г. Москва, ул. Чагинская, д. 4, стр. 12, 1 этаж

Тел.: +7 495 789 91 54

Тел.: +7 499 400 43 04
pathway   Главная arrow Статьи arrow Покрытия с зеркальным эффектом на основе вакуумно-осажденных пигментов

Покрытия с зеркальным эффектом на основе вакуумно-осажденных пигментов

А. Г. Тимохов, «Промышленная окраска» 1/2007.

Покрытия на основе вакуумно-осажденных пигментов (ВОП), обладающих сильным отражающим эффектом, сравнимым по коэффициенту отражения с тщательно полированном металлом, а при нанесении на прозрачные пластики (ПК, ПМА) и стекло достигающими отражающей способности зеркала, находят все большее применение при окраске автомобильных зеркал заднего вида, задних отражателей автомобильных фар, декоративных зеркал, косметической и парфюмерной упаковки, окраске эксклюзивной вино-водочной тары, колесных дисков, аудио и видеотехники, а также для эксклюзивной окраски кузовов автомобилей.

Эти пигменты нашли также широкое применение при шелкотрафаретной, валковой и флексопечати на вино-водочных и других этикетках, на картонной упаковке для сигарет, парфюмерно-косметической и пищевой продукции, заменяя процесс горячего тиснения с металлизированной фольги.

Производство пигментов нового поколения началось в конце 70-х годов в США, а в настоящее время ряд американских и европейских компаний выпускает их под торговыми марками Metalure (Металур), Metasheen (Меташин), Decomet (Декомет), StarBrite (Старбрайт) в основном в виде невсплывающих 10 %-ных дисперсий ВОП в распространенных органических растворителях. Дисперсии содержат миллиарды микроскопических тонких алюминиевых микрозеркал удивительной яркости и по внешнему виду напоминают жидкий ярко-серебристый металл. Они способны воспроизвести отражающий эффект и сверкание металлической фольги, тиснения и вакуумной металлизации.

На рис. 1 приведена схема производства ВОП.

схема производства вакуумно-осажденных алюминиевых пигментов
Рис. 1 Схема производства вакуумно-осажденных пигментов (ВОП).

Поперечный размер ВОП находится в пределах 10 – 15 мкм, а толщина — 30 – 50 нм. Малая толщина частиц пигмента определяет их высокую кроющую способность (0, 2 – 0,4 г на 1м2), более чем в 5 раз превышающую кроющую способность обычных пигментов, а суперплоская гладкая поверхность ВОП и высокое отношение среднего диаметра частицы пигмента к его толщине определяют большую долю отраженного и малую долю рассеянного света, обеспечивая высокий коэффициент отражения и низкий коэффициент рассеяния.

На рис. 2 приведено сравнение внешнего вида алюминиевых пигментов, полученных традиционным помолом, и ВОП Меташин.

Сравнение внешнего вида покрытий с традиционными алюминиевыми пигментами и вакуумно-осажденными пигментами
Рис. 2. Сравнение внешнего вида покрытий с традиционными алюминиевыми пигментами (слева) и вакуумно-осажденными пигментами (справа).

Следует обратить внимание на более плотное и равномерное заполнение поверхности Меташином по сравнению с обычным пигментом, а также на значительно более высокий блеск покрытия. На рис. 3 приведена схема, поясняющая более высокую отражательную способность ВОП по сравнению с традиционными алюминиевыми пигментами.

Отражение и рассеяние света от покрытий с традиционными пигментами и ВОП
Рис. 3. Отражение и рассеяние света от покрытий с традиционными пигментами (слева) и ВОП (справа).

Упорядоченная плоская поверхность ВОП обеспечивает значительно более высокую долю отраженного и низкую долю рассеянного света. Покрытия на основе ВОП также выигрывают сравнение с покрытиями на основе пигментов типа «серебряного доллара».

Покрытие на основе «серебряного доллара»
Рис. 4. Покрытие на основе «серебряного доллара».

Покрытие на основе Меташина (Metasheen)
Рис. 5. Покрытие на основе Меташина

Как видно из сравнения рис. 4 и 5 частички Меташина имеют более гладкую яркую отражающую поверхность с меньшим количеством дефектов.

зависимость блеска покрытий на основе Меташина и «серебряного доллара» от массового содержания пигментв

Рис. 6 приведена зависимость блеска покрытий на основе Меташина и «серебряного доллара» от массового содержания пигментов.

На рис. 6 приведена зависимость блеска покрытий на основе Меташина и «серебряного доллара» от массового содержания пигментов. Покрытие с Меташином проявляет более высокую яркость при значительно более низком массовом содержании пигмента, однако блеск покрытий с Меташином имеет экстремальный характер, при превышении оптимального содержания Меташина блеск покрытия снижается до показателя блеска покрытия на основе «серебрянного доллара». Этот эффект связан с разупорядочением ориентации плоских частиц пигмента в покрытии при их высоком содержании. Таким образом, покрытия с ВОП позволяют получить более высокие яркость и блеск при значительно меньшем содержании пигмента по сравнению с этими показателями покрытий на основе «серебряного доллара» и тем более на основе традиционных алюминиевых пигментов. Для достижения максимального отражающего эффекта для покрытий на основе ВОП принципиально важна правильная плоскопараллельная ориентация частиц пигмента в покрытии.

Отражение света от упорядоченных и разупорядоченных частиц ВОП
Рис. 7. Отражение света от упорядоченных и разупорядоченных частиц ВОП.

Как видно из рис. 7, избыточное содержание пигмента в покрытии нарушает плоскопараллельную ориентацию частичек пигмента и снижает отражательную способность покрытия. На ориентацию пигмента в покрытии помимо его содержания оказывают влияние и другие факторы, такие как
- содержание пленкообразователя (высокое содержание ухудшает ориентацию пигментов)
- выбор растворителя (быстрое испарение вызывает разупорядочение пигментов)
- шероховатость подложки.

При окраске поверхности металлов, а также ряда пластиков для получения максимального блеска прибегают к предварительному грунтованию поверхности специальными грунтами, закрывающими шероховатость поверхности и обеспечивающими хороший розлив. Предпочтительными являются 2К-грунтовки с хорошим розливом, на которые только после их полного отверждения наносят покрытие с ВОП. Для достижения максимального отражательного эффекта «зеркальные» покрытия наносят в виде тонкого базового слоя с очень низким содержанием пленкообразователя и с последующим перекрытием слоем защитного лака. Нарушение данных рекомендаций, так же как применение неправильно подобранных лаков и их толщин, приведет к снижению блеска и «зеркального» эффетка покрытия.

Применение глянцевых грунтовочных составов черного цвета в сочетании с «зеркальными» покрытиями позволяет получить покрытия с интересным эффектом, имитирующим гальванические покрытия на основе хрома.

Великолепный зеркальный эффект (рис. 8) достигается при нанесении «зеркальных» покрытий на гладкие прозрачные пластики (ПК, ПММА) и стекло.

Декорированное зеркало с покрытием на основе ВОП
Рис. 8. Декорированное зеркало с покрытием на основе ВОП.

Это связано с тем, что, в отличие несколько разупорядоченной ориентации частиц ВОП в верхних слоях покрытия, плоские частицы нижнего слоя ориентированы строго параллельно прозрачной поверхности стекла или пластика, что позволяет достичь коэффициента отражения при измерении через прозрачную подложку (стекло, пластик) 85—95% от коэффициента отражения покрытий, нанесенных вакуумным напылением.

Получаемые таким образом «зеркальные покрытия» практически не уступают полученным вакуумным напылением и могут быть с успехом применены как отражающие покрытия в автомобильных рефлекторах на основе ПК или стекла, автомобильных зеркал заднего обзора и ряде других областей.

Наша компания «Декоративные и защитные покрытия» в течении 5 лет разрабатывала покрытия на основе ВОП – Меташина и Металура - для окраски стекла, различных пластиков и металлов.

Для эксклюзивной окраски кузовов автомобилей была разработана система, состоящая из выравнивающего черного 2К-акрилуретанового грунта с высокой степенью розлива и 1К-базового покрытия на основе ВОП, на которой были испытаны различные 2К-акрилуретановые автомобильные лаки (рис. 9). При правильном выборе автомобильного лака и толщины слоя достигается эффект полированного металла. Эта же система была применена для окраски литых и кованных колесных дисков под хром и блестящий металл.

Для окраски изделий из черных, цветных металлов и их сплавов, допускающих нагрев до температуры 200°С, были отработаны системы выравнивающих и базовых покрытий на основе 1К- и 2К-эпоксидных смол. В этом случае достигается высокая механическая прочность базового покрытия и хорошая стойкость к растворителям без последующего нанесения защитного лака. Полученные покрытия обладают высокой отражающей способностью и показывают более высокий зеркальный эффект по сравнению с низкотемпературными системами для окраски кузовов автомобилей.

Для окраски пластиков, в том числе полипропилена (ПП), акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) и ПК, были разработаны несколько типов базовых покрытий как для нанесения непосредственно на поверхность пластиков, так и на выравнивающие грунтовочные покрытия. Хороший зеркальный эффект получается сразу после нанесения «зеркального» базового покрытия на поверхность изделий из гладкого литого ПП, что связано с практическим отсутствием подтравливания поверхности пластика, однако после нанесения лакового слоя «зеркальный» эффект несколько снижался. Также зеркальные базовые покрытия были опробованы на АБС, ПС, ПК, ПММА. Два последних пластика требуют очень тщательного выбора растворителей для базового слоя во избежание подтравливания поверхности полимера.

При окраске стекла и прозрачных пластиков, таких, как ПК, ПММА и др., были опробованы различные базовые покрытия, которые наносили непосредственно на прозрачную подложку. Для стекла применяли 2К-базовые покрытия с низким содержанием пленкообразователя на основе эпоксидных смол, которые отверждались при температуре 200°С, а также 1К-базовые покрытия естественной сушки с добавкой органосиланов для обеспечения высокой адгезии к поверхности стекла. Данные системы испытывались как с нанесением, так и без нанесения последующего слоя защитного лака на основе эпоксидных или полиуретановых пленкообразователей. Коэффициент отражения базовых покрытий без последующего лакирования через прозрачную подложку составлял около 90—95% от коэффициента отражения покрытий, нанесенных на стекло и пластики вакуумной металлизацией. Последующее нанесение лакового слоя снижало коэффицент отражения 1К базовых покрытий до 80—85% и практически мало влияла на 2К-эпоксидные базовые покрытия на стекле, отвержденные при 200°С в течении 10—15 минут.

В 2003 году нами была внедрена системы лакокрасочных покрытий на основе 1К базового «зеркального» покрытия естественной сушки и матового полиуретанового рубинового лака при окраске эксклюзивной бутылки для кагора Донского, выпускаемого Мариинским спиртзаводом (Ростовская область) (рис.10).

Бутылки Кагора Донского (слева), окрашенные лаками для стекла
Рис. 10. Бутылки Кагора Донского (слева), окрашенные лаками для стекла.

Проведены успешные испытания схожих систем для окраски бутылок для шампанского, стеклянной посуды и различных изделий из стекла — бокалов, фужеров, стеклоблоков (рис 11.).

Бутылки и фужеры для шампанского, окрашенные ЛКМ с ВОП
Рис. 11. Бутылки и фужеры для шампанского, окрашенные ЛКМ с ВОП.

Применение базовых «зеркальных» покрытий в сочетании с покровными глянцевыми и матовыми окрашенными лаками позволяет получить гамму ярких красивых цветов, которые нельзя получить с использованием обычных алюминиевых пигментов. При последующем нанесении глянцевых и матовых лаков золотисто-желтой гаммы можно достичь эффекта почти идеально имитирующего покрытия из глянцевого и матового золота (рис. 12). Основной проблемой для получения желаемого результата является качество поверхности окрашиваемых изделий.
В 2005 году нами совместно с ООО «Освар» (Вязники) и ОАО «Автосвет» (Киржач) проведены испытания «зеркальных» «прямых» отражающих покрытий на основе ВОП, нанесенных на поверхность отражателей из АБС, компанора (полиамида-6) и стали, с целью замены процесса вакуумной металлизации обычной окраской. получены интересные результаты при нанесении «зеркальных» отражающих покрытий на основе ВОП на поверхность отражателей из ПК и стали для замены процесса вакуумной металлизации обычной окраской. По светотехническим характеристикам покрытия показали удовлетворительные результаты.

С НПО « Интех» (Обнинск) в конце 2006 г. были проведены пробные испытания покрытий на основе ВОП для внешних и внутренних зеркал заднего вида. Предварительные результаты показали, что покрытия на основе ВОП, нанесенные на заднюю поверхность заготовок клиновидных зеркал («обратное» отражающее покрытие), имеют антибликовые свойства и хорошее, без искажений отражение на дальних расстояниях. Предполагается, что покрытия могут быть использованы при окраске как внутренних, так и наружных зеркал заднего вида размером А4-А5 для автобусов и грузового транспорта.

В заключение хотелось бы остановиться на областях применения покрытий на основе ВОП и перспективах их дальнейшего расширения.

В настоящее время покрытия на основе ВОП используют при окраске:

  • колесных дисков под блестящий металл и хром;
  • аудио- и видеотехники и мобильных телефонов;
  • деталей внешней и внутренней отделки автомобиля - дверных ручек, радиаторных решеток, корпусов зеркал заднего вида, пластмассовых накладок на диски, приборных панелей и отражателей задних габаритных фонарей автомобиля из прозрачного ПК («обратное» отражающее покрытие)
  • косметических тюбиков и парфюмерных колпачков под блестящий металл и золото;
  • парфюмерных флаконов и эксклюзивной винно-водочной стеклянной тары (рис. 11, 12).

Парфюмерные флаконы, окрашенные в синий кобальт и золотой цвета (покрытие на основе ВОП)
Рис. 12. Парфюмерные флаконы, окрашенные в синий кобальт и золотой цвета (покрытие на основе ВОП).

К перспективным областям применения следует отнести:

  • замену экологически вредного и дорогостоящего процесса нанесения гальванических покрытий на металлические и пластмассовые изделия на окраску покрытия на основе ВОП для продукциии массового потребления;
  • замену многоступенчатого малопроизводительного циклического процесса вакуумной металлизации при производстве автомобильных зеркал, отражателей фар («прямые» и «обратные» отражающие покрытия), мебельной фурнитуры и прочего на более производительный и гибкий процесс окраски покрытиями на основе ВОП.
 
< Пред.   След. >

go to top Наверх go to top


Главная
О компании
Технологии
Материалы
Оборудование для окраски
Новости
Статьи
Видео
Контакты
Карта сайта




i4450sm.jpg




powered by mambo OS - tdw