DE602005006388T3

DE602005006388T3 - Neues Pulverlackierungssystem

Info

Publication number: DE602005006388T3
Application number: DE602005006388.9T
Authority: DE
Inventors: William O'Dell; Steven Johnson; Larry Brandenburger
Original assignee: Valspar Sourcing Inc
Current assignee: Sherwin Williams Co
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2017-07-27
Anticipated expiration: 2025-02-12
Also published as: US7867555B2; AU2005214335A1; DE602005006388D1; DE602005006388T2; BRPI0507536A; CN1942533A; WO2005080511A1; US20050182155A1; EP1713868A1; EP1713868B1; CA2555470A1; ATE393799T1; EP1713868B2

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung und Verwendung von Pulverzusammensetzungen.
Hintergrund
Pulverbeschichtungen stellen eine Alternative zu üblichen Beschichtungen und Farben auf flüssiger Basis dar. Systeme auf flüssiger Basis sind ziemlich leicht zu nuancieren und zu färben, um zu einer erwünschten Farbe zu gelangen. Dies gilt jedoch im Allgemeinen nicht für Systeme auf Pulverbasis aufgrund des Herstellungsverfahrens sowie des Anwendungsverfahrens bei Pulvern.
Pulverbeschichtungen werden im Allgemeinen in einem mehrstufigen Verfahren hergestellt. Verschiedene Komponenten, die Harze, Härtungsmittel, Pigmente, Additive und Füller umfassen können, werden dabei im trockenen Zustand gemischt, um einen Prämix zu bilden. Dieses Prämix wird dann einem Extruder zugeführt, bei dem eine Kombination von Wärme, Druck und Schereinwirkung zum Einsatz gelangt, um die einzelnen Komponenten zu schmelzen und sorgfältig miteinander zu mischen. Da die Komponenten im geschmolzenen Zustand während des Extrusionsverfahrens miteinander gemischt werden, können unterschiedliche Farben von Pigmenten zusammengemischt werden, um eine gleichmäßige Färbung zu erzielen. Das Extrudat wird gekühlt und dann zu Pulver vermahlen. Je nach dem gewünschten Endzweck der Beschichtung werden die Vermahlungsbedingungen gewöhnlich so eingestellt, daß eine durchschnittliche Partikelgröße des Pulvers von ca. 25–150 μm erreicht wird.
Das Endpulver wird dann auf ein Erzeugnis mit unterschiedlichen Methoden wie z. B. unter Einsatz von Wirbelschichten und Sprühvorrichtungen aufgebracht. Besonders häufig bedient man sich eines Elektrolackierens, bei dem die Partikel elektrostatisch aufgeladen und dann auf ein Erzeugnis aufgesprüht werden, das vermahlen wurde, so daß die Pulverpartikel vom Erzeugnis angezogen werden und an ihm haften bleiben. Nach der Beschichtung wird das Erzeugnis erwärmt. Der Erwärmungsschritt bewirkt, daß die Pulverpartikel schmelzen und unter Zusammenfließen das Erzeugnis beschichten. Gegebenenfalls kann man sich auch einer fortwährenden oder zusätzlichen Erwärmung bedienen, um die Beschichtung zu härten. Andere Alternativen wie die UV-Härtung der Beschichtung wurden entwickelt und können auch zum Einsatz gelangen.
Ein Charakteristikum und eine Einschränkung der Pulverbeschichtungen im Unterschied zu flüssigen Farben besteht darin, daß dann, wenn Pulverbeschichtungen aus zwei unterschiedlichen Farben miteinander gemischt werden, die erhaltene Lackierung gewöhnlich keine gleichmäßige Färbung aufweist, sondern gesprenkelt erscheint. Wird z. B. eine weiße Pulverbeschichtung mit einer schwarzen gemischt oder damit verunreinigt und dann aufgebracht, ist die Endbeschichtung schwarz-weiß gesprenkelt, anstatt daß eine gleichmäßige graue Farblackierung erhalten würde. Dieses Charakteristikum von Pulverbeschichtungen hat erhebliche Konsequenzen für die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Pulverbeschichtungen, da jede Pulverzusammensetzung von anderen Pulverzusammensetzungen getrennt werden muß. Es ist jedoch schwierig, rasch und auf billige Weise von einer Färbung einer Pulverbeschichtungszusammensetzung zu einer anderen zu wechseln. Der Wechsel der Zusammensetzungen erfordert eine vollständige Trennung des Produktes von einer Charge von gefärbtem Pulver zur nächsten in allen Herstellungsschritten. Beim Extruder erfordert dies gewöhnlich eine vollständige Reinigung der Ausrüstung und die erneute Zufuhr der nächsten Zusammensetzung bis zu ihrer Stabilisierung. Dies nimmt Zeit in Anspruch und führt zu Abfallprodukten. Bei der Mühle muß das ganze Mahlsystem gereinigt werden. Dies erfordert gewöhnlich eine größere Demontage und die Reinigung der gesamten Mahlausrüstung und der damit verbundenen Rohrleitungen sowie die erneute Montage, was zeit- und arbeistaufwändig ist. Wird die Ausrüstung nicht vollständig gereinigt, führt dies dazu, daß die zweite Pulverfarbzusammensetzung Flecken der ersten Farbzusammensetzung aufweist.
Das Reinigungsverfahren für das Umschalten von der Produktion einer Farbe auf eine andere ist besonders aufwändig bei der Herstellung kleinerer Chargen spezieller Färbungen. Bei kleineren Chargen kommt es nicht selten vor, daß für den Reinigungsprozeß mehr Zeit und Arbeit aufgewandt werden müssen, als für die Extrusion und das Vermahlen der Charge erforderlich ist.
Ein ähnliches Problem ergibt sich dann, wenn ein Kunde eine Sonderform von Farbpulverbeschichtung wünscht. Entspricht die anfänglich produzierte Farbe nicht der gewünschten Färbung, muß dem Extruder erneut zusätzliches Pigment bzw. Material zugeführt werden. Dies erfordert die Wiederholung des gesamten Prozesses einschließlich der Reinigung. Andererseits kann es vorkommen, daß die Charge verworfen werden muß und eine ganz neue Charge erforderlich ist, um die geeignete Farbabstimmung zu erreichen. Aus allen oben genannten Gründen ist es schwierig und zeitaufwändig sowie teuer, kleinere Mengen spezieller Pulverbeschichtungsfärbungen zu erzielen. Es wird bei weitem bevorzugt, größere Mengen derselben Farbe bei minimaler Umstellung zu produzieren. Aufgrund der gesamten Vorzüge von Pulverbeschichtungen besteht jedoch eine zunehmende Akzeptanz für Pulverbeschichtungen. Dies wiederum bewirkt einen größeren Bedarf an einer breiteren Palette an Farben für eine zunehmende Zahl an Verwendungsmöglichkeiten.
EP 1323769 offenbart ein Verfahren zur Beschichtung von thermoplastischem Polyurethan mit funktionalisierten Verbindungen. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte der Zufuhr eines thermoplastischen Polyurethans zu einem Mischer, worin dann das Polyurethan in Bewegung gehalten wird. EP 1323769 beschreibt ferner ein Partikelgemisch, das Partikel enthält, die ein thermoplastisches Polyurethan umfassen, das einen Kern und eine funktionelle Stoffe enthaltende Umhüllung enthält.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung, ermöglicht diese die rasche und billige Erzeugung einer fast unbegrenzten Zahl von Pulverbeschichtungszusammensetzungen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Farbe mit anderen erwünschten Additiven zu einem Pulver gemischt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß dieses Verfahren eine überaus effiziente und wirksame Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte ermöglicht. Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Zahl der Zwischenprodukte auf ein Minimum reduziert werden kann, während die Zahl der dadurch erzielbaren Endprodukte auf ein Maximum angehoben wird. Dies ermöglicht ein wirksames Herstellungsverfahren, welches die Kosten für Bevorratung und Reinigung minimiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren, umfassend:
die Bereitstellung wenigstens eines Ausgangspulvers, das ein hitzehärtbares Polymerbindemittel umfaßt,
die Bereitstellung wenigstens einer beständigen Färbemitteldispersion,
das Mischen des Ausgangspulvers, bzw. der Ausgangspulver, und der Färbemitteldispersion(en) zur Bildung einer gefärbten Mischung und
die Behandlung der gefärbten Mischung zur Bildung eines fließfähigen Pulvers, dadurch gekennzeichnet, daß die beständige Färbemitteldispersion wenigstens ein Pigment oder einen Farbstoff in einem flüssigen Träger umfaßt, und die mittlere Pigmentpartikelgröße 0,04–1 μm beträgt, und
das Ausgangspulver, bzw. die Ausgangspulver, und die Farbstoffdispersion(en) bei einer Temperatur von unter 40°C gemischt werden.
Gemäß der Beschreibung wird eine Zusammensetzung bereitgestellt, umfassend:
einen Kernpartikel und
wenigstens eine teilweise Umhüllung um die Kernpartikel, wobei die Umhüllung entweder

(a) einen Farbstoff oder
(b) einen Pigmentpartikel und ein Dispergierhilfsmittel umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernpartikel ein hitzehärtbares Polymerbindemittel umfaßt, und der Pigmentpartikel eine mittlere Partikelgröße von 0,04 bis 1 μm aufweist, wobei das Dispergierhilfsmittel ein oder mehrere Tenside, Monomere, Polymere und Oligomere umfaßt.

