DE102005055913A1

DE102005055913A1 - Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms

Info

Publication number: DE102005055913A1
Application number: DE102005055913A
Authority: DE
Inventors: Nicolai Dr. Böhm; Uwe Dr. Schümann; Karsten Dr. Seitz; Kirstin Weiland; Ronald Dr. Pfaff
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2007-05-24
Also published as: WO2007060100A1

Abstract

Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms zum Schutz von chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen nicht ausgehärteten Lackschichten, die insbesondere auf thermoplastischen Kunststoffträgerfolien aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass DOLLAR A der Schutzfilm aus einem mindestens einschichtigen, haftklebrigen polymeren Film besteht.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms für den mechanischen Schutz von chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen nicht ausgehärteten Lackschichten, wobei die Lackschichten insbesondere auf thermoplastischen Kunststofffolien aufgebracht, im nicht ausgehärteten Zustand umgeformt und nach der Umformung und Härtung mit verstärkenden Kunststoffen hinterspritzt werden. Der selbstklebende Schutzfilm soll dabei den auf die Trägerfolie aufgebrachten, nicht ausgehärteten Lack bis zum Abschluss des nachfolgenden Umform- und Härtungsprozesses vor mechanischen Schäden bewahren.

Herkömmlich werden Automobilkarosserien und -anbauteile, ob aus Metall oder Kunststoff, vorgeformt und im vorgeformten Zustand mit verschiedenen Lackschichten versehen, die neben antikorrosiven insbesondere dekorative Eigenschaften haben.

Blechteile werden dazu entfettet, chemisch grundiert (phosphatiert), in der Regel mit kathodischem Tauchlack als Basisschicht versehen und in aufeinander folgenden Schritten mit einem Füller, einem farbgebenden Decklack und einem Abschlussklarlack sprühlackiert. Bei Kunststoffen werden nach einer intensiven Reinigung der Oberfläche und einer die Benetzung verbessernden Oberflächenbehandlung (zum Beispiel Beflammung) ebenfalls ein Füller, ein farbgebender Decklack und ein Abschlussklarlack sprühlackiert.

Diese Verfahren sind zwar etabliert, aber dennoch recht aufwändig, unter anderem deswegen, weil immer wieder Lackfehler auftreten, die manuell nachgearbeitet werden müssen.

Eine Alternative für die Sprühlackierung von geformten Metallteilen ist das Coilcoating, bei dem das bahnförmige Rohblech abgewickelt, beschichtet und wieder aufgewickelt wird, bis es in das gewünschte Teil umgeformt wird. Mit diesem Verfahren kann bislang keine „Class A" Oberfläche, wie sie für das Äußere von Automobilen gefordert wird, realisiert werden.

Die farbige Gestaltung von Kunststoffteilen neben der Lackierung ist durch Einfärben der Kunststoffmasse möglich, erfüllt aber nicht im geringsten die Anforderungen an mechanische und Witterungsbeständigkeit sowie optische Güte. Alternativ können farbig gestaltete Kunststofffolien zusammen mit Träger- und Schutzschichten coextrudiert werden. Durch thermisches Verformen und anschließendes Hinterspritzen lassen sich so Kunststoffformteile mit hochwertiger Oberfläche herstellen. Die Einschränkung ist dabei allerdings, dass die Farbtonangleichung zu anders hergestellten, farbig gestalteten Teilen nur mit Uni-Farben möglich ist. Die Erweiterung auf Metallic-Lacke ist nur dann gegeben, wenn man die Lacke in flüssiger Form aufträgt, damit eine vollständig isotrope Verteilung der Metallflitter erreicht wird. So ein Verfahren wird in der US 2004/0123942 A1 beschrieben, bei dem man eine glatte Trägerfolie erst mit einem Abschlussklarlack lackiert, auf diesen den farbgebenden Decklack und auf diesen wiederum eine Binderschicht aufbringt. Dieser lackierte Sandwichaufbau wird dann auf eine thermoverformbare Kunststoffplatte aus zum Beispiel ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) auflaminiert. Nach dem Entfernen der glatten Trägerfolie kann die trocken lackierte Platte thermoverformt und mit einem geeigneten Kunststoff hinterspritzt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist allerdings, dass der Lackaufbau im bereits ausgehärteten Zustand verformt wird, was nur mit wenigen Lacken möglich ist und die Auswahl geeigneter Lacke stark einschränkt.

