Die Folie wurde dann zur Verdampfung der flüssigen Medien erhitzt; der auf der Folie erzeugte Film hatte ein mattes Aussehen.



   Beispiel 3
Eine Lösung  E  wurde erzeugt, indem ein Gemisch von 125 Teilen eines Copolyesters von   ithylen-    terephthalat und   Äthylenisophthalat    (wobei das Verhältnis der Radikale im Polymeren 60 : 40 betrug), 450 Teilen Cyclohexanon und 425 Teilen Tetrahydrofuran unter Rühren erhitzt wurde.



   15 Teile Polyäthylenterephthalat von hohem Molekulargewicht wurden in 135 Teile N-Methyl-2-pyrrolidon gegeben; das Gemisch wurde unter Rühren auf etwa 1700 C erhitzt, bis eine klare Lösung    F >     erzielt wurde.



   Die heisse Lösung  F  wurde ganz langsam in die kalte Lösung  E  gegeben, die mittels eines hochtourigen Rührwerks kräftig gerührt wurde. Der erzeugte Lack bestand aus einer beständigen Dispersion sehr feiner Polyesterteilchen in der klaren Lösung des Copolyesters. Ein Muster davon wurde auf die Kunststoffoberfläche eines mit plastifiziertem Polyvinylchlorid überzogenen Gewebes aufgetragen, und die Folie zur Verdampfung der im Lack befindlichen flüssigen Medien erhitzt. Die Kunststoffolie wies einen sehr glatten und matten Oberflächenlack auf.



   Beispiel 4
Ein Gemisch von 50 Teilen Polymethylmethacrylat, 50 Teilen Polyvinylchlorid von niedrigem Molekulargewicht, 450 Teilen Methyläthylketon und 450 Teilen Toluol wurde unter Rühren auf etwa 700 C erhitzt, bis eine klare Lösung erzielt wurde.



   Diese Lösung wurde auf Raumtemperatur gekühlt und zusammen mit 20 Teilen feinverteilter Teilchen von hochpolymerem Polyäthylenterephthalat von einer Teilchengrösse im Bereich von 1 bis 3 Mikron in eine Kugelmühle gegeben und etwa 4 Stunden vermischt.



   Ein Muster des erzielten Lacks wurde mittels eines Walzmessers auf die Oberfläche eines Musters von mit Polyvinylchlorid überzogenem Gewebe aufgetragen, worauf der Lacküberzug auf eine Temperatur von etwa   1000 C    erhitzt wurde. Der erzielte Überzug hatte ein mattes Aussehen.



   Beispiel 5
Ein Gemisch von 160 Teilen Polymethylmethacrylat, 425 Teilen Aceton und 425 Teilen Toluol wurde bei Raumtemperatur gerührt, bis eine klare Lösung erzielt wurde.



   Eine Dispersion eines hochgradig polymeren linearen Polyesters wurde ebenfalls erzeugt, indem 20 Teile feinverteilte Polyäthylenterephthalat-Teilchen von einer Teilchengrösse von etwa 1 Mikron etwa 3 Stunden mit 113 Teilen Tetrahydrofuran in einer Kugelmühle vermischt wurden.



   Die Dispersion des hochpolymeren linearen Polyesters wurde in die oben erzielte klare Lösung gegeben und das Gemisch etwa 3 Minuten kräftig gerührt.



   Ein Muster des erzielten Lacks wurde mittels eines Walzmessers auf die Oberfläche eines Musters einer Prägefolie aus Polyvinylchlorid aufgetragen und der Lacküberzug zur Verdampfung der flüssigen Medien erhitzt. Der erzielte Überzug hatte eine matte Oberfläche. 



   Beispiel 6
Ein Gemisch von 100 Teilen trockenem Zellulosenitrat, 500 Teilen   methyliertem Spirit,    830 Teilen Aceton und 10 Teilen trockenen feinverteilten Polyester-Teilchen von einer Teilchengrösse von etwa 1 Mikron wurde etwa 4 Stunden in einer Kugelmühle vermischt.



   Ein Muster des erzielten Lacks wurde auf die Oberfläche eines Musters von mit Nitrozellulose überzogenem Gewebe aufgetragen. Nach Erhitzen des Musters zur Verdampfung der flüssigen Medien war der erzielte Überzug glatt und matt.



   Beispiel 7
Ein Gemisch von 100 Teilen eines Copolyesters von   Äthylenterephthalat    und   Äthylenisophthalat    (wobei das Verhältnis der Radikalen im Polymeren 60 : 40 beträgt), 10 Teilen Polyäthylenterephthalat, 450 Teilen N-Methyl2-pyrrolidon und 440 Teilen Cyclohexanon wurde unter Rühren auf etwa 1700 C erhitzt, bis eine klare Lösung erzielt wurde.



   Diese Lösung wurde abgekühlt und dann auf die Oberfläche einer Folie von mit plastifiziertem Polyvinylchlorid überzogenem Gewebe aufgetragen. Die überzogene Oberfläche wurde zur Verdampfung der flüssigen Medien erhitzt. Man erhielt einen sehr glatten, matten Oberflächenlack.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Mattlack aus einer Lösung, die aus einem in einer oder mehreren flüchtigen Flüssigkeiten gelösten, filmbildenden Material besteht, in der ein Mattierungsmittel dispergiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Mattierungsmittel aus einem hochpolymeren linearen Polyester besteht.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Mattlack nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Polyester heterogen dispergiert ist und eine Teilchengrösse im Bereich von 0,5 bis 5 Mikron aufweist.

   2. Mattlack nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack 5 bis 20 Gew. S filmbildendes Material enthält.

   3. Mattlack nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack 5 bis 25 Gewichtsteile linearen Polyester pro 100 Gewichtsteile filmbildendes Material enthält.

   4. Mattlack nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Polyester Polyäthylenterephthalat ist.

   5. Mattlack nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das filmbildende Material ein linearer Copolyester ist.

   6. Mattlack nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gewichtsmässige Verhältnis des linearen Polyesters 25 % des Gesamtgewichtes des linearen Polyesters und linearen Copolyesters im Lack nicht übersteigt.

   7. Mattlack nach Unteranspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das gewichtsmässige Verhältnis des linearen Copolyesters und des linearen Polyesters auf Grund des Gesamtgewichts des Lacks im Bereich von 5 bis 30 % liegt.

   8. Mattlack nach Unteransprüchen 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Polyester Polyäthylenterephthalat und der lineare Copolyester ein Copolyester von Athylenglycol, Terephthalsäure und Isophthalsäure ist.

   9. Mattlack nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Copolyester ein solcher ist, bei dem das Verhältnis des Äthylenterephthalats zum Äthylenisophthalat im Polymeren im wesentlichen 60 bis 40 beträgt.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Mattlack nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung linearer Copolyester, als filmbildendes Material, in einem Lösungsmittel zur Erzeugung einer Lösung des Copolyesters, in der der lineare Polyester dispergiert ist, mit einer Lösung eines linearen Polyesters in einem Lösungsmittel vermischt wird.

   PATENTANSPRUCH III Verwendung des Mattlacks nach Patentanspruch I, zur Herstellung von Überzügen auf Kunststoffolienmaterial.