Die Einzelheiten einer oder mehrere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung sind nachfolgend dargestellt. Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Patentansprüchen hervor.
Detaillierte Beschreibung
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren bereitgestellt, das die Bereitstellung wenigstens eines Ausgangspulvers, die Bereitstellung wenigstens einer beständigen Färbemitteldispersion, und das Mischen des Ausgangspulvers, bzw. der Ausgangspulver, und der Farbstoffdispersion(en) zur Bildung einer gefärbten Mischung umfaßt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform führt die Behandlung der Mischung zu einem fließfähigen gefärbten Pulver.
Geeignete Ausgangspulver umfassen im Allgemeinen wenigstens ein Polymerbindemittel. Sie können aber auch ein oder mehrere Färbemittel und gegebenenfalls ein oder mehrere andere Additive enthalten. Diese Komponenten werden vor der Zufuhr zum Extruder miteinander kombiniert und gemischt.
Geeignete Polymerbindemittel umfassen im Allgemeinen ein filmbildendes Harz und gegebenenfalls ein Härtungsmittel für das Harz. Das Bindemittel kann unter einem beliebigen Harz oder einem Gemisch von Harzen ausgewählt werden, welches die erwünschten Filmeigenschaften gewährleistet. Geeignete Beispiele für Polymerbindemittel enthalten hitzehärtbare und/oder thermoplastische Materialien, die zusammen mit Epoxy, Polyester, Polyurethan, Polyamid, Acrylharz, Polyvinylchlorid, Nylon, Fluorpolymer, Silikon und anderen Harzen oder Gemischen davon hergestellt werden können. Beispiele für bevorzugte Bindemittel enthalten folgende:
Carboxylfunktionelle Polyesterharze, gehärtet mit epoxidfunktionellen Verbindungen wie Triglycidylisocyanurat (TGIC), carboxylfunktionelle Polyesterharze, gehärtet mit Polymerepoxyharzen, carboxylfunktionelle Polyesterharze, gehärtet mit Hydroxyalkylamiden, hydroxylfunktionelle Polyesterharze, gehärtet mit gehinderten Isocyanaten oder Uretdionen, Epoxyharze, gehärtet mit Aminen wie Dicyandiamid, Epoxyharze, gehärtet mit phenolfunktionellen Harzen, Epoxyharze, gehärtet mit carboxylfunktionellen Härtungsmitteln, carboxylfunktionelle Acrylharze, gehärtet mit polymeren Epoxyharzen, hydroxylfunktionelle Acrylharze, gehärtet mit gehinderten Isocyanaten oder Uretdionen, ungesättigte Harze, die durch Freiradikalreaktionen gehärtet werden können, und Silikonharze, jeweils als Einzelbindemittel oder im Gemisch mit organischen Harzen. Eine gegebenenfalls erfolgende Härtungsreaktion kann thermisch oder durch Bestrahlung (z. B. durch UV, UV-sichtbar, sichtbares Licht, Infrarotstrahlung, naher Infrarotstrahlung und durch Elektronenstrahlen) induziert werden.
Das als Endprodukt erhaltene Ausgangspulver kann klar oder gefärbt sein, durchscheinend oder opak. Klare Ausgangspulver weisen keinen Zusatz an Färbemitteln auf und sind für dunkle Farben und metallisch glänzende oder perlmuttartig glänzende Lackierungen geeignet. Als Färbemittel kommen sowohl Farbstoffe als auch Pigmente in Frage. Gefärbte Ausgangspulver enthalten eine ausreichende Menge an Pigmenten oder Farbstoffen zur Induzierung eines bestimmten Grades an Opazität und sind geeignet für Farben, bei denen ein erheblicher Anteil der erforderlichen Pigmentierung bereits im Ausgangspulver enthalten ist. Obwohl eine große Vielfalt von Trockenpigmenten für das pigmentierte Ausgangspulver in Frage kommt, ist das üblichste und am häufigsten verwendete Titandioxidweiß.
Das Ausgangspulver kann gegebenenfalls auch noch weitere Additive enthalten. Diese weiteren Additive können die Verwendungsmöglichkeiten für die Pulverbeschichtung, das Aufschmelzen und/oder die Härtung der Beschichtung bzw. die Eigenschaften bzw. das Aussehen der Endbeschichtung verbessern. Beispiele für gegebenenfalls verwendete Additive sind Härtungskatalysatoren, Antioxidantien, Farbstabilisatoren, Gleit- und Kratzfestigkeitsadditive, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren auf der Basis von sterisch gehindertem Amin, Photoinitiatoren, Leitfähigkeitsadditive, die statische Aufladung durch Reibung erhöhende Additive, Antikorrosionsadditive, Füllstoffe, inerte Pigmente, Texturierungsmittel, Entgasungsadditive, Verlaufmittel, Thixotrope und Kantenüberzugsadditive.
Das Polymerbindemittel wird im trockenen Zustand mit beliebigen anderen Additiven gemischt und dann gewöhnlich einem Extruder zugeführt. Das erhaltene Extrudat wird dann zur Bildung eines Pulvers vermahlen. Es können aber auch andere Methoden zum Einsatz gelangen. Eine alternative Methode besteht z. B. darin, daß man ein Bindemittel verwendet, das in flüssigem Kohlendioxid löslich ist. Bei dieser Methode werden die trockenen Komponenten mit dem flüssigen Kohlendioxid gemischt und dann unter Bildung der Ausgangspulverpartikel gesprüht.
Das erhaltene Pulver hat eine Partikelgröße, die für das Beschichtungsverfahren wirksam geeignet ist. Partikel mit einer Größe von unter 10 μm sind praktisch sehr schwer mit Hilfe der üblichen elektrostatischen Sprühverfahren wirksam aufzubringen. Für glatte Lackierungen werden Partikel mit einer Größe von bis zu 150 μm und einer durchschnittlichen Partikelgröße von 45 μm bevorzugt. Für texturierte Lackierungen werden Partikel mit einer Größe von bis zu 300 μm und einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 60 μm bevorzugt.
Geeignete Ausgangspulver können von unterschiedlichen Anbietern einschließlich Valspar, Akzo Nobel, Rohm & Haas, Sherwin Williams und H. B. Fuller bezogen werden.
Färbemitteldispersionen umfassen Pigmentdispersionen, Farbstofflösungen und entsprechende Gemische. Geeignete Färbemitteldispersionen umfassen einen festen Farbstoff, eine Farbstofflösung, eine Farbstofflösung mit einem Dispergierhilfsmittel, Pigmente in einem Dispergierhilfsmittel in fester Form, ein Pigment und ein Dispergierhilfsmittel in einem Träger und ein Pigment und einen Farbstoff und ein Dispergierhilfsmittel in einem Träger.
In trockener Form sind die meisten Pigmente weitgehend miteinander agglomeriert und bestehen aus Zusammenballungen primärer Partikel, die miteinander durch physikalische Kräfte verbunden sind. Zur Erzeugung einer beständigen Pigmentdispersion wird das trockene Pigment gewöhnlich mit einem Dispergierhilfsmittel und einem Träger kombiniert. Auf das erhaltene Gemisch läßt man dann mechanische Energie einwirken, um die Kräfte zu überwinden, welche die Pigmentagglomerate miteinander verbinden. Die erhaltene beständige Pigmentdispersion besteht dann aus einzelnen Pigmentpartikeln, die im Dispergierhilfsmittel verkapselt sind, das in den Trägermedien suspendiert ist. Diese Pigmentpartikel werden in idealer Weise entgegen dem hochagglomerierten Zustand des trockenen Ausgangstrockenpigments auf ihre Primärpartikelgröße reduziert.
Es können unterschiedliche organische oder anorganische Pigmente verwendet werden. Geeignete Pigmente sind Titandioxid, Ruß, Eisenoxidrot, Eisenoxidgelb, rohe Umbra, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Naphtholrot, Toluidinrot, unterschiedliche organische Gelbtöne, Carbazolviolett und Chinacridone. Für die Verwendung in einer Färbemitteldispersion kommt auch im wesentlichen jedes gefärbte Pigment in Frage, das in Pulvern in trockener Form verwendet werden kann. Eine repräsentative Liste der in handelsüblichen Färbemitteldispersionen verwendeten Pigmente findet sich in der Produktliteratur, welche die Covon^TM Colorants, vertrieben durch die Fa. Degussa, beschreibt.
Die mittlere Pigmentpartikelgröße beträgt gewöhnlich ca. 0,01–4,0 μm und vorzugsweise ca. 0,04–1,0 μm. Organische Pigmente haben gewöhnlich eine mittlere Pigmentpartikelgröße von unter 0,3 μm. Titandioxidpigmente haben gewöhnlich eine mittlere Pigmentpartikelgröße von 0,3–5,0 μm. Eisenoxidpigmente haben gewöhnlich eine mittlere Pigmentpartikelgröße von 0,2–0,6 μm. Ruß hat gewöhnlich eine mittlere Pigmentpartikelgröße von ca. 0,07 μm, während Phthalocyaninblau gewöhnlich eine mittlere Pigmentpartikelgröße von ca. 0,05 μm hat.
Die Färbemitteldispersion kann aber auch einen Farbstoff in einem Träger anstelle einer Pigmentdispersion enthalten. Ein Farbstoff ist ein Färbemittel, das in der Trägerflüssigkeit löslich ist und daher im Träger gelöst ist. Geeignete Farbstoffe können von unterschiedlichen Anbietern wie Sandoz und Ciba Specialty Chemicals bezogen werden. Außerdem kann die Färbemitteldispersion auch bestimmte Gemische von Pigmenten, Farbstoffen und Dispergierhilfsmitteln umfassen.
Geeignete Träger für die erfindungsgemäßen Zwecke sind z. B. Wasser, organische Lösungsmittel oder Gemische davon. Entsprechend den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird der Träger so ausgewählt, daß er ein unerwünschtes Schmelzen oder Erweichen der Komponenten des Ausgangspulvers verhindert oder reduziert. Beispiele für geeignete Träger sind Wasser, aliphatische Lösungsmittel wie Testbenzin, VM&P Naphtha, Hexan, Heptan und Octan. Die bevorzugte Trägerflüssigkeit enthält Wasser, wobei dieses besonders bevorzugt wird. Ein wäßriger Träger wird aufgrund seiner leichten Handhabbarkeit, der verminderten Entflammbarkeit, besseren Verträglichkeit für den Handhabenden und wegen der verminderten Umweltbelastung bevorzugt.
Geeignete Pigmentdispersionen umfassen vorzugsweise ein Dispergierhilfsmittel. Das Dispergierhilfsmittel kann unter beliebigen Stoffen ausgewählt werden, welche die Beständigkeit der Dispersionen über längere Zeit aufrechterhalten. Geeignete Dispergierhilfsmittel sind ein oder mehrere Harze, Polymere, Monomere, Oligomere oder Tenside. Das Dispergierhilfsmittel ist gewöhnlich ein Tensid bzw. Polymer, das im Träger löslich ist und die Beständigkeit der Dispersion aufrechterhält. Geeignete Dispergierhilfsmittel enthalten z. B. Natriumlaurylsulfat, Acrylamine, Acrylcarboxylate, Acrylpolymere, Alkylphenolethoxylate und Alkylphenolpropoxylate. Farbstofflösungen können auch ein Dispergierhilfsmittel enthalten.
Das in der beständigen Färbehilfsmitteldispersion verwendete Färbemittel kann ausgewählt werden unter Pigmenten, Farbstoffen oder Gemischen davon. Die Färbemitteldispersion kann eine beliebige Tönung oder Farbe aufweisen. Sie kann klar, durchsichtig, durchscheinend oder opak sein. Die Dispersion kann eine Flüssigkeit, eine Aufschlämmung, ein Gel, eine Paste oder ein Feststoff sein, obwohl wegen der leichten Meß- und Handhabbarkeit im Allgemeinen Flüssigkeiten der Vorzug gegeben wird. Die Färbemitteldispersion kann vor dem Mischen mit dem Ausgangspulver hergestellt werden bzw. kann von einer Reihe von Anbietern bezogen werden. Pigmente im festen vordispergierten Zustand sind von der Firma Sun Chemical unter dem Warenzeichen Surpass Specialty Paint Flush^TM, Ciba Specialty Chemicals unter dem Warenzeichen Microlean-UA^TM und von anderen Firmen bezogen werden. Feste vordispergierte Pigmente können auch mit einem geeigneten Träger gemischt und als flüssige Färbemitteldispersion verwendet werden. Geeignete handelsübliche flüssige Pigmentdispersionen sind von unterschiedlichen Firmen wie The Valspar Corporation (über ihre Tochterfirme EPS/CCA) unter der Handelsbezeichnung Novacolor^TM und von der Firma DeGussa Corp unter der Handelsbezeichnung Covon^TM oder Aquatrend^TM beziehbar. Eine Färbemitteldispersion in Pastenform kann von der Firma Penn Color unter dem Warenzeichen Aquacolor^TM bezogen werden.
Geeignete flüssige Färbemitteldispersionen umfassen ca. 4–80 Gew.-% Pigmente und 3–30 Gew.-% Dispergierhilfsmittel, wobei der Rest auf den Träger entfällt.
Die Dispersion enthält vorzugsweise 5–70 Gew.-% Pigmente und 5–25 Gew.-% Dispergierhilfsmittel, wobei der Rest auf den Träger entfällt. Stärker bevorzugt enthält die Dispersion 5–70 Gew.-% Pigmente und 7–22 Gew.-% Dispergierhilfsmittel, wobei der Rest auf den Träger entfällt.
Die Färbemitteldispersion ist besonders dadurch beständig, daß das Pigment bzw. der Farbstoff gleichmäßig verteilt ist. Eine Bodenkörperbildung erfolgt nur sehr langsam, so daß die Dispersion über längere Zeit, vorzugsweise während wenigstens 4 Stunden und stärker bevorzugt während 24 Stunden oder länger im Wesentlichen homogen bleibt. Die Färbemitteldispersion vermeidet Agglomeration der Pigmentpartikel und weist keine irreversible Bodenkörperbildung bzw. Partikelkoagulation während eines Zeitraums von 6 Monaten und vorzugsweise während eines ganzen Jahres oder noch länger auf. Nach einer so langen Lagerung kann die Färbemitteldispersion vorsichtig gemischt, gerührt bzw. geschüttelt werden, um die homogene Konsistenz der Dispersion wiederherzustellen.
Ein Merkmal der Färbemitteldispersion ist ihre reproduzierbare Farbstärke. Aufgrund ihrer Beständigkeit kann die Dispersion vorgemischt und gewichts- oder volumenmäßig abgegeben werden. Dieses Merkmal ermöglicht einen zuverlässigen und reproduzierbaren Standard bei der Verwendung bei der computergesteuerten Farbmusterung und führt zu vorhersagbaren, konstant gefärbten Pulverzusammensetzungen. Durch Einsatz eines meßbaren Volumens der Färbemitteldispersion kann eine vorhersagbare Menge Pigment im Verfahren zum Einsatz gelangen. Die Dispersion kann aber auch gewichtsmäßig oder nach einem beliebigen anderen System wie beispielsweise einem bestimmten Zeitplan oder aufgrund der Fließgeschwindigkeit oder mit Hilfe eines anderen statischen Meßsystems bzw. mit Hilfe eines Verfahrensmeßsystems gemessen werden.
Gegebenenfalls können erfindungsgemäß auch noch weitere Additive verwendet werden. Wie oben ausgeführt, können diese vor der Extrusion zugesetzt werden und Teil des Ausgangspulvers sein oder erst nach der Extrusion zugesetzt werden. Geeignete Additive für die Zugabe nach der Extrusion umfassen Stoffe, die kein entsprechendes Verhalten zeigen, wenn sie vor der Extrusion zugesetzt werden und auf die Extrusionsausrüstung einen zusätzlichen Verschleiß ausüben würden, oder auch noch andere Additive. Zusätzlich enthalten diese Additive Stoffe, die während des Extrusionsverfahrens zugesetzt werden können, obwohl deren Zugabe auch noch nachträglich wünschenswert ist. Die Additive können einzeln oder im Gemisch mit anderen Additiven zugesetzt werden, um eine erwünschte Wirkung auf die Pulverlackierung bzw. die Pulverzusammensetzung zu bewirken. Diese weiteren Additive können die Verwendungsmöglichkeiten für das Pulver, das Schmelzen und/oder die Härtung bzw. die Eigenschaften bzw. das Aussehen der Endbeschichtung verbessern. Beispiele für gegebenenfalls verwendete Additive sind Härtungskatalysatoren, Antioxidantien, Farbstabilisatoren, Gleit- und Kratzfestigkeitsadditive, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren auf der Basis von sterisch gehindertem Amin, Photoinitiatoren, Leitfähigkeitsadditive, die statische Aufladung durch Reibung erhöhende Additive, Antikorrisionsadditive, Füllstoffe, inerte Pigmente, Texturierungsmittel, Entgasungsadditive, Verlaufmittel, Thixotrope und Kantenüberzugsadditive.
Weitere bevorzugte Additive für die Aufnahme in diesem Schritt sind metallisch glänzende Pigmente wie trockene Aluminiumschuppen, perlmuttglänzende Pigmente, Glimmer und Bronzepigmente. Die besonders bevorzugten Sorten von Aluminium- und Bronzepigmenten für die Aufnahme in diesem Schritt sind solche Sorten, die in hohem Maße oberflächenbehandelt sind, einschließlich Sorten, die speziell für die Verwendung in Pulverbeschichtungen oder in wäßrigen flüssigen Beschichtungsanwendungen gedacht sind. Anbieter für diese Stoffe sind MD-Both und Eckart.
Weitere bevorzugte Additive enthalten Eigenschaften verbessernde Additive wie Gummiermittel, Reibungsminderer und Mikrokapseln. Zusätzlich können die Additive noch ein Schleifmittel, ein Katalysator, wärmeempfindliche Mittel oder zur Erzielung einer porösen Endbeschichtung beitragende Additive sein. Zugesetzt werden können auch noch Additive zur Verbesserung der Benetzung des Ausgangspulvers.
Ein oder mehrere Ausgangspulver, ein oder mehrere Färbemitteldispersionen und weiter gegebenenfalls Additive werden miteinander vermischt. Während des Mischens kann auch noch eine zusätzliche Flüssigkeit von beliebigem geeignetem Typ zugesetzt werden. Diese zusätzliche Flüssigkeit ist vorzugsweise Wasser. Das Mischen kann mit einem beliebigen mechanischen Mischer oder durch manuelles Mischen erfolgen. Geeignete Beispiele für in Frage kommende Mischer enthalten Henschel-Mischer, Mixaco-Mischer und Mischer mit horizontaler Welle. Bevorzugte Mischer enthalten solche, die besonders leicht gereinigt werden können. Besonders bevorzugt sind Mischer mit Wechselbehälter oder Mischen im tatsächlichen Transportbehälter.
Der Mischschritt erfolgt vorzugsweise unter schonenden Bedingungen bei einer Temperatur von unter 40°C und ganz besonders bei einer Temperatur von unter 30°C. Da eine Färbemitteldispersion verwendet wird, sind beim Mischen Wärme und hohe Scherkräfte weder nötig noch erwünscht. Die Färbemitteldispersion sollte mit den gegebenenfalls verwendeten Additiven und den Ausgangspulvern so gemischt werden, daß eine ausreichend homogene Mischung erzielt wird. Gewöhnlich werden die Komponenten zusammen in einem Mixer oder Henschel-Mischer weniger als 1 Minute lang miteinander gemischt, um die erforderliche Mischung zu erzielen. Ungeachtet der zum Einsatz gelangenden Mischvorrichtung sollten die Mischdauer und die Drehzahl (U/min) idealerweise so gewählt werden, daß es nur zu einer minimalen Änderung der Partikelgröße kommt. Aufgabe des Mischschrittes ist die Beschichtung der Ausgangspulverpartikel mit dem Färbemittel und nicht die Verursachung starker Veränderung in der Partikelgröße. Die erhaltene Mischung kann die verschiedensten Erscheinungsformen aufweisen. Sie kann weiterhin in einer weitgehend festen Form mit der Konsistenz von feuchtem Sand vorliegen oder eine dicke Aufschlämmung darstellen oder sogar flüssig sein. Die physikalische Form des Produktes zum Zeitpunkt des Mischens hängt weitgehend von den Verhältnissen von verwendetem Färbemittel, Träger, zusätzlich zugegebener Flüssigkeit und Ausgangspulvern ab.
Nach dem Mischen kann der Träger aus dem Pulver entfernt werden. Das erwünschte Endprodukt ist ein fließfähiges Pulver. Die Entfernung des Trägers umfaßt eine Änderung des Zustandes des Trägers, Umsetzen des Trägers, Verdampfen des Trägers oder andere Methoden. Vorzugsweise wird das Pulver getrocknet. Ähnlich wie das Mischen erfolgt auch die Trocknung im Allgemeinen unter schonenden Bedingungen und bei einer Temperatur von vorzugsweise unter 40°C und ganz besonders bei einer Temperatur von unter 30°C. In allen Fällen sollte die Trocknung weit unterhalb des Erweichungspunktes des Ausgangspulvers erfolgen. Der Erweichungspunkt des Ausgangspunktes ist der Punkt, bei dem die Oberfläche der Pulverpartikel bis zu dem Punkt erwärmt wird, bei dem die Partikel klebrig und haftend werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Material in einem offenen Behälter getrocknet werden. Vorzugsweise wird das Material ausgebreitet oder auf andere Weise stärker der Trocknung ausgesetzt. Gegebenenfalls können auf das Material bzw. durch dieses hindurch trockene Luft oder ein anderes Gas geblasen werden, um den Trocknungsprozeß zu beschleunigen. Zu diesem Zweck kann aber auch ein gewisses Vakuum eingesetzt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Trocknung mit Hilfe einer Wirbelschicht erreicht. Der Einsatz von Wirbelluft zur Beschleunigung des Trocknungsverfahrens kann entweder in einem getrennten Verfahrensbehälter oder im Mischgefäß erfolgen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Schritte des Mischens und der Trocknung in einem Wegwerftransportbehälter erfolgen. Im Allgemeinen dauert die Trocknung um so länger, je feuchter die intermediäre Mischung ist. Während das Material trocknet, wird es auch fließfähiger. Eine Diskussion über die Fließfähigkeit und eine allgemeine Definition finden sich im „Powder Coating Institute Technical Brief, Nr. 24”.
Ist das Material nach Entfernung des Trägers verklumpt, können die Klumpen durch Sieben, Vermahlen, durch Behandlung in einer Kugelmühle, durch Einblasen von Luft, durch Schütteln oder auf andere Weise entfernt werden. Vorzugsweise wird in solchen Fällen gesiebt. Das zu verwendende Sieb sollte eine Maschen- bzw. Porengröße entsprechend den erwünschten Pulvereigenschaften aufweisen. Für glatte Lackierungen sollte das Sieb eine Maschengröße zwischen ca. 75 μm und ca. 150 μm aufweisen. Höhere Maschengrößen wie bis zu 300 μm können für bestimmte texturierte Lackierungen bevorzugt sein.
Bei Einsatz eines Siebs wird das getrocknete Material durch das Sieb getrieben, wobei das Sieb die Materialklumpen zurückhält und auf diese Weise verhindert, daß diese in das Endprodukt gelangen. Diese können welche, nicht vollständig getrocknete Materialklumpen oder harte Partikelklumpen darstellen. Das Sieben ermöglicht es, das Verfahren fortzuführen, ohne daß das gesamte Gemisch gleichmäßig getrocknet wird, und ermöglicht außerdem die Aufrechterhaltung eines konstanten Endproduktes. Das Sieben ermöglicht ferner die Optimierung des Trocknungsschrittes im Hinblick auf das gesamte Verfahren.
Ein exemplarisches Verfahren zur Durchführung der Erfindung besteht in der Auswahl eines oder mehrerer Ausgangspulver und einer oder mehrerer beständiger Färbemitteldispersionen. Die beständige Färbemitteldispersion wird den Ausgangspulvern durch Gießen, Aufsprühen oder manuelle bzw. mechanische oder automatische Mittel zugesetzt. Gegebenenfalls können noch weitere Additive zugesetzt werden. Diese können durch Gießen, Aufsprühen, Zugeben mit manuellen, mechanischen oder automatischen Mitteln zugesetzt werden. Diese optionalen Additive können mit dem Ausgangspulver vor oder nach der Zugabe der Färbemitteldispersion gemischt oder mit dem Färbemittel vor der Zugabe der Färbemitteldispersion vorgemischt werden. Gegebenenfalls kann eine zusätzliche Flüssigkeit, die sich mit dem für die beständige Färbemitteldispersion verwendeten Träger decken kann aber nicht muss, zugesetzt werden. Z. B. kann eine geringe Menge Wasser zur Verbesserung des Mischvorgangs zugesetzt werden. Diese kann zugegossen, aufgesprüht oder durch manuelle, mechanische oder automatische Mittel zugesetzt werden. Das Ausgangspulver wird mit den Additiven gemischt oder gleichmäßig verteilt. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Mischen gleichzeitig mit den Zugaben erfolgen, wodurch ein zusätzliches oder getrenntes Mischen vermieden werden kann und die erforderliche Homogenität der Mischung erzielt wird. Nach dem Mischen kann das Material getrocknet und gegebenenfalls durch ein Sieb getrieben werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die beständige Färbemitteldispersion ein Pigment und ein Dispergierungshilfsmittel. Bei einer solchen Dispersion umgibt das Dispergierungshilfsmittel die Pigmentpartikel, wodurch diese davon abgehalten werden, zu koagulieren. Bei typischen Formulierungen liegen dann nach dem Mischen der beständigen Färbemitteldispersion mit dem Ausgangspulver viel mehr Pigmentpartikel als Ausgangspulverpartikel vor. Beim Entfernen des Trägers haben die umhüllten Pigmentpartikel die Tendenz, den Ausgangspulverpartikeln anzuhaften. Sobald viele Pigmentpartikel den einzelnen Ausgangspulverpartikeln anhaften, beginnt sich zumindest eine Teilschicht und stärker bevorzugt eine im Wesentlichen vollständige Schicht aus Färbemittel auf der Oberfläche der Kernpartikel zu bilden. Dieses bildet dann eine teilweise oder vollständige hüllenartige Struktur (obwohl diese hüllenartige Struktur nicht unbedingt eine kontinuierliche Schicht darzustellen braucht sondern auch eine diskontinuierliche Schicht aus diskreten Partikeln oder Inseln gefärbter Partikeln darstellen kann).

Ohne sich auf eine bestimmte Theorie festlegen zu wollen, ist es durch die nun vorliegenden Indizien nahegelegt, daß sobald die Färbemitteldispersion dem Ausgangspulver zugesetzt wird, die Färbemittel in der Färbemitteldispersion auf der Oberfläche der Ausgangspulverpartikel eine Deckschicht bilden. Es wird angenommen, daß die übrigen Komponenten in der Färbemitteldispersion die Pigmentpartikel mit den Ausgangspulverpartikeln locker verbinden. Es ist durch die nun vorliegenden Indizien nahegelegt, daß die Zahl der Pigmentpartikel, die gewöhnlich mit den einzelnen Kernausgangspartikeln verbunden sind, von der Größe der Ausgangspartikel, der Größe der Pigment- bzw. Farbstoffpartikel und der Menge an verwendetem Pigment bzw. Farbstoff abhängt. Dies geht aus der nachfolgenden Tabelle hervor, bei der für die Berechnungen eine Ausgangspartikelgröße von 32 μm im Durchmesser verwendet wird.

Pigment	durchschnittlicher Pigmentpartikeldurchmesser, in μm	exemplarischer Pigmenteinsatz (Gew.-% Pulverbeschichtung)	relative Zahl der Pigmentpartikel pro Ausgangspartikel
Titandioxid	0,3	3,5%	15,700
Eisenoxidrot	0,2	2,1%	26,000
Eisenoxidgelb	0,6	2,7%	1,520
Phthalocyaninblau	0,05	0,8%	2,110,000
Ruß	0,07	0,1%	80,100
organisches Rot	0,3	1,2%	14,900

Das fertiggestellte Pulver kann dann auf ein Substrat nach einer üblichen Methode wie Aufsprühen, Elektrolackieren, Wirbelschichten usw. aufgebracht werden. Nach Beschichtung mit dem Pulver wird das Substrat auf eine Temperatur erwärmt, die ausreichend hoch ist, um die Pulverpartikel zum Schmelzen und Fließen zu bringen. Dazu können unterschiedliche Wärmequellen verwendet werden einschließlich Konvektions-, Infrarot- und Induktionserwärmen oder Kombinationen davon. Gegebenenfalls kann das Pulver auch auf ein vorerhitztes Substrat aufgebracht werden.
Anschließend wird die Beschichtung gegebenenfalls gehärtet, wobei diese Härtung durch fortgesetzte Erwärmung, nachfolgende Erwärmung oder durch die Restwärme im Substrat erfolgen kann. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Pulver, wenn ein strahlungshärtbares Ausgangsbeschichtungspulver verwendet wird, durch einen relativ kurzen oder bei niederer Temperatur erfolgenden Heizzyklus geschmolzen und dann der Strahlung zur Initiierung des Härtungsvorgangs ausgesetzt werden. Ein Beispiel für diese Ausführungsform ist ein UV-härtbares Pulver. Weitere Beispiele für Strahlungshärtung sind UV-sichtbar, sichtbares Licht, nahe Infrarotstrahlung, Infrarotstrahlung und Elektronenstrahlen.
Das beschichtete Substrat wird vorzugsweise gleichmäßig gefärbt und hat die erwünschten physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Die Dicke der Endfilmbeschichtung hängt vom erwünschten Verwendungszweck des Substrats und den ausgewählten Additiven ab. Gewöhnlich hat die Endfilmbeschichtung eine Dicke von 25–200 μm.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht dann, daß zur Herstellung derselben Färbung in der Endfilmbeschichtung weniger Färbemittel erforderlich ist. Dies kann von Färbemittel zu Färbemittel variieren, gewöhnlich sind jedoch ca. 25% weniger Färbemittel erforderlich als beim sorgfältigen Mischen des Färbemittels mit dem Filmbildungsharz, wie dies im Extruder der Fall ist. Es wird davon ausgegangen, daß dieses Verfahren das Färbemittel besser verteilt, als dies durch das Mischen im Extruder der Fall ist. Außerdem befindet sich in der vorliegenden Erfindung das Färbemittel auf der Oberfläche der Partikel und nicht so sehr durchgehend in den Pulverpartikeln. Dies ermöglicht, daß dieselbe Menge an Färbemittel an der Oberfläche der Endfilmbeschichtung vorliegt, obwohl weniger Färbemittel zugesetzt wird. Stellt man, der Veranschaulichung halber, einen sehr dünnen Schnitt durch die Endfilmbeschichtung her und prüft diesen unter dem Mikroskop, so erscheint das Färbemittel an der Grenzfläche des verschmolzenen Ausgangspulvers verteilt.
Die nachfolgenden Beispiele dienen dem Verständnis der vorliegenden Erfindung und sollen den Anspruchsumfang nicht einschränken. Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile und Prozentangaben auf das Gewicht.
Beispiele

Eine Reihe von Stoffen, wie sie in den folgenden Beispielen zitiert werden, wurden durch in der Industrie übliche Prüfungen getestet. Die dabei erzielten Ergebnisse wurden der Literatur des Herstellers entnommen. Das „Epoxidäquivalentgewicht” bedeutet das gemessene Molekulargewicht pro Epoxygruppe. Die Säurezahl mißt die Menge an pro g Harz umgesetztem Kaliumhydroxid in mg. Beispiel 1 Herstellung eines weißen Hybridausgangspulvers

Tabelle 1
Komponente	Gewichtsteile
Epoxyharz (Egon 2002, Epoxid-Äqu. Gew. 675–760)	1380
Polyesterharz (Säurezahl 75–85)	1380
Katalysator (Benzyltriethylammoniumchlorid)	2,8
Acrylat-Flußkontrollemittel (Modaflow III)	40
Titandioxid-Pigment (R-900)	800
Calciumcarbonat-Füllstoff (Omyacarb UF)	400

Die obigen Komponenten wurden kombiniert und in einem Reos-Mischer 20 Sekunden lang im trockenen Zustand gemischt und dann durch einen Werner-Pfleiderer ZSK-30-Extruder extrudiert. Das abgekühlte Extrudat wurde dann mit 0,2 Gew.-% Aluminiumoxid C der Firma Degussa als Trockenfließmittel gemischt und dann in einer Luftklassierungsmühle vermahlen (Modell Powder Process Systems Laboratory). Aluminiumoxid C wurde dann zugegeben, um die Freifließeigenschaften des fertigen Pulvers zu verbessern. Das erhaltene Pulver wurde dann durch ein 230-T-mesh-Sweco-Sieb gesiebt. Die Partikelgröße des Pulvers wurde mit Hilfe eines Malvern Mastersizer 2000-Laser-Partikelgrößenanalysators gemessen, wobei eine durchschnittliche Partikelgröße (d(0,5)) von 30,4 μm festgestellt wurde. Eine Platte aus dem Produkt ergab nach Elektrolackieren und Aushärten (20 Minuten bei 190°C) Glanzwerte von 96 (bei einem Winkel von 60°) bzw. 74 (bei einem Winkel von 20°). Beispiel 2 Herstellung von klarem Hybridausgangspulver

Tabelle 2
Komponente	Gewichtsteile
Epoxyharz (Epon 2002)	1380
Polyesterharz (Säurezahl 75–85)	1380
Katalysator (Benzyltriethylammoniumchlorid)	2,8
Acrylat-Flußkontrollemittel (Modaflow III)	40
Calciumcarbonat-Füllstoff (Omyacarb UF)	1200

Die obigen Komponenten wurden wie in Beispiel 1 beschrieben verarbeitet. Die durchschnittliche Partikelgröße des erhaltenen Pulvers betrug 29,7 μm. Beispiel 3 Herstellung von hitzehärtbarem weißem Polyesterausgangspulver

Tabelle 3
Komponente	Gewichtsteile
Polyesterharz (Cryolcoat 440, Säurezahl 30–36)	2567
Triglycidylisocyanurat als Härtungsmittel	193
Acrylat-Flußkontrollemittel (Modaflow III)	40
Titandioxid (R-960)	800
Bariumsulfat-Füllstoff (Bartex 10)	400

Die obigen Komponenten wurden wie in Beispiel 1 beschrieben verarbeitet. Die durchschnittliche Partikelgröße des erhaltenen Pulvers betrug 32,8 μm. Platten aus dem Produkt ergaben nach Elektrolackieren und Aushärten (20 Minuten bei 190°C) Glanzwerte von 96 (bei einem Winkel von 60°) bzw. 82 (bei einem Winkel von 20°). Beispiel 4 Herstellung des weißen Hybridpulvers

Tabelle 4
Komponente	Gewichtsteile
Polyesterharz (Säurezahl 70–85)	1157,5
Epoxyharz (Epoxid-Äqu. Gew. 700)	1157,5
Katalysator (Benzyltriethylammoniumchlorid)	0,75
Acrylat-Flußkontrollemittel (Modaflow III)	37,5
Wachs als Additiv	53,5
Titandioxid-Pigment (R 960)	1420,0
Calciumcarbonat (Omyacarb 3)	25,0
Leitfähigkeitsadditiv (LancoStat 308)	7,7
Bariumtitanat	34,9
Ultramarinblau-Pigment	2,4
Rußpigment (Rauen 450)	0,2
Rotes Pigment (Hostaperm E3B)	0,07

Die obigen Komponenten wurden kombiniert und in einem Reos-Mischer 20 Sekunden lang im trockenen Zustand gemischt und dann durch einen Werner-Pfleiderer ZSK-30-Extruder extrudiert. Das abgekühlte Extrudat wurde dann mit 0,15% Aluminiumoxid C der Firma Degussa gemischt und dann in einer Micropul Bantam-Mühle vermahlen und durch ein 145-mesh-Sieb gesiebt. Die durchschnittliche Partikelgröße des erhaltenen Pulvers betrug 43 μm.
Beispiel 5
Graues Pulver
100,0 g weißes Hybridausgangspulver (Beispiel 1) wurden auf eine pharmazeutische Mischermühle, Modell DM-6 aufgegeben. Diese Vorrichtung umfaßte eine Schale aus nichtrostendem Stahl mit einem Durchmesser von ca. 11,4 cm und einer Tiefe von 5 cm mit einem entfernbaren Gewindedeckel. In der Nähe des Bodens der Mahlschüssel wurde ein einzelner rotierender Mischflügel montiert. Die Drehgeschwindigkeit des Flügels betrug 4800 U/Min.
In einen getrennten Behälter wurden 2,0 g Degussa-Covon White Colorant Dispersion 832-0001, 1,5 g Degussa-Covon Black Colorant Dispersion 832-9901 und 10,0 g destilliertes Wasser gegeben. Das Färbemitteldispersionsgemisch wurde dann von Hand mit einem kleinen Spatel bis zur Bildung einer homogenen grauen Färbung vorgemischt.
Das Färbemitteldispersionsgemisch wurde dann in den Mischer gegeben, der das weiße Hybridpulver enthielt und im Verlaufe von zwei getrennten 10 Sekunden-Zyklen gemischt. Nach Entfernung des Deckels zeigte sich, daß etwas ungemischtes weißes Produkt im Gewinde der Mahlschüssel und auf der Deckeloberfläche haftete. Der Deckel und das Gewinde wurden saubergewischt, und anschließend wurde das Produkt während weiterer 20 Sekunden gemischt. Das Produkt zeigte dann bei Betrachtung mit bloßem Auge eine gleichmäßige Färbung, stellte jedoch ein nicht-freifließendes, zusammenhängendes Pulver dar. Die Konsistenz des Produktes erinnerte zu diesem Zeitpunkt an frischen braunen Zucker.
Das Produkt wurde dann dem Mischer entnommen und in einem nicht abgedeckten Behälter bei Umgebungstemperatur (21°C) über Nacht trocknen gelassen. Das Produkt wurde dann durch ein 170-mesh-Sieb getrieben. Das erhaltene Produkt war schließlich ein freifließendes Pulver, das in seinen Verwendungseigenschaften dem weißen Ausgangspulver ähnelte.
Das Produkt wurde dann durch Elektrolackieren auf ein 0,051 cm (0,020'') dickes Substrat aus kaltgewalztem Stahl aufgebracht. Das Produkt zeigte gute Spritzeigenschaften. Nach Härtung während 10 Minuten bei 204°C zeigte die Platte einen Glanz von 88 (bei einem Winkel von 60°) und von 48 (bei einem Winkel von 20°). Für das bloße Auge erwies sich die Farbe als inhomogen und wies sowohl weiße als auch schwarze Flecken auf.
Beispiel 6
Graues Pulver
75,0 g weißes Hybridausgangspulver (Beispiel 1) wurde in den in Beispiel 5 beschriebenen Mischer gegeben. In einen getrennten Behälter wurden 4,0 g Degussa-Covon White Colorant Dispersion 832-0001, 0,3 g Degussa-Covon Black Colorant Dispersion 832-9901 und 10,0 g destilliertes Wasser gegeben. Das Färbemitteldispersionsgemisch wurde dann von Hand mit einem kleinen Spatel bis zur Bildung einer homogenen grauen Farbe vorgemischt.
Die Färbemitteldispersion wurde dann in den das hybride weiße Pulver enthaltenden Mischer gegeben und während 20 Sekunden gemischt. Der Deckel wurde dann abgehoben, wonach dieser und das Gewinde durch Kratzen vom nichtgemischten Produkt befreit wurden. Anschließend wurde der Mischvorgang während eines weiteren 20 Sekunden-Zyklus wiederholt. Anschließend ließ man das Produkt kurz abkühlen, wonach es für zwei weitere 10-Sekunden-Zyklen gemischt wurde. Bei Betrachtung mit bloßem Auge erwies sich das Produkt als homogen in der Färbung und stellte sich als feuchter, zusammenhängender Feststoff dar, der in seiner Konsistenz an braunen Zucker erinnerte.
Das Produkt wurde dann dem Mischer entnommen und während 3 Tagen in einem unbedecktem Behälter bei Umgebungstemperatur (21°C) getrocknet. Nach der Trocknung wurde das Produkt durch ein 170-mesh-Sieb getrieben. Das erhaltene Produkt war ein freifließendes Pulver, das beim Handling Eigenschaften aufwies, die dem ursprünglichen weißen Ausgangspulver ähnelten.
Nach Aufspritzen und Härten konnte die Färbung mit bloßem Auge als sehr homogen eingestuft werden. Der Glanz betrug 69 (bei einem Winkel von 60°) und 22 (bei einem Winkel von 20°).
Beispiel 7
Grün gefärbte Pulver
Das in Beispiel 6 beschriebene allgemeine Verfahren wurde für Beispiel 7 wiederholt, nur daß die Mischdauer vier getrennten 10-Sekunden-Zyklen entsprach, und die Trocknungszeit vor dem Sieben über Nacht (bei 21°C) erfolgte. In der nachfolgenden Tabelle werden folgende Abkürzungen verwendet:
s. g. = sehr gut,
g = gut,
z = zufriedenstellend,
u = unzureichend.

Die dabei verwendeten Mengen (Gewichtsteile) sind nachfolgend angeführt:

Tabelle 7
Komponente	Versuch 1	Versuch 2	Versuch 3	Versuch 4	Versuch 5
weißes Hybridausgangspulver (Beispiel 1)	75	75	75	75	75
Degussa-Covon White Colorant Dispersion 832-0001	8,0	2,0	4,0	4,0	4,0
Degussa-Covon Black Colorant Dispersion 832-9901	0,2	0,2	0,12	0,3	0,3
destilliertes Wasser	10	10	10	5	20
Farbhomogenität	s. g.	g.	s. g.	g.	g.
Glanz (bei einem Winkel von 60°)	44	80	71	73	68
Glanz (bei einem Winkel von 20°)	9	33	23	26	21

Zur Ermittlung der Auswirkung der Färbemittel auf Korrosionsbeständigkeit, sofern eine solche Wirkung vorliegt, wurden Proben des weißen Hybridausgangspulvers (Beispiel 1) und des grauen Pulvers (Beispiel 7, Versuch 5) auf Bonderit 1000-Platten aufgebracht und einer Salzsprühprüfung (ASTM B117, Prüfdauer 1000 Stunden) sowie einer Feuchtigkeitsprüfung (ASTM D2247, Prüfdauer 1000 Stunden) unterworfen. Die Ergebnisse wurden nach ASTM D714 und ASTM D1654 bewertet.
Nach 1000 Stunden Salzsprühen:
Bewertung für Beispiel 1: Keime = 10, Rost = 10 und Kriechen = 1,5 mm.
Bewertung für Beispiel 7, Versuch 5: Keime = 8 (wenige), Rost = 9 und Kriechen = 1,7 mm.
Nach 1000 Stunden Feuchtigkeitseinwirkung:
Bewertung für Beispiel 1: Keime = 10 und Rost = 10.
Bewertung für Beispiel 7, Versuch 5: Keime = 10 und Rost = 10.
Die Ergebnisse der Prüfung auf Korrosionsbeständigkeit zeigen, daß die Zugabe des Färbemittels nur eine geringe Auswirkung auf die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung hat.
Beispiel 8
Graues Pulver (schwaches Mischen)
75,0 g weißes Hybridausgangspulver (Beispiel 1) wurden in einen 1 l-Polyethylenlaborbecher gegeben, der mit einem elektrischen Cole-Parmer-Labormischer Modell 4554-10 versehen war, der mit einem Laufrad mit 3 Flügeln mit einem Durchmesser von 6,35 cm ausgestattet war, gegeben.
In einen getrennten Behälter wurden 4,0 g Degussa-Covon White Colorant Dispersion 832-0001, 0,3 g Degussa-Covon Black Colorant Dispersion 832-9901 und 4,0 g destilliertes Wasser gegeben. Das Färbemittelgemisch wurde dann bis zur Erzielung einer homogenen grauen Färbung gerührt.
Das weiße Ausgangspulver wurde bei einer Laufradgeschwindigkeit von 250 U/min gerührt, und die Färbemitteldispersion wurde unter Rühren zugefügt. Das Färbemittel schien sich anfangs auf dem Behälterboden abzusetzen, und es wurde festgestellt, daß im Bereich der Ecken des Behälters einige Toträume waren, wo die Rührtätigkeit nur relativ schwach war. Diese Toträume wurden von Zeit zu Zeit von Hand mit einem kleinen Spatel gerührt. Nach Rühren während etwa 5 Minuten nahm dann die Farbe des Produktes einen deutlich einheitlichen grauen Ton an. Die Trockenfließeigenschaften des Produktes waren zu diesem Zeitpunkt relativ gering ausgeprägt. Das Produkt stellte einen feuchten, mäßig zusammenhängenden Feststoff dar.
Das Produkt ließ man dann bei Umgebungstemperatur (21°C) im offenen Becher während ca. 4 Stunden trocknen. Während dieser Zeit besserte sich die Fließfähigkeit des Pulvers. Das Produkt wurde dann in ein Wirbelschichtbett übertragen und mit trockener Luft während ca. 5 Minuten belüftet und dann durch ein 170 mesh-Sieb getrieben, wonach auf einen 0,051 cm (0,020'') dicken kaltgewalzten Stahl elektrolackiert wurde, wonach während 20 Minuten bei 190°C ausgehärtet wurde. Die Platte wies gute Farbhomogenität auf. Mit bloßem Auge ließen sich unmittelbar keine Farbflecken feststellen. Verwendete man eine Handlupe, waren hellere Flecken auf einem dunkleren Farbuntergrund erkennbar. Der Glanz betrug 71 (bei einem Winkel von 60°) und 21 (bei einem Winkel von 20°).
Die Ergebnisse zeigen, daß ein Mischen bei geringer Stärke eine praktikable Technik für das Mischen des Färbemittels darstellt.
Beispiel 9
Graues Pulver (verminderte Mischzyklusdauer)
75,0 g weißes Hybridausgangspulver (Beispiel 1) wurden in den in Beispiel 5 beschriebenen Mischer gegeben. Es wurde eine vorgemischte Färbemitteldispersion aus 4,0 g Degussa-Covon White Colorant Dispersion 832-0001, 0,4 g Degussa-Covon Black Colorant Dispersion 832-9901 und 4,0 g destilliertes Wasser zugesetzt. Die Temperatur der Pulveroberfläche wurde mit einem optischen Pyrometer vor dem Mischen gemessen, wobei man eine Temperatur von 21°C feststellte. Man ließ den Mischer dann 5 Sekunden lang laufen, wonach der Deckel abgenommen wurde und die Temperatur des Inhalts erneut gemessen wurde. Nach einer Mischdauer von 5 Sekunden wies der Inhalt noch immer eine Oberflächentemperatur von 21°C auf.
Anschließend wurde das Produkt dem Mischer entnommen und über Nacht in einem offenen Behälter trocknen gelassen. Nach dem Sieben (170 mesh) wurde das Produkt aufgespritzt und während 20 Minuten bei 190°C gehärtet. Die erhaltene Platte wies gute Farbhomogenität auf, da sich mit bloßem Auge keine Farbflecken feststellen ließen. Der Glanz der Platte betrug 70 (bei einem Winkel von 60°) und 21 (bei einem Winkel von 20°).
Beispiel 10
Dauer des Mischzyklus und Wirkung der Temperatur
Die in Beispiel 9 beschriebene Temperaturmessung wurde bei einer Mischdauer von 10 Sekunden wiederholt und ein Temperaturanstieg der ursprünglichen Oberflächentemperatur von 21°C auf 24°C nach dem Mischen wurde gemessen. Die Messung wurde bei einer Mischdauer von 20 Sekunden wiederholt, und ein Temperaturanstieg von 20°C ursprünglicher Oberflächentemperatur auf 32°C nach dem Mischen wurde gemessen.
Das Pulver aus diesem Beispiel wurde so formuliert, daß es Lagerungstemperaturen von 35°C oder darüber während eines Zeitraumes von mehreren Tagen ohne erhebliches Sintern widersteht. Es wird somit angenommen, daß die Einwirkung relativ niedriger Temperaturen und kurzer Zeiten bei diesen Mischzyklen keine signifikanten irreversiblen Agglomerationseffekte bewirken.
Beispiel 11
Bewertung alternativer Färbemittel

In diesem Beispiel wurden alternative wäßrige Färbemitteldispersionen bewertet. Die nachfolgenden Proben wurden unter Verwendung desselben Mischers und der in Beispiel 5 beschriebenen Technik unter Mischen während 5 Sekunden, Abwischen des Deckels und des Gewindes und danach Mischen während weiteren 7 Sekunden hergestellt. Das erhaltene Gemisch wurde über Nacht bei 20–23°C getrocknet. Es wurden die folgenden Pulver (Gewicht in g) hergestellt:

Tabelle 11
Komponente	Versuch 1	Versuch 2	Versuch 3	Versuch 4	Versuch 5
Farbe	grau	beige	beige	schwarz	schwarz
weißes Hybridausgangspulver (Beispiel 1)	75,0	75,0	75,0	-	-
klares Hybridausgangspulver (Beispiel 2)	-	-	-	75,0	75,0
Penncolor White Dispersion 36W1	2,0
Penncolor Black Dispersion 36B484	0,6			5,6	-
EPS/CCA Yellow Oxide Dispersion 8077	-	2,0	1,5	-	-
EPS/CCA Black Dispersion 8091	-	0,3	0,2	-	5,6
EPS/CCA Red Oxide Dispersion 8035	-	0,5	0,2	-	-
destilliertes Wasser	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Farbhomogenität	u. gesprenkelt, bildrahmenartig	g.	g.	s. g.	s. g.
Glanz (bei einem Winkel von 60°)	84	98	92	75	55
Glanz (bei einem Winkel von 20°)	42	50	42	27	12

Diese Daten zeigen, daß EPS/CCA-Färbemitteldispersionen ziemlich hohen Glanz bei mäßigen Dosierungen ergeben können, während es bei relativer hoher Dosierung bei der Farbe Rein-Schwarz zu einer starken Verminderung des Glanzes kommt.
Außerdem wurden an den Beispielen 2, 11-4 und 11-5 Pill-Fließprüfungen durchgeführt. Das Pill-Fließen ist ein Maß für die Fähigkeit des Pulvers während dem Schritt der Erwärmung oder des Schmelzens zu fließen, was in ASTM D4242-02 Standard Test Method for Inclined Plate Flow for Thermosetting Coating Powders beschrieben und entsprechend durchgeführt wurde. Ein Vergleich der Ergebnisse zeigt, daß die Probe 11-4 ein erhöhtes Pill-Fließen gegenüber dem Ausgangspulver zeigte, während die Probe 11-5 ein vermindertes Pill-Fließen zeigte. Die spezifischen Ergebnisse sind folgende:
Beispiel 2 (klares Hybridausgangspulver) = 25 mm
Beispiel 11-4 = 42 mm
Beispiel 11-5 = 16 mm
Beispiel 12
Schwarzes Pulver
Zum Vergleich mit den Beispielen 11-4 und 11-5 wurde eine Probe unter Verwendung von Degussa-Covon Black Colorant Dispersion unter Einsatz ähnlicher Techniken wie in Beispiel 11 hergestellt. Die Materialmengen waren dabei folgende:
Klares Hybridausgangspulver (Beispiel 2) (75,0 g), Degussa-Covon Black Colorant Dispersion 832-9901 (5,6 g) und destilliertes Wasser (10,0 g). Die erhaltenen Glanzwerte lagen bei 41 (bei einem Winkel von 60°) und 7 (bei einem Winkel von 20°). Das Pill-Fließen betrug 16 mm.
Die Wirkung des Färbemittels auf die Sinterbeständigkeit des Produktes wurde dadurch ermittelt, daß man Proben von Beispiel 1 und Beispiel 12 für 3 Tage in einen Ofen bei 40°C gab. Die Proben aus Beispiel 1 und 12 waren fließfähige Pulver ohne sichtliches Verklumpen, Verbacken oder Sintern nach dem Aussetzen unter den Prüfbedingungen.
Ein Vergleich der Ergebnisse von Beispiel 2, 11 und 12 läßt vermuten, daß Degussa-Covon Black und EPS/CCA Black Colorant Dispersion jeweils zu einer Verminderung des Pulverschmelzflusses führen, was in der Verminderung der Pill-Fließwerte gegenüber dem unbehandeltem Ausgangspulver zu Tage tritt. Andererseits verursacht die Zugabe der Penncolor-Dispersion einen verstärkten Pill-Fluß, bewirkt jedoch eine etwas schwächere Farbhomogenität bei Zugabe zum weißen Ausgangspulver.
Beispiel 13
Verschiedene zusätzliche gefärbte Pulver

Zur Herstellung der nachfolgenden zusätzlichen Pulver wurden dieselben Mischbedingungen wie in Beispiel 11 verwendet.

Tabelle 13
Komponente	Versuch 1	Versuch 2	Versuch 3	Versuch 4	Versuch 5
Farbe	grau	grau	violett	rot	grün
weißes Hybridausgangspulver (Beispiel 1)	75,0	75,0	75,0	75,0	-
klares Hybridausgangspulver (Beispiel 2)	-	-	-	-	75,0
Penncolor White Dispersion 36W1	2,0	-	-	-	-
Penncolor Black Dispersion 36B484	0,6	0,6	-	-	-
EPS/CCA Yellow Oxide Dispersion 8077	-	2,0	-	2,0	4,0
Degussa-Covon White Dispersion 832-0001	2,0	-	2,0	-	-
Degussa-Covon Violet Dispersion 832-8801	-	-	(1 Tropfen)	-	-
Degussa-Covon Naphthol Red Dispersion 832-0805	-	-	-	3,0	-
Degussa-Covon Phthalo Green Dispersion 832-5501	-	-	-	-	1,0
Degussa-Covon Lightfast Yellow Dispersion 832-2505	-	-	-	-	3,0
destilliertes Wasser	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Farbhomogenität	g.	g.	s. g.	s. g.	s. g.
Glanz (bei einem Winkel von 60°)	68	94	63	78	75
Glanz (bei einem Winkel von 20°)	22	49	19	30	27

Beispiel 14
Verschiedene zusätzliche gefärbte Pulver

Tabelle 14
Komponente	Versuch 1	Versuch 2	Versuch 3	Versuch 4	Versuch 5
Farbe	beige	blau	violett	violett	grün
weißes Hybridausgangspulver (Beispiel 1)	75,0	75,0	75,0	75,0	75,0
EPS/CCA Yellow Oxide Dispersion 8077	1,5	-	-	-	4,0
EPS/CCA Red Oxide Dispersion 8035	0,1	-	-	-	-
EPS/CCA Black Dispersion 8091	0,3	-	-	-	-
Degussa-Covon White Dispersion 832-0001	-	2,0	3,0	-	-
Penncolor White Dispersion 36W1	-	-	-	3,0	-
Penncolor Black Dispersion 36B484	-	-	-	-	0,2
Penncolor Blue Dispersion 36S14	-	3,0	-	-	-
Degussa-Covon Violet Dispersion 832-8801	-	-	2,0	2,0	-
Degussa-Covon Phthalo Green Dispersion 832-5501	-	-	-	-	2,5
destilliertes Wasser	5,0	-	5,0	4,0	4,0
Farbhomogenität	s. g.	g.	s. g.	s. g.	g.
Glanz (bei einem Winkel von 60°)	92	75	73	79	80
Glanz (bei einem Winkel von 20°)	45	27	23	28	30

Eine Probe von Beispiel 14, Versuch 1, wurde mit Hilfe eines Spatels auf einer Platte aus kaltgewalztem Stahl auf einer auf 180°C erwärmten Gelplatte ausgestrichen. Die geschmolzene Masse wurde mit dem Spatel verrührt, und dann wurde die Platte abgekühlt. Es konnte beobachtet werden, daß die durch das Verrühren des Produktes erhaltene Farbe weit heller war als die Farbe auf einer Platte, die elektrolackiert und dann im Ofen gehärtet wurde.
Dieses Ergebnis läßt vermuten, daß eine gegebene Farbschattierung mit weniger gefärbtem Pigment durch Zugeben des Färbemittels auf die Pulveroberfläche erreicht werden kann, als erforderlich wäre, wenn die Färbemittel mit der Harzbasis im geschmolzenen Zustand völlig gemischt würden.
Beispiel 15
Zusätzliche Farben unter Verwendung eines klaren Augangspulvers

Unter Verwendung der Mischbedingungen entsprechend Beispiel 11 wurden die nachfolgend genannten Farben hergestellt. In Tabelle 15 bezieht sich die Bewertung des Erscheinungsbildes für pure Farbtöne (nicht-metallische) Lackierungen auf die Farbhomogenität, und die Erscheinungsbildbewertung für metallisch glänzende und perlmuttartig glänzende Lackierungen beziehen sich auf das gesamte ästhetische Erscheinungsbild.

Tabelle 15
Komponente	Versuch 1	Versuch 2	Versuch 3	Versuch 4	Versuch 5
Farbe	grün-metallisch	violett-metallisch	blau	perlmuttglänzend rot	blau-metallisch
klares Hybridausgangspulver (Beispiel 2)	75,0	75,0	75,0	75,0	75,0
Degussa-Covon Phthalo Green Dispersion 832-5501	1,1	-	-	-	-
mit MD Both Powdall 3400 behandelte Aluminiumschuppen	1,4	2,0	-	-	-
Degussa-Covon Violet Dispersion 832-8801	-	2,0	-	-	-
Penncolor Black Dispersion 36B484	0,1	-	-	3,0	-
Degussa-Covon White Dispersion 832-0001	-	-	1,0	-	-
Penncolor Blue Dispersion 36S14	-	-	6,0	-	-
Penncolor Blue Dispersion 30S463	-	-	-	-	0,2
EMS Afflair Pearlescent Red 7215	-	-		2,0	-
mit Eckert Dorolon 17/0 behandelte blasse Bronzeschuppen	-	-	-	-	3,0
destilliertes Wasser	3,0	3,0	3,0	3,0	5,0
Erscheinungsbild	g.	g.	g.-s. g.	s. g.	g.
Glanz (bei einem Winkel von 60°)	81	74	83	76	79
Glanz (bei einem Winkel von 20°)	38	30	32	34	30

Beispiel 16
Gefärbtes Pulver unter Verwendung eines Farbstoffs
100 g destilliertes Wasser wurden auf 80°C erwärmt, und mit einem Magnetrührwerk wurden 1,6 g des wasserlöslichen Farbstoffs Transfast black Nr. 3280 (Firma Homestead Finishing Products, Cleveland, Ohio) zugesetzt. Die Lösung wurde solange gerührt, bis der Farbstoff dem Augenschein nach gelöst war.

Nach Abkühlung auf 210°C wurde die Farbstofflösung dem Ausgangspulver unter Verwendung desselben Mischers und desselben Verfahrens wie in Beispiel 11 zugesetzt. Die dabei verwendeten Materialmengen sind nachfolgend angegeben (Gewicht jeweils in g).

Tabelle 16
Komponente	Versuch 1	Versuch 2	Versuch 3
weißes Hybridausgangspulver (Beispiel 1)	75,0	75,0	75,0
Farbstofflösung	5,0	5,0	15,0
Penncolor White Dispersion 36W1	2,0	-	-
Farbhomogenität	z.-g.	z.-g.	z.-g.
Glanz (bei einem Winkel von 60°)	88	94	89
Glanz (bei einem Winkel von 20°)	50	61	44

Beispiel 17
Verwendung von festen Pigmentdispersionen
Einem Gemisch aus 45,0 g VM&P Naphtha und 5,0 g Isopropanol wurden 2,0 g Pigmentdispersion 649GP49 der Firma Sun Pigments zugesetzt. Sun Pigments 649GP49 wird als vordispergiertes festes Pigmentkonzentrat beschrieben, das 60% Phthaloblaupigment und 40% Laropal A81 Aldehydharz umfaßt. Das Gemisch wurde dann solange gerührt, bis es dem Augenschein nach frei von ungelösten Feststoffen war. Eine 11,7 g-Portion dieses Gemisches wurde zu 100 g des weißen Pulvers (Beispiel 4) gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde dann in einem Abzug unter Verwendung eines Laborrührmotors, der mit einem Propellerrührwerk ausgestattet war, gerührt. Das Produkt ließ man dann über Nacht in dem Abzug trocknen.
Nach der Trocknung wurde festgestellt, daß das Produkt viele harte Klumpen enthielt, die durch Rühren von Hand mit einem Spatel nur schwer zu zerkleinern waren. Das Produkt wurde dann gesiebt (170 mesh), aufgespritzt und während 20 Minuten bei 190°C ausgehärtet. Die erhaltenen Platten zeigten zufriedenstellendes Aussehen, wobei mit bloßem Auge spurenhaft Flecken zu erkennen waren.
Beispiel 18
Bewertung alternativer wäßriger Pigmentdispersionen

In Beispiel 18 wurden zwei handelsübliche wäßrige Pigmentdispersionen (Serie 870 von Degussa und Serie 895 von Degussa) mit den Dispersionen der Serie Covon 832 (wie in den obigen Beispielen verwendet) verglichen. Der Vergleich erfolgte unter Einsatz eines TGIC-Polyesterausgangspulvers (Beispiel 3). Zur Verarbeitung der nachfolgenden Proben wurde die in Beispiel 5 beschriebene Mischvorrichtung verwendet. Die Mischdauer betrug 5 Sekunden. Anschließend wurden Deckel und Gewinde abgewischt, wonach während weiterer 5 Sekunden gemischt wurde. Es wurde über Nacht bei 20°C getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde dann gesiebt (170 mesh), aufgespritzt und während 20 Minuten bei 190°C ausgehärtet. Die Komponentenmengen waren folgende (Gewicht jeweils in g):

Tabelle 18
Komponente	Versuch 1	Versuch 2	Versuch 3
Farbe	grau	grau	grau
weißes TGIC-Ausgangspulver (Beispiel 3)	75,0	75,0	75,0
Degussa White Pigment Dispersion 870-0018	4,0	-	-
Degussa Black Pigment Dispersion 870-9907	0,4	-	-
Degussa White Pigment Dispersion 895-0005	-	4,0	-
Degussa Black Pigment Dispersion 895-9905	-	0,4	-
Degussa-Covon White Dispersion 832-0001	-	-	4,0
Degussa-Covon Black Dispersion 832-9901	-	-	0,4
destilliertes Wasser	4,0	4,0	4,0
Farbhomogenität	s. g.	s. g.	s. g.
Glanz (bei einem Winkel von 60°)	99	105	76
Glanz (bei einem Winkel von 20°)	71	81	26

Bemerkenswert sind insbesondere die verbesserten 20°-Glanz-Ergebnisse, erhalten von den Dispersionen 870 und 895, verglichen mit der Serie 832. Besonders bemerkenswert ist, daß diese Verbesserung des Glanzes nicht auf Kosten der Farbhomogenität erhalten wurde.
Proben der Pulver aus den Beispielen 3, 18-1, 18-2 und 18-3 wurden, wie oben in Beispiel 12 beschrieben, auf Sinterbeständigkeit geprüft. Nach drei Tagen bei 40°C waren die Proben aus den Beispielen 18-1 und 18-2 schwerwiegend gesintert unter Bildung eines einzigen Klumpen, der sich nicht rasch zerkleinern ließ, wohingegen die Proben aus den Beispielen 3 und 18-3 fließfähige Pulver waren, die kein Verklumpen und kein Verbacken zeigten. Die Ergebnisse für die Sinterungsbeständigkeit für die Beispiele 18-1 und 18-2 zeigen, daß diese Pulver bei Transport und Lagerung einer besonderen Sorgfalt bedürfen könnten. Außerdem zeigen diese Ergebnisse zusammengenommen auch, daß ein Gemisch aus Färbemitteldispersionen für die Erzielung optimaler Leistungseigenschaften der Pulver überaus wirksam ist. Es ist zu erwarten, daß sich mit einer Mischung aus Färbemitteldispersionen gute Ergebnisse sowohl im Hinblick auf den Glanz als auch auf das Sintern erzielen lassen.
Beispiel 19
Verwendung eines verbesserten Mischverfahrens
Zum Mischen der Färbemitteldispersionen mit den Ausgangspulvern wurde ein Reos-Mischer verwendet, der mit variierbarer Antriebsgeschwindigkeit ausgestattet war. Der Reos-Mischer umfaßte tragbare und austauschbare Mischbehälter, die mit einem motorgetriebenen Laufrad ausgestattet waren. Die Abstände zwischen dem Laufrad und dem Boden sowie den Seitenwänden des Behälters waren eng genug, um ein gutes Mischen der Feststoffe zu gewährleisten. Die tragbaren Behälter und das Laufrad des Mischers waren zwischen den einzelnen Chargen leicht zu reinigen. Die variierbare Geschwindigkeitseinstellung erlaubte außerdem eine Auswahl der Drehgeschwindigkeit des Laufrades für die Optimierung des Verfahrens.
Eine zweite Charge von weißem Hybridausgangspulver wurde unter Einsatz derselben Technik und Ausrüstung, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Obwohl in jeder anderen bekannten Hinsicht alles identisch war mit der ersten Charge von Pulver, die in Beispiel 1 beschrieben ist, wies die zweite Charge jedoch eine durchschnittliche Partikelgröße (d(0,5)) von 28,4 μm auf.
53,3 g Degussa-Covon White Colorant Dispersion 832-0001, 5,3 g Degussa-Covon Black Colorant Dispersion 832-9901 und 67,0 g destilliertes Wasser wurden gemischt und mit Hilfe eines Spatels gerührt, bis eine dem Augenschein nach gleichmäßige Färbung erzielt war. Diese Färbemitteldispersion wurde dann zu 1000 g des weißen Hybridausgangspulvers (zweite Charge der Formel aus Beispiel 1, wie oben beschrieben) in einem Reos-Mischbehälter gegeben. Die anfängliche Oberflächentemperatur des Gemisches betrug 20°C (gemessen mit einem optischen Pyrometer). Das Gemisch wurde während 20 Sekunden bei einer Laufradgeschwindigkeit von 800 U/min bewegt. Die unmittelbar nach dem Mischen gemessene Oberflächentemperatur des Produktes betrug 23°C. Das Produkt unterhalb des Laufrades und an den Seiten des Mischbehälters wurde mit Hilfe eines Spatels heruntergekratzt. Der Mischbehälter und dessen Inhalt wurden zurück auf den Mischer gesetzt und die Oberflächentemperatur betrug dann 21°C. Das Produkt wurde während eines weiteren Zykluses von 20 Sekunden bei 800 U/min gemischt. Die Oberflächentemperatur des Produktes nach dem Mischen betrug 23°C.
Das Produkt ließ man dann in einem offenen Mischbehälter über Nacht trocknen. Nach Sieben (170 mesh) wies das Produkt eine durchschnittliche Partikelgröße (d(0,5)) von 31,0 μm auf. Das Pulver wurde dann aufgespritzt und während 20 Minuten bei 190°C ausgehärtet. Die erhaltenen Platten wurden als sehr gut bezüglich des gleichmäßigen Aussehens bewertet ohne für das bloße Auge sichtbare Flecken und mit Hilfe einer Lupe waren lediglich minimale Flecken zu sehen. Der Glanz der Platten hatte einen Wert von 73 (bei einem Winkel von 60°) und von 23 (bei einem Winkel von 20°).
Beispiel 20
Verarbeitung in einem Wegwerftransportbehälter
1000,0 g weißes Ausgangspulver (Beispiel 3) wurden auf eine kleine wegwerfbare Pappkartontrommel der Firma Grief Brothers gegeben. 15,0 g Degussa-Covon White Pigment Dispersion 832-0001, 1,6 g Degussa-Covon Black Pigment Dispersion 832-9901 und 50,0 g destilliertes Wasser wurden zueinander gegeben und vorgemischt. Diese Färbemitteldispersion wurde zu dem oben beschriebenen Pulver gegeben und das erhaltene Komponentengemisch wurde mit Hilfe des in Beispiel 19 beschriebenen Reos-Mischers gemischt. Nach einem Mischzyklus von 20 Sekunden bei einer Rührwerksgeschwindigkeit von 800 U/min wurden die Behälterwände und der Boden mit Hilfe eines Spatels von Hand abgekratzt, wonach der Behälter während weiterer 20 Sekunden bei 800 U/min gemischt wurde. Anschließend wurden erneut die Behälterwände und der Boden abgekratzt, und ein weiterer Mischzyklus von 20 Sekunden bei 800 U/min wurde durchgeführt.
Das erhaltene Produkt ließ man dann über Nacht in dem unbedeckten Wegwerftransportbehälter bei 20°C trocknen und bewahrte es für die zukünftige Verwendung auf.
Beispiel 21
Verwendung einer glättenden Pigmentdispersion
15,0 g Modaflow AQ-3025 (Firma UCB Surface Specialties) und 185,0 g destilliertes Wasser wurden mit Hilfe eines einen Rührflügel mit einem Durchmesser von 75 mm aufweisenden luftgetriebenen Laborrührwerks gerührt und unter Rühren wurden 500 g Minex 4-Pigment (Firma Indusmin) zugesetzt. Das Gemisch wurde dann bei maximaler Geschwindigkeit gerührt bis ein Hegman-Pegelwert Nr. 4 bis Nr. 5 erhalten wurde. Das Modaflow-Minex Gemisch wurde dann in einen verschließbaren Plastikbehälter für eine spätere Verwendung gegossen.
2,5 g Degussa-Covon Red Calcium 2B colorant dispersion 832-0501, 0,1 g Degussa-Covon Carbazole Violet colorant dispersion 832-8801, 2,0 g Powdall 3400-Aluminiumschuppen (von MD-Both) und 3,0 g destilliertes Wasser wurden miteinander vereinigt und bis zu einem homogenen Aussehen vorgemischt. Die vorgemischte Färbemitteldispersion wurde dann zu 75,0 g eines klaren Hybrid-Ausgangspulvers (aus Beispiel 5) im Mischer gegeben. Nach der Verarbeitung, wie in Beispiel 11 beschrieben, zeigten die erhaltenen Platten gutes metallisches Aussehen und einen Glanz von 65 (bei einem Winkel von 60°) und von 20 (bei einem Winkel von 20°).
Ein zweites Färbemittelprämix wurde hergestellt aus 2,5 g Degussa-Covon Red Calcium 2B colorant dispersion 832-0501, 0,1 g Degussa-Covon Carbazole violet colorant dispersion 832-8801, 2,0 g Powdall 3400-Aluminiumschuppen (von MD-Both), 5,0 g des Modaflow-Minex-Gemisches, wie oben in diesem Beispiel beschrieben, und 5,0 g destilliertem Wasser. Nach der Verarbeitung wie oben beschrieben erhielt man Platten mit einem Glanz von 55 (bei einem Winkel von 60°) und von 15 (bei einem Winkel von 20°). Die Platten zeigten gutes metallisches Aussehen, waren jedoch durch deutliche Keime auf der Oberfläche beeinträchtigt.
Das oben beschriebene Modaflow-Minex Gemisch wurde mit einem Spatel gerührt. Dabei wurde am Boden des Behälters eine erhebliche Menge an festsitzendem Pigment festgestellt. Dies läßt vermuten, daß die Beständigkeit dieser Pigmentdispersion unzureichend sein könnte, und dass ein alternatives Dispergierhilfsmittel erforderlich ist.
Beispiel 22
Bewertung alternativer wäßriger Pigmentdispersionen

Unter Einsatz der Mischvorrichtung sowie der Mischdauern entsprechend Beispiel 18 wurden aus wäßrigen Pigmentdispersionen der Firma Sun Chemical Corporation zwei weitere Proben hergestellt. Die Trocknungsdauer betrug 3 Tage bei 20°C. Das getrocknete Produkt wurde gesiebt (170 mesh), aufgespritzt und 20 Minuten bei 190°C ausgehärtet. Die Komponentenmengen sind nachfolgend angegeben (Gewicht in g):

Tabelle 22
Komponente	Versuch 1	Versuch 2
Farbe	grau	grau
weißes TGIC-Ausgangspulver (Beispiel 3)	75,0	75,0
Sun Chemical White Pigment Dispersion Sunsperse WHD-9507	4,0	-
Sun Chemical Black Pigment Dispersion Sunsperse LHD-9303	0,5	-
Sun Chemical White Pigment Dispersion Flexiverse WFD-5006	-	4,0
Sun Chemical Black Pigment Dispersion Flexiverse LFD-4343	-	0,4
destilliertes Wasser	5,0	5,0
Farbhomogenität	s. g.	s. g.
Glanz (bei einem Winkel von 60°)	91	79
Glanz (bei einem Winkel von 20°)	58	32

Proben der Pulverbeschichtungen wurden der Prüfung auf Sinterungsbeständigkeit, wie in Beispiel 18 beschrieben, unterworfen. Nach 3 Tagen bei 40°C waren die beiden Proben 22-1 und 22-2 fließfähige Pulver, die keine Klumpenbildung bzw. Verbacken zeigten.
Nachdem nun die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so beschrieben wurden, wird ein Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet leicht feststellen können, daß die hier enthaltenen Lehren auch auf weitere Ausführungsformen im Umfang der beigefügten Patentansprüche angewandt werden können. Die vollständige Offenbarung sämtlicher Patente, Patentschriften und Veröffentlichungen werden hiermit durch Bezugnahme aufgenommen, als ob sie jeweils einzeln aufgenommen wären.

Claims

Verfahren, umfassend: die Bereitstellung wenigstens eines Ausgangspulvers, das ein hitzehärtbares Polymerbindemittel umfaßt, die Bereitstellung wenigstens einer beständigen Färbemitteldispersion, das Mischen des Ausgangspulvers, bzw. der Ausgangspulver, und der Färbemitteldispersion(en) zur Bildung einer gefärbten Mischung; die Behandlung der gefärbten Mischung zur Bildung eines fließfähigen Pulvers, dadurch gekennzeichnet, daß die beständige Färbemitteldispersion wenigstens ein Pigment oder einen Farbstoff in einem flüssigen Träger umfaßt, und die mittlere Pigmentpartikelgröße 0,04–1 μm beträgt, und das Ausgangspulver, bzw. die Ausgangspulver, und die Färbemitteldispersion(en) bei einer Temperatur von unter 40°C gemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der flüssige Träger Wasser, ein organisches Lösungsmittel oder ein Gemisch davon umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der flüssige Träger Wasser ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, bei dem die beständige Färbemitteldispersion ein Dispergierhilfsmittel umfaßt, das seinerseits ein oder mehrere Tenside, Monomere, Polymere und Oligomere umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, bei dem das Dispergierhilfsmittel im flüssigen Träger löslich ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, bei dem das Ausgangspulver ein Härtungsmittel umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, bei dem das Ausgangspulver Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von ca. 2 bis ca. 100 μm im Durchmesser umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, bei dem das Ausgangspulver Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von ca. 10 bis ca. 60 μm im Durchmesser umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8, bei dem die Mischung ein filmbildendes Polymer umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, das außerdem das Aufbringen des Pulvers auf ein Substrat und dessen Erwärmung unter Bildung einer Pulverbeschichtung auf dem Substrat umfaßt.