Dieser Nachteil wird bei folgendem Verfahren umgangen, wie es dargelegt ist von A. Grefenstein und K. Kaymaak, Kunststoffe 93(8) (2003), Seiten 84 bis 87. Nach diesem Verfahren wird eine bahnförmige Trägerfolie aus ASA (mit Acrylester-Kautschuk schlagzäh modifiziertes Styrol-Acrylnitril-Copolymer) beziehungsweise ASA/PC (Blend aus ASA und Polycarbonat) in einem kontinuierlichen Prozess mit einem farbgebenden Decklack und nachfolgend mit einem Abschlussklarlack beschichtet. Der Lackaufbau wird zunächst nur physikalisch getrocknet, also von Lösemitteln befreit, nicht hingegen chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen ausgehärtet. Er ist zwar blockfest, aber mechanisch verformbar. Zum Schutz gegen mechanische Einflüsse auf den unausgehärteten, weichen Lack ist vorgesehen, eine Schutzfolie auf diesen aufzubringen. Aus der lackierten und mit Schutzfolie abgedeckten Bahn werden dann Platten gewünschter Größe geschnitten, in einem thermischen Prozess verformt und dann durch eine UV-Belichtung ausgehärtet. Am Ende wird das geformte Bauteil durch Hinterspritzen mit Kunststoff verstärkt und danach die Schutzfolie wieder abgezogen.

Die optische Güte des auf diese Weise lackierten Bauteils hängt neben der Lackauswahl auch von der Eignung der Schutzfolie ab. Diese muss sicher auf dem blockfesten Lack haften und sich leicht und luftblasenfrei auf den Lack aufbringen lassen. Für diesen Zweck geeignet sind selbstklebende Schutzfolien, die sich bevorzugt im Thermoformprozess mitverformen lassen. Dafür kommen insbesondere weiche, nicht verstreckte Trägerfolien in Frage.

Alle bekannten selbstklebenden Schutzfolien, die den Anforderungen an Aufbringbarkeit, Haftkraft und Verformbarkeit genügen, hinterlassen allerdings flächenhafte Verformungen des Klarlackes, die aus einer Abstempelung der Eigenstruktur der selbstklebenden Schutzfolien in den verformbaren Lack herrühren. Diese ist unakzeptabel und stellt das innovative Konzept in Frage, solange keine selbstklebende Schutzfolie zur Verfügung steht, die den Lack unbeeinträchtigt lässt.

Ein in der Lackindustrie gängiges Maß für die optische Güte eines Lackes, auch mit „Brillanz" umschrieben, ist der DOI-Wert (Distinctiveness of Image), der die Abbildungsqualität von auf dem Lack reflektierten geradlinigen Strukturen beschreibt. Es handelt sich im Prinzip um eine Glanzmessung, bei der man die Schärfe der Abbildung oder der Spiegelung bestimmter Gegenstände (Fensterkreuz, Deckenleuchte) durch die lackierte Fläche in einer den visuellen Eindruck möglichst gut wiedergebenden Maßzahl ausdrückt. Die Messung wird entweder subjektiv oder objektiv mit einem Spezialmessgerät durchgeführt.

Ist die Lackoberfläche als Folge einer Lackverlaufsstörung wellig, wird das Spiegelbild gestört, die Kanten werden unscharf oder verschwommen wahrgenommen. Der DOI-Wert überstreicht Wellenlängenbereiche von weniger als 0,1 mm bis zu ca. 1 mm, also nahe an der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges.

Der DOI-Wert lässt sich mit geeigneten Messgeräten messen (zum Beispiel dem „Wave Scan DOI" von BYK-Gardner, Deutschland), die die Intensität des von verschiedenen Stellen der Probenoberfläche reflektierten Lichtes unter definierten Winkeln erfassen. Der DOI Wert ist dimensionslos.

Typische Oberflächenstrukturen von Folien oder Folienbeschichtungen liegen häufig in einer ähnlichen Größenordnung wie die von Lacken (streifenförmige Beschichtungsfehler ausgenommen). Abdrücke von Folienstrukturen in Lacken machen sich ebenfalls als mangelnde Abbildungsqualität bemerkbar und lassen sich daher mit dem DOI-Wert gut quantifizieren.

Aus der EP 592 913 A2 ist die Verwendung eines Copolymerisats aus alpha-Olefinen und 5 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Copolymerisat, von ungesättigten, polaren Comonomeren als haftende Oberflächenschutzfolie beim Transport von Automobilen bekannt. Diese Oberflächenschutzfolie übernimmt dabei die Schutzfunktion des Wachses während des Transportes des Automobils vom Produzenten zum Händler.

