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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ein-Komponenten Abziehlack mit Wasser als Lösungsmittel in einem Anteil von mindestens 50 Gew.-%, also einen Abziehlack, der im Wesentlichen auf Wasserbasis voliegt, wobei der Abziehlack weiterhin zumindest ein Co-Lösungsmittel enthält, welches einen höheren Siedepunkt aufweist als Wasser, also weniger stark verdampft/verdunstet als Wasser, wobei der Abziehlack insgesamt organische Lösungsmittel nur in einem geringen Anteil enthält, also in hohem Maße umweltverträglich ist.
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Abziehlacke sind im Prinzip aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere als Ersatz für als separate Bauteile aufzubringende Folien. Ein bekannter Anwendungslack für Abziehlacke ist das Abdecken von Bereichen einer Oberfläche, welche anschließend dauerhaft lackiert werden soll. Der Abdecklack schützt dabei die nicht zu lackierenden Bereiche der Oberfläche.
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Solche bekannten Abdecklacke liegen vor der Anwendung in zwei oder mehr Komponenten vor und/oder enthalten einen signifikanten Anteil an organischen Lösungsmitteln, welche einen hohen Dampfdruck aufweisen und in vielen Anwendungsbereichen aus Gründen des Umweltschutzes nicht sinnvoll einsetzbar sind. Ein Zweikomponenten-Abziehlack ist beispielsweise aus der
WO 97/35932 bekannt.
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Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen umweltverträglichen Abziehlack bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch den im Schutzanspruch 1 genannten Abziehlack gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abziehlack, welcher vor seiner Anwendung auf einer Oberfläche in einer einzigen Komponente vorliegt („Ein-Komponenten-System“) und im Wesentlichen auf Basis von Wasser als Lösungsmittel vorliegt, also organische Lösungsmittel im Umfang von weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 5 Gew.-%, weiter vorzugsweise weniger als 2 Gew.-%, weiter vorzugsweise weniger als 1 Gew.-% umfasst (jeweils Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Abziehlackes). Somit beginnt vorliegend die Bildung und Härtung eines dauerhaft elastomeren Polymerfilms vorwiegend mit dem Verflüchtigen von Wasser.
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Der Abziehlack im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst dabei eine Dispersion, also ein Zweiphasensytem umfassend zumindest eine feste Komponente, vorliegend zumindest eine Polymer-Komponente, die in nicht vollständig löslicher Form in einer flüssigen Komponente vorliegt, vorzugsweise in Form von Polymer-Kügelchen, wobei diese flüssige Komponente Wasser enthält, vorzugsweise, wie oben definiert im Wesentlichen aus Wasser besteht.
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Die Polymer-Komponente enthält zumindest ein Polyurethan und/oder zumindest ein Acrylat, vorzugsweise liegt eine wässrige Polyurethan-Polyharnstoff Dispersion vor. Weiterhin enthält die Dispersion vorzugsweise zumindest einen haftungs-verstärkenden Zusatzstoff, welcher auf glatten Untergründen anhaftet und weiter vorzugsweise so ausgestaltet ist, dass dieser sowie eine hydrophile Funktionalität sowie eine hydrophobe Funktionalität enthält.
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Der Abziehlack im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eingesetzt für die (Über-)Lackierung glatter Oberflächen, insbesondere ohne diese zuvor anschleifen zu müssen, mit dem Ziel von Schutz und/oder Gestaltung von glatten nicht saugenden (nicht Wasser absorbierenden) Oberflächenstrukturen. Dabei weist der Abziehlack verdampfbare organische Komponenten ("VOCs") nur in geringem Ausmaß auf und ist somit für den gewerblichen und privaten Anwendungsbereich insbesondere im Rahmen der vom Gesetzgeber vorgegebene VOC betreffenden Verordnungen besonders geeignet, beispielsweise für Fahrzeuglackierung und dem privaten Gebrauch der Lackierung von Möbel, Freizeitartikeln und Bau sowie Industrieanwendungen.
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Ein "Abziehlack" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein mechanisch und chemisch beanspruchbarer (belastbarer) und dauerhaft elastomerer Polymerfilm, welcher auf eine glatte, nicht wasser-absorbierende Oberfläche aufgetragen und von dieser, auch nach einem längerem Zeitraum, mit rein mechanischen Mitteln und ohne chemische Änderung der Oberfläche und/oder ohne thermische Behandlung wieder abgezogen werden kann.
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Somit dient der Abziehlack gemäß der vorliegenden Erfindung nicht notwendig nur einem „temporären“ Schutz einer Oberfläche, sondern, abweichend vom Stand der Technik, auch für eine länger andauernde Beschichtung, die nicht (nur) Schutzfunktionen erfüllt, sondern auch, beispielsweise, dekorative Funktionen.
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Ein auf einer Oberfläche aufgebrachter und ausgehärteter Polymerfilm, welcher auf einem erfindungsgemäßen Abziehlack beruht, kann bis zu einem Jahr, vorzugsweise bis zu zwei oder fünf Jahren, vorzugsweise nach einem noch längerem Zeitraum rückstandsfrei von der Oberfläche abgezogen werden.
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Abziehlacke im Sinne der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt auf bereits (dauerhaft) lackierte Oberflächen aufgebracht, dienen also nicht nur dem Schutz von Oberflächen, sondern auch deren eigenständigen farblichen Gestaltung.
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Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Abziehlackes eine große Farbtonauswahl hergestellt sowie verschiedene Glanzstufen eingestellt werden können, von Hochglanz bis zu diversen Mattheitsgraden. Weiterhin bedingt die Tatsache, dass Wasser als wesentliches Lösungsmittel verwendet wird, umwelt- und arbeitstechnische Vorteile, insbesondere ist das Arbeiten ohne besondere Schutzvorkehrungen möglich sowie auch das Arbeiten in geschlossenen Räumen (geringe Konzentration an VOC). Durch den geringen Anteil an verdampfbaren organischen Komponenten werden auch die einschlägigen gesetzlichen Bestimmungen der VOC-Verordnung eingehalten.
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Aufgrund seiner nicht-aggressiven Natur löst der erfindungsgemäße Abziehlack keine Untergründe an und verfärbt sich auch nicht auf verschiedene Untergründen, im Gegensatz zu bekannten lösungsmittelbasierten Produkten.
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Der Abziehlack im Sinne der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise Verdickungsmittel, Stabilisatoren und/oder Emulgatoren in der wässrigen Phase, die das Absetzen der Teilchen entsprechend verlangsamen und eine ausreichende Lagerstabilität bewirken.
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Eine solche Stabilisierung wird vorzugsweise durch eine Polyethylenoxid-Komponente im Polymer erreicht; oder durch anionische Komponenten enthaltend Carboxyl oder Sulfonat, oder durch kationische Komponenten wie bspw. Amin-Gruppen. Demgemäß kann der Abziehlack im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht-ionisch sein, anionisch oder kationisch.
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Die Polymere im Abziehlack liegen in einer bevorzugten Ausführungsform als Teilchen vor, welche vorzugsweise im Wesentlichen kugelförmig sind und welche weiter vorzugsweise in einem Größenbereich von etwa 30 nm bis 100 µm liegen, insbesondere im Bereich 30 nm bis 1.000 nm, besonders bevorzugt. Die Teilchengrößenverteilung kann monomodal, bimodal oder multi-modal sein.
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Das Trocknen des auf einer Oberfläche aufgebrachten Abziehlackes (der dann zu einer Abziehfolie wird) kann bei Raumtemperatur stattfinden, aber auch bei erhöhten Temperaturen, je nach Ausgestaltung des Substrates, welches die Oberfläche bildet. Ein Aushärten bei Raumtemperatur ist bevorzugt.
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Der Mechanismus des Härtungsvorganges des auf einer Oberfläche aufgetragenen Abziehlackes ist in 1 veranschaulicht. Dieser Mechanismus ist nur als Erklärungsvorschlag zu verstehen und als nicht bindend anzusehen. Dabei bildet der haftungsverstärkende Zusatzstoff mit hydrophiler und hydrophober Gruppe auf dem glatten Untergrund zunächst "Haftungspunkte" für die aufgebrachte Dispersion, welche aufgrund dieses haftungsverstärkenden Zusatzstoffes besonders gut auf der Oberfläche anhaftet. Eine für die Filmbildung wesentliche Komponente ist das Co-Lösungsmittel, welches einen höheren Siedepunkt aufweist als Wasser, also langsamer verdampft bzw. verdunstet als Wasser. Das Co-Lösungsmittel ermöglicht die Filmbildung des Abziehlacks bei Raumtemperatur durch "Anlösen" der Oberflächen, auch nach dem bereits beginnenden Verdampfen des Wassers. Es findet somit eine "Koaleszenz" statt. Das Co-Lösungsmittel verdampft auch ohne weitere Temperaturbehandlung kontinuierlich und der Film wird zunehmend härter. Typischerweise erreicht der auf einer Oberfläche aufgetragene Abziehlack, dann als Film, seine Endfestigkeit nach fünf bis sieben Tagen. 2 zeigt eine Querschnitts-Aufnahme eines auf eine Oberfläche (hier: Stoff) erfindungsgemäßen Abzieh-Lackes.
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Das erfindungsgemäße Co-Lösungsmittel ist mit Wasser kompatibel, kann also mit Wasser verdünnt werden. Wie bereits oben erwähnt, verfügt das Co-Lösungsmittel auch über einen höheren Siedepunkt als Wasser, verdampft/verdunstet also weniger schnell als Wasser.
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Der Anteil von Co-Lösungsmittel ist vorzugsweis 50 g bis 100 g pro Liter Abziehlack.
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In einer Ausführungsform hat der Abziehlack, vor der Anwendung, eine Dichte in einem Bereich von 1,05 g/ml bis 1,25 g/ml, vorzugsweise 1,15 ± 0,05 g/ml.
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Neben den oben bereits genannten Komponenten enthält der Abziehlack auch weitere Zusatzstoffe, insbesondere Pigmente (Farbstoffe), welche der Farbgebung dienen, sowie Verdickungsmittel, Emulgatoren und/oder Stabilisatoren, welche die Dispersion für die Lagerung und den Transport stabilisieren und einer Sedimentation entgegenwirken.
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Der erfindungsgemäße Abziehlack hat einen vergleichsweise hohen Festkörperanteil, insbesondere 20%–60 %, bevorzugt 40 %–55 % (jeweils Gew% bezogen auf das Gesamtgewicht des Abziehlackes) und weist somit Vorteile hinsichtlich des Transports und der Lagerung sowie der erzielbaren Trockenfilmstärken auf. Nach dem Auftrag des Abziehlackes auf einer Oberfläche wird durch den hohen Festkörperanteil eine effektivere Trocknung pro Massenanteil erreicht, da weniger Energie zum Verdampfen des Lösungsmittels aufgewendet werden muss.
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Der erfindungsgemäße Abziehlack kann mit allen dem Fachmann bekannten Applikationsmethoden auf einer Oberfläche aufgebracht werden, insbesondere mit Spritzgeräten auflackiert werden, gerollt oder gerakelt oder mit dem Pinsel aufgetragen werden. Auch eine Tauchlackierung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich.
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Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Auftragen des erfindungsgemäßen Abziehlackes sollte der Abziehlack flächendeckend und homogen auf die Oberfläche aufgetragen werden, und zwar mit einer Stärke von mindestens 150 nm, um zu gewährleisten, dass der dann getrocknete und ausgehärtete Film rückstandslos entfernt werden kann. Besonders bevorzugt ist, dass die Dicke des auf einer Oberfläche aufgebrachten Abziehlackes, nach der Applikation, eine Dicke von 10 µm bis 100 µm aufweist, bevorzugt von 10 µm bis 50 µm, weiter bevorzugt von 15 µm–25 µm aufweist. Für hochelastische Beschichtungen ist eine Schichtstärke von 40 μm bis 80 μm vorteilhaft.
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Besonders bevorzugt ist, dass der Abziehlack mit "Airless", "Airmix", Elektrosprühgeräten, Saugvorrichtungen oder Fließbecherpistolen aufgebracht wird.
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Die resultierende Abziehfolie, welche auf einer Oberfläche aufgebracht und gehärtet ist, kann durch einfaches mechanisches Abziehen, also ohne Zuhilfenahme von chemischen und/oder thermischen Maßnahmen rückstandsfrei von der Oberfläche abgezogen werden, insbesondere auch ohne die darunter liegende Oberfläche, auch wenn diese vor Aufbringen des Abziehlackes bereits permanent lackiert war, zu beschädigen. Die Tatsache, dass der ausgehärtete Abziehlack als Film von der Oberfläche rückstandsfrei entfernt werden kann, ist nach diesseitiger Auffassung, ohne an diesen vorgeschlagenen Mechanismus gebunden zu sein zu wollen, durch das Vorliegen eines Co-Lösungsmittels sowie gegebenenfalls – in Wechselwirkung damit – den haftungsverstärkenden Zusatz bedingt.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung betrifft ein "haftungsverstärkender Zusatz" eine Komponente des Abziehlackes, welche sowohl mit der zu beschichtenden Oberfläche in Wechselwirkung treten kann, also an dieser anhaften kann, als auch mit den Polymeren im Abziehlack in Wechselwirkung tritt. Dabei hat der haftungsverstärkende Zusatz bevorzugt eine hydrophile funktionelle Gruppe sowie eine hydrophobe funktionelle Gruppe.
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Gemäß dem in 1 gezeigten Mechanismus setzt sich der haftungsverstärkende Zusatz unmittelbar an der zu beschichtenden Oberfläche fest und sorgt in Zusammenwirkung mit dem Co-Lösungsmittel, welches langsamer verdampft bzw. verdunstet als Wasser, dafür, dass der auf der Oberfläche aufgetragene Film einerseits homogen bleibt und andererseits so aushärten kann, dass eine homogene Beschichtung gewährleistet bleibt.
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Im Gegensatz zu aus dem Stande der Technik bekannten Abziehfolien hat der (langsam) ausgehärtete Abziehfolie basierend auf einem auf einer Oberfläche aufgetragenen Abziehlack im Sinne der vorliegenden Erfindung eine vergleichbare Härte wie ein dauerhaft aufgebrachter und ausgehärteter Lack. Die Härte kann vorliegend beispielsweise als "Martenshärte" (MH) angegeben werden, wie mit einer instrumentierten Eindringprüfung nach DIN EN ISO 14577 mit einem Mikrohärtemessegerät, beispielsweise "Fischer Scope HM 2000" gemessen werden. Dabei sind vorzugsweise Härten MH von 10 bis 100 N/mm2 bevorzugt, insbesondere Härten von 30 bis 80 N/mm2.
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Der bevorzugte Einsatzbereich im Hinblick auf die Temperatur, für den vorliegenden Abziehlack, beträgt von +5°C bis +55°C.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der ausgehärtete Abziehlack, nunmehr als Folie vorliegend, eine Dehnbarkeit von 350% bis 800% auf.
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Bevorzugte Anwendungen und Ausführungsbeispiel
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Der Abziehlack im Sinne der vorliegenden Erfindung findet vorzugsweise Anwendung als Überzugslack zum Schutze eines ersten dauerhaft aufgebrachten Lackes, insbesondere Schutz vor saurem Regen, UV-Strahlung, mechanischer Beschädigung. In diesem Zusammenhang oder unabhängig hiervon erlaubt der erfindungsgemäße Abziehlack insbesondere auch die Farbtongestaltung durch eine Flüssigfolierung an IObjekten, beispielsweise Fahrzeugen jeglicher Art, sowie im Bereich der gestalterischen Möglichkeiten. Glasdesign, Möbeldesign Fassadengestaltung Reklametechnik und Kunstobjekte. Der erfindungsgemäße Abziehlack eignet sich auch für Schutzversiegelungen im Hinblick auf Schmutz und als wasser-abweisender Film sowie als Anti-Graffiti Schutzschicht, die restlos wieder zu entfernen ist.
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Der erfindungsgemäße Abziehlack eignet sich auch als Vorlack für Schutzversiegelung, zum Aufbringen einer gefärbten oder ungefärbten Schutzschicht vor Schmutz, einer wasserabweisenden Schicht, oder einer Schicht, welche zum Schutz vor dem Aufbringen von Graffiti dient bzw. das Entfernen von Graffiti von der Oberfläche besonders erleichtert. In diesem Sinne dient der erfindungsgemäße Abziehlack auch als Versiegelungslack, welcher von dem zu schützenden Objekt rückstandslos und restlos entfernt werden kann.
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Der erfindungsgemäße Abziehlack kann insbesondere nach Vorreinigung der Oberfläche, welche vorzugsweise keiner Versiegelung, insbesondere keiner Wachsversiegelung ausgesetzt wurde, direkt ohne vorherige Schleifarbeiten aufgebracht (appliziert) werden, und zwar insbesondere mit herkömmlichen Spritzpistolen aufweisend eine Düsengröße in einem Bereich von 1,2 bis 1,4 mm. Ein Spritzdruck von ungefähr 2 bar im "Breitstrahlmodus" hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Der Abziehlack gemäß vorliegender Erfindung wird vorzugsweise für Applikationen (Anwendungen) auf Oberflächen eingesetzt, insbesondere großflächige Oberflächen. Nach der Anwendung verdampft bzw. verdunstet das Wasser sowie das daneben in der Dispersion des Abziehlackes vorliegende Co-Lösungsmittel und führen somit zur Aushärtung und zu einem elastischen Film enthaltend insbesondere die Polymerkomponente gegebenenfalls mit Pigmenten, als kohärenten (zusammenhängenden) Film.
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Der erfindungsgemäße Klarlack kann mit ca. 5 bis 10 % eines Verdünnungsmittels verdünnt werden. Im Ausführungsbeispiel wurde darauf geachtet, dass nicht dünn und trocken vorlackiert wird. Es hat sich als empfehlenswert herausgestellt, dass die zu beschichtende Oberfläche vorzugsweise mit zwei bis vier Spritzgängen lackiert wird. Es ist darauf zu achten, dass Endstück und Randungen möglichst gleichmäßig beschichtet werden. In dieser beispielhaften Ausführungsform erfolgt die Trocknung vorteilhaft bei 60 °C Umlufttemperatur über einen Zeitraum von 20 bis 30 Minuten. Die Trocknung an der Luft dauert im Antrocknungsbereich bis zu 24 Stunden und die Endhärte, in beiden Trocknungsarten, wird nach zirka einer Woche erreicht. Die resultierende Abziehfolie, welche auf einer Oberfläche aufgebracht und gehärtet ist, kann durch Einfaches mechanisches Abziehen, also ohne Zuhilfenahme von chemischen und/oder thermischen Maßnahmen rückstandsfrei von der Oberfläche abgezogen werden, insbesondere auch ohne die darunter liegende Oberfläche, auch wenn diese bereits permanent lackiert war, zu beschädigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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