Die zu diesem Zweck verwendete haftende Oberflächenschutzfolie soll dabei zum einen auf der Lackschicht des Automobils auch bei erhöhten mechanischen Belastungen wie beispielsweise starken Luftströmungen beim Transport auf Lastwagen oder Eisenbahnwaggons noch gut haften und zum anderen zugleich als Schutzschicht gegen mechanische Beschädigungen und Umwelteinflüsse wie Regen, Schnee, Hagel oder Schmutz dienen.

Vorzugsweise wird dabei eine solche haftende Oberflächenschutzfolie verwendet, die aus einem Copolymerisat aus alpha-Olefinen besteht und 10 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Copolymerisat an ungesättigten, polaren Comonomeren enthält.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann auf die haftende Oberflächenschutzfolie, die direkt auf der Karosserie des Automobils liegen soll, noch mindestens eine weitere Schutzschicht aufgebracht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schutzfilm für den mechanischen Schutz von chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen nicht ausgehärteten Lackschichten, wobei die Lackschichten insbesondere auf thermoplastischen Kunststofffolien aufgebracht sind, zur Verfügung zu stellen, der die Probleme des Standes der Technik nicht oder nicht in dem Maß aufweist. Insbesondere soll durch den vorgeschlagenen selbstklebenden Schutzfilm vermieden werden, dass dieser flächenhafte Verformungen des Klarlackes im nicht ausgehärteten Zustand hervorruft.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms, wie er im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen des selbstklebenden Schutzfilms.

Demgemäß betrifft die Erfindung die Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms zum Schutz von chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen nicht ausgehärteten Lackschichten, die insbesondere auf thermoplastischen Kunststoffträgerfolien aufgebracht sind, wobei der Schutzfilm aus einem mindestens einschichtigen, haftklebrigen polymeren Film besteht.

In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform befindet sich auf dem Schutzfilm, eine abziehbare Abdeckung, die nach der Applizierung des Schutzfilms auf der Lackschicht, aber vor dem Thermoformen der lackierten Trägerfolie von dem polymeren Film, also des Schutzfilms, abgezogen wird.

Der polymere Film lässt sich vor oder nach der Härtung der Lackschicht mit weniger als 4 N/cm vom Abschlussklarlack entfernen und/oder hinterlässt auf dem Abschlussklarlack einen DOI-Wert (Distinctiveness of Image) von mindestens 60 Einheiten, bevorzugt 75 Einheiten.

Der selbstklebende Schutzfilm besteht in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform aus einem haftklebrigen polymeren Film insbesondere von 20 bis 2000 μm Dicke, besonders bevorzugt 40 bis 500 μm Dicke, der einseitig mit einer abziehbaren Abdeckung versehen ist.

Der mit der Abdeckung versehene Schutzfilm kann zum besseren Handling bei Transport, Lagerung und Verarbeitung auf sich selbst aufgerollt sein.

Die Abdeckung lässt sich von dem Schutzfilm mit weniger als 2 N/cm, bevorzugt weniger als 1 N/cm abziehen, auf jeden Fall lässt sie sich leichter vom Schutzfilm abziehen als dieser vom Abschlussklarlack.

In einer optionalen Ausführungsform kann der mit der abziehbaren Abdeckung versehene Schutzfilm auch von der anderen, noch nicht abgedeckten Seite mit einer weiteren abziehbaren Abdeckung, zur Abgrenzung von der unverzichtbaren abziehbaren Abdeckung im folgenden als Hilfseindeckung bezeichnet, versehen werden, um diese Seite, die später auf dem empfindlichen, nicht ausgehärteten Lackfilm zu liegen kommt, vor Verunreinigungen zu schützen, die sich in die empfindliche Lackschicht einprägen könnten. Diese Hilfseindeckung wird unmittelbar vor dem Aufbringen auf den chemisch nicht ausgehärteten Lack abgezogen und verworfen.

Die abziehbare Abdeckung unterstützt dabei die problemlose, faltenfreie Aufbringung und verhindert bei der anschließenden Aufwicklung das Verblocken zwischen Rückseite der lackierten Trägerfolie und selbstklebendem Schutzfilm.

Unmittelbar vor dem Thermoformen wird die Abdeckung abgezogen und verworfen. Dieses geht problemlos und leicht, wenn die Schälkraft der Abdeckung vom Schutzfilm 2 N/cm nicht überschreitet, besonders gut geht es, wenn 1 N/cm nicht überschritten wird. Die Schälkraft der abziehbaren Abdeckung vom Schutzfilm darf dabei nicht größer sein als die Schälkraft des Schutzfilms vom Abschlussklarlack, damit nicht die Gefahr besteht, den Schutzfilm zusammen mit der Abdeckung unerwünscht zu entfernen.

Beim Aufheizen der lackierten Trägerfolie entweichende Gase (zum Beispiel Restlösemittel aus der Lackierung oder absorbierte Luftfeuchtigkeit) können so – ohne Blasen aufzuwerten – durch den Schutzfilm entweichen. Beim Thermoformen der erhitzten, lackierten Trägerfolie folgt der weiche, selbstklebende Schutzfilm der Verformung ohne Schrumpf und Abdrücke einer eigenen Struktur im nicht ausgehärteten Lack, wie sie durch die üblicherweise nicht strukturfreien Trägerfolien von Schutzfolien gemäß dem Stand der Technik in der Regel vorkommen. Der Schutzfilm kann vor oder nach dem chemischen Härten der Lackschicht problemlos ohne Reißen oder zu großen Kraftaufwand abgezogen werden, wenn er eine Schälkraft von dieser von höchstens 4 N/cm aufweist. Das Ergebnis ist eine perfekte, durch die Lagerung und Umformung nicht veränderte Lackoberfläche von mindestens 60 DOI Einheiten, bevorzugt mindestens 75 DOI Einheiten.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Schutzfilmes erfolgt typischerweise in einer Beschichtungsanlage, wo das Schutzfilmmaterial in flüssiger Form aus Lösung, Dispersion oder Schmelze direkt auf die abziehbare Eindeckung aufgetragen oder gegossen wird oder in einem nachgeschalteten Schritt nach der Verfilmung mit der abziehbaren Abdeckung versehen wird. Die Verfilmung im Falle der Herstellung aus Lösung oder Dispersion geschieht durch Abdunsten des Lösemittels respektive des Dispersionsmittels, üblicherweise in geheizten Trockeneinrichtungen, im Falle der Herstellung aus der Schmelze durch Abkühlen unter die Erstarrungstemperatur. Vor dem Aufwickeln kann die offene Seite optional mit der bereits beschriebenen Hilfseindeckung abgedeckt werden.

In einem anderen Verfahren wird der erfindungsgemäße Schutzfilm nicht als feste Folie, sondern in Form einer Lösung, einer Dispersion oder einer Schmelze direkt auf die nicht ausgehärtete Lackschicht aufgebracht. In Form der Lösung oder der Dispersion muss zunächst das Lösemittel respektive das Dispersionsmittel entfernt werden, üblicherweise durch Abdunsten in geheizten Trockeneinrichtungen. Bei der Schmelze reicht das Abkühlen unterhalb der Erstarrungstemperatur der Schmelze. In allen Fällen erfolgt nach der Verfilmung des zunächst flüssigen Schutzfilmmaterials das Aufbringen der abziehbaren Abdeckung durch Laminierung auf die offene Seite.

Bei dem letztgenannten Verfahren ist der Schutzfilm auf dem chemisch nicht ausgehärteten Lack stets spannungs- und faltenfrei.

Weiterhin umfasst die Erfindung die Verwendung des mit den beschriebenen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Schutzfilms zum Schutz von chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen nicht ausgehärteten Lacken auf dem Weg zwischen der Abdeckung dieser Lacke mit dem erfindungsgemäßen Schutzfilm über deren Lagerung und Transport sowie deren Konfektionierung zu Platten bis hin zur Thermoformung. Der Schutzfilm wird vor dem Hinterspritzen mit Kunststoff vom thermogeformten Bauteil abgezogen.

In einer weiteren vorteilhaften Fortbildung der Erfindung ist der Schutzfilm mit einer abziehbaren Abdeckung ausgerüstet, wobei die abziehbare Abdeckung unmittelbar vor dem Thermoformen abgezogen wird.

Das Polymer, das den Schutzfilm bildet, ist erfindungsgemäß haftklebrig, da die chemisch nicht ausgehärteten Lacke zwar noch verformbar, aber gleichzeitig blockfest, das heißt nicht klebrig sind. Geeignete Klebmassen müssen sofort eine gute Haftung auf den Lacken aufweisen, aber dennoch nach längerer Kontaktzeit, auch nach der thermischen Umformung gut wieder ablösbar sein. Wichtig ist auch eine gute Benetzbarkeit der Lackoberfläche, damit der Schutzfilm ohne Lufteinschlüsse auf die nicht ausgehärtete Lackschicht laminiert werden kann. Jegliche Lufteinschlüsse führen zu Abdrücken im Lack, die unter Umständen irreversibel und nach der Aushärtung in der Lackoberfläche fixiert sein können. Inhomogenitäten, wie sie durch zu grobe Füllstoffe, unzureichende Verteilung von Zusatzstoffen wie etwa Klebharzen oder thermodynamischen Unverträglichkeiten von Klebmassebestandteilen herrühren können, sind zu vermeiden.

Geeignet sind im Prinzip als Schutzfolie alle haftklebrigen Polymere, die eine Haftkraft von 4 N/cm vom nicht ausgehärteten Lack nach der Thermoformung nicht überschreiten. Darunter fallen harzabgemischte Naturkautschukselbstklebemassen, Acrylsäureestercopolymerisate (mit und ohne Zusatz von Klebharzen) und/oder Polyurethanhaftklebemassen.

Insbesondere bevorzugt genannt werden hier Synthesekautschukselbstklebemassen, etwa auf Basis von Butylkautschuk, Polyisobutylen, Styrol-Butadien-Copolymeren, hydrierten und nicht hydrierten Styrolblockcopolymeren (zum Beispiel Styrol-Butadien-Styrol, Styrol-Isopren-Styrol, Styrol-Ethylen/Propen-Styrol, Styrol-Ethylen/Buten-Styrol, Styrol-Butadien/Buten-Styrol, Styrol-Isobutylen-Styrol), Ethylen-Propylen Copolymeren, amorphen Poly-alpha-olefinen, Metallocen-katalysierten Polyolefinen oder Polyethylenvinylacetatcopolymeren, Acrylatblockcopolymere (zum Beispiel Methylmethacrylat-Butylacrylat-Methylmethacrylat) sowie Siliconhaftklebemassen. Vor allem die insbesondere bevorzugt genannten Selbstklebemassen können aus Lösung, aus der Schmelze oder – sofern so erhältlich – als wässrige Dispersion mit geeigneten Beschichtungshilfsmitteln zum erfindungsgemäßen Schutzfilm mit abziehbarer Abdeckung verarbeitet werden.

Der selbstklebende Schutzfilm kann auch aus mehreren Schichten konstruiert sein, wobei die Zusammensetzung der einzelnen Schichten identisch oder verschieden sein kann und wobei die einzelnen Schichten haftklebrig oder nicht haftklebrig sein können. Die obere Schicht des mehrschichtigen selbstklebenden Schutzfilms, also die Schicht, die in der Anwendung nicht mit dem nicht ausgehärteten Lack in Berührung kommt, ist nicht notwendigerweise haftklebrig.

Alle Klebmassen können, wenn nötig, mit Weichmachern, Klebharzen oder anderen Additiven wie Alterungsschutzmitteln und Füllstoffen abgemischt sein. Dies gilt auch für die Zusammensetzung der zusätzlichen Schichten.

Die abziehbare Abdeckung ist ein bahnförmiges Material und muss so gestaltet sein, dass sie sich leicht und ohne Rattermarken von dem selbstklebenden Schutzfilm lösen lässt. Dazu sind solche reversiblen Abdeckmaterialien üblicherweise mit Silikon- oder Fluorsilikonverbindungen abhäsiv ausgerüstet. Weniger gängig, aber auch geeignet sind Materialien wie Polyvinylstearylcarbamat, Polyethyleniminstearylcarbamid oder fluororganische Verbindungen.

Wenn keine Hilfseindeckung verwendet wird, sollte die abziehbare Abdeckung beidseitig abhäsiv ausgerüstet sein, damit der zur Rolle gewickelte Schutzfilm mit abziehbarer Abdeckung für die Verwendung abwickelbar bleibt. Vorteilhaft ist eine abgestufte abhäsive Ausrüstung beider Seiten, das heißt, die Seite, die beim Abwickeln der Rolle offen gelegt wird, hat eine stärkere Trennwirkung als die, auf der der Schutzfilm verbleibt. Im Falle der Verwendung einer Hilfseindeckung kann die abziehbare Abdeckung einseitig abhäsiv ausgerüstet sein.

Als Träger für die abziehbare Abdeckung sind Papiere geeignet, auch einseitig oder beidseitig versehen mit polymeren Beschichtungen aus zum Beispiel Polyethylen. Bevorzugt besteht die abziehbare Abdeckung aus einem nicht geprägten oder strukturierten Folienmaterial, besonders bevorzugt aus biaxial verstreckter Polyethylenterephthalat- oder verstreckter Polypropylenfolie (mono- oder biaxial). Die abhäsive Beschichtung kann aus Lösung oder als lösemittelfreies, reaktives so genanntes 100 %-System aufgetragen sein und sollte die Oberflächenbeschaffenheit des Trägers der abziehbaren Abdeckung nicht so weit verschlechtern, dass dessen Rauhigkeit sich durch den selbstklebenden Schutzfilm auf den empfindlichen Lack überträgt, so dass der DOI von mindestens 60, bevorzugt 75 Einheiten nicht mehr erreicht wird.

Für die optionale Hilfseindeckung gilt das Gleiche wie für die abziehbare Abdeckung, da auch sie leicht entfernbar sein muss.

In allen Fällen ist Sorge zu tragen, dass die Umgebung aller beteiligten Herstellanlagen staubfrei oder wenigstens staubarm ist. Auch kann eine sorgfältige elektrostatische Ableitung bei der Abwicklung und Beschichtung der Folien deren elektrostatische Aufladung und damit verbundene Anziehung von Fremdpartikeln verhindern.

Ein chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen nicht ausgehärteter Lackfilm, der mit dem erfindungsgemäßen, nach den beschriebenen Verfahren hergestellten selbstklebenden Schutzfilm mit abziehbarer Abdeckung geschützt ist, kann auf sich selbst aufgerollt werden und ist in dieser Form über einen längeren Zeitraum bei gemäßigten Umgebungsbedingungen lagerfähig, ohne Qualitätseinbußen, besonders der Oberflächengüte des Lackes, zu erleiden.

Zur Weiterverarbeitung werden die Rollen zu Platten konfektioniert, die abziehbare Abdeckung entfernt und die Platten durch Einwirkung von Wärme und mechanischen Kräften in die gewünschte Form gebracht. Nach der chemischen Vernetzung, also Aushärtung des Lackes mit Elektronenstrahlen oder UV-Strahlung, wodurch er seine endgültige gebrauchsgerechte Beständigkeit erlangt, wird der selbstklebende Schutzfilm abgezogen. Im Anschluss wird das lackierte Formteil in der Regel durch Hinterspritzen von Kunststoff mechanisch verstärkt.

Anhand der nachfolgend beschriebenen Figuren wird die Erfindung näher erläutert, ohne damit diese unnötig einschränken zu wollen.
Es zeigen
1 den selbstklebenden Schutzfilm (1) mit abziehbarer Abdeckung (2),
2 den selbstklebenden Schutzfilm (1) mit abziehbarer Abdeckung (2) und Hilfseindeckung (3),
3 den selbstklebenden Schutzfilm (1) bestehend aus unterschiedlichen Schichten (1a und 1b) mit abziehbarer Abdeckung (2),
4 vorlackierte Folie (7) bestehend aus thermoplastischer Kunststofffolie (6), beschichtet mit einem farbgebenden Decklack (5) und nicht gehärtetem Abschlussklarlack (4),
5 vorlackierte Folie (7) bestehend aus thermoplastischer Kunststofffolie (6), beschichtet mit einem farbgebenden Decklack (5) und nicht gehärtetem Abschlussklarlack (4), geschützt mit selbstklebendem Schutzfilm (1) mit abziehbarer Abdeckung (2) und
6 vorlackierte Folie (7) bestehend aus thermoplastischer Kunststofffolie (6), beschichtet mit einem farbgebenden Decklack (5) und nicht gehärtetem Abschlussklarlack (4), geschützt mit selbstklebendem Schutzfilm (1) und entfernter abziehbarer Abdeckung (2).
Der erfindungsgemäße Schutzfilm wird nachfolgend weiterhin in bevorzugter Ausführung anhand mehrerer Beispiele beschrieben, ohne damit ebenfalls die Erfindung irgendeiner Beschränkung unterwerfen zu wollen.
Des Weiteren sind Vergleichsbeispiele aufgeführt, in denen untaugliche Schutzfilme dargestellt sind.
Beispiele
Beispiel 1
Die Lösung des haftklebrigen Polymers Polyisobutylen Oppanol B150 (BASF, Deutschland), gelöst in Toluol, wurde an einer Laborbeschichtungsanlage mit Hilfe eines Streichbalkens so auf eine beidseitig mit Silikon ausgerüstete Trennfolie (Silphan S50 T74A, Siliconature, Italien) ausgestrichen, dass nach dem Trocknen im Luftstrom des Trockenkanals ein Flächengewicht von 50 g/m² resultierte. Am Ende des Trockenkanals wurde der mit der Abdeckung versehene Schutzfilm auf sich aufgerollt.
Beispiel 2
Wie Beispiel 1, in Abweichung dazu wurde eine toluolische Lösung der Polyisobutylene Oppanol B50 und Oppanol B200 (BASF, Deutschland) im Verhältnis von 1:3 verwendet und ein Flächengewicht von 80 g/m² eingestellt.
Beispiel 3
Wie Beispiel 2, in Abweichung dazu wurde die Polymerlösung auf ein Glassine Trennpapier (KS 800 gelb, Laufenberg, Deutschland) ausgestrichen.
Beispiel 4
Wie Beispiel 1, in Abweichung dazu wurde zuerst eine toluolische Lösung von Butylkautschuk (Butyl 402, Lanxess, Deutschland) mit einem Flächengewicht von 60 g/m² auf die Trennfolie beschichtet und darauf in einem zweiten Beschichtungsschritt die Lösung aus Beispiel 1 mit einem Flächengewicht von 40 g/m².
Beispiel 5
Wie Beispiel 1, in Abweichung dazu wurde eine Selbstklebemasse auf Basis einer Polyacrylsäureesterdispersion (Acronal 4D, BASF, Deutschland), die mit 1 Gew.-% des Isocyanatvernetzers Basonat F 200 WD (BASF, Deutschland) gemischt worden war, mit einem Drahtrakel ausgestrichen. Das Flächengewicht betrug 40 g/m².
Beispiel 6
Hier wurde die Schmelze eines Styrol-Ethylen/Propen-Styrol-Copolymers (Kraton G1657, Kraton Polymers, Großbritannien) direkt auf eine ASA/PC Trägerfolie, die mit einem physikalisch getrockneten Klarlack (Syntholux JB 1041, Synthopol Chemie, Deutschland, versetzt mit 3 % (w/w) UV Härter auf Benzophenonbasis) beschichtet war, durch Extrusion aus einer Breitschlitzdüse aufgebracht. Nach dem Durchlaufen einer Kühlstrecke, in der die Schmelze auf Raumtemperatur abkühlte, wurde ein beidseitig silikonisiertes Glassine Trennpapier (KS 800 gelb, Laufenberg, Deutschland) zur Polymerbeschichtung zukaschiert.
Beispiel 7
Wie Beispiel 2, in Abweichung dazu wurde die Polymerlösung auf ein einseitiges Glassine Trennpapier (Natrosil 23944, Schleipen&Erkens, Deutschland) ausgestrichen und vor dem Aufwickeln eine ebenfalls einseitig silikonisierte Polyestertrennfolie (Silphan VQ50 M072, Siliconature, Italien) als Hilfseindeckung zur offenen Seite der Polymerbeschichtung zukaschiert.
Gegenbeispiel
Gegenbeispiel 1
Wie Beispiel 1, in Abweichung dazu wurde das Flächengewicht des haftklebrigen Polymers auf 15 g/m² eingestellt.
Gegenbeispiel 2
Wie Beispiel 1, in Abweichung dazu wurde als haftklebriges Polymer ein stark klebendes Polyacrylsäureestercopolymer (Polytex 7076, AV Chemie, Schweiz) gewählt.
Gegenbeispiel 3
Wie Beispiel 1, in Abweichung dazu wurde statt der beidseitig silikonisierten Polyestertrennfolie eine einseitig silikonisierte Polyestertrennfolie (Silphan VQ50 M072, Siliconature, Italien) verwendet, wobei die Silikonisierung auf der dem haftklebrigen Polymer abgewandten Seite zum Einsatz kam.
Gegenbeispiel 4
Wie Beispiel 6, in Abweichung dazu wurde keine abziehbare Abdeckung zur haftklebrigen Polymerbeschichtung zukaschiert.
Gegenbeispiel 5
Hier wurde eine handelsübliche Polyethylenfolie (LDPE) in einer Dicke von 60 μm mit einer Acrylsäureesterdispersion (Acronal 4D, BASF, Deutschland), die mit 1 Gew.-% des Isocyanatvernetzers Basonat F 200 WD (BASF, Deutschland) gemischt worden war, mit Hilfe eines Drahtrakels beschichtet. Das Flächengewicht des Klebers nach der Trocknung betrug 10 g/m².
Prüfkriterien
Als entscheidende Prüfkriterien für die Eignung des Schutzfilms mit abziehbarer Abdeckung für den mechanischen Schutz von nicht ausgehärteten Lackschichten wurden herangezogen:

• Schälkraft der abziehbaren Abdeckung vom Schutzfilm
• Tiefziehfähigkeit
• Schälkraft des Schutzfilms vom chemisch ausgehärteten Abschlussklarlack
• DOI des chemisch ausgehärteten Abschlussklarlackes

Durchführung der Prüfungen
Als Prüfhaftgrund dienten schwarz gefärbte, sehr glatte Kunststoffplatten aus ASA/PC mit einer Dicke von 1 mm, die zunächst Corona-vorbehandelt und anschließend mit einem UV härtenden Lack (Lackbasis Syntholux JB 1041, Synthopol Chemie, Deutschland, versetzt mit 3 % (w/w) UV Härter auf Benzophenonbasis) sprühlackiert und 20 Minuten bei 100 °C physikalisch getrocknet wurden.
Die Beispielschutzfilme mit abziehbarer Abdeckung wurden falten- und blasenfrei mit Hilfe einer Gummirolle auf die Lackplatten aufgebracht. Diese wurden für 14 Tage bei Normklima (25 °C, 50 % relative Luftfeuchte) gelagert.
Ermittlung der Schälkraft der abziehbaren Abdeckung vom Schutzfilm
Unmittelbar vor dem Tiefziehprozess wurde die abziehbare Abdeckung an einer Zugprüfmaschine mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min im Winkel von 180° vom Schutzfilm abgezogen und die Schälkraft aufgenommen. Ein Schälwert unterhalb 2 N/cm, der gleichzeitig kleiner als der Schälwert des Schutzfilms vom Abschlussklarlack war, wurde als anwendungsgerecht bewertet.
Ermittlung der Tiefziehfähigkeit
Für die Bewertung der Tiefziehfähigkeit wurde eine Labortiefziehanlage mit einem Prüflingsformat von DIN A4 eingesetzt. Der Prüfling, also die mit dem Schutzfilm versehene Lackplatte, wurde 2 Minuten auf 180 °C aufgeheizt und anschließend auf einem kegelstumpfförmigen Werkzeug tiefgezogen (männliches Prinzip, das heißt, die Lackschicht mit dem Schutzfilm befindet sich auf der dem Werkzeug abgewandten Seite).
Wenn der Schutzfilm nach der Thermoformung keine sichtbare Veränderung, Faltenbildung und Blasenbildung aufwies, war das Ergebnis i.O.
Ermittlung der Schälkraft des Schutzfilms vom ausgehärteten Abschlussklarlack
Dazu wurde eine Lackplatte mit bereits entfernter abziehbarer Abdeckung zunächst analog dem Tiefziehversuch für 2 Minuten auf 180 °C aufgeheizt, dann aus messtechnischen Gründen aber nicht tiefgezogen. Die abgekühlten Platten wurden anschließend mit UV-C-Strahlung mit einer Energiedichte von 200 mJ/cm² belichtet.
Nach weiteren zwei Stunden Wartezeit bei Normklima wurde der Schutzfilm an einer Zugprüfmaschine mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min in einem Winkel von 180° abgezogen und die Schälkraft aufgenommen. Ein Schälwert unterhalb 4 N/cm wurde als anwendungsgerecht bewertet.
Ermittlung des DOI des ausgehärteten Abschlussklarlackes
Der DOI-Wert des ausgehärteten Klarlackes unter den freigelegten Stellen direkt nach dem Entfernen des bahnförmigen Abdeckmaterials wurde mit einem „Wave Scan DOI" (BYK-Gardner, Deutschland) vermessen. Der akzeptable Mindestwert lag bei 60 Einheiten, besonders zufriedenstellend war das Ergebnis bei mehr als 75 Einheiten.
Ergebnisse
In nachstehender Tabelle sind die Ergebnisse der Prüfungen zusammengefasst. i.O. (in Ordnung) bedeutet: das Gesamturteil ist positiv, das Muster ist anwendungsgerecht, n.i.O. (nicht in Ordnung) bedeutet: das Gesamturteil ist negativ, das Muster ist nicht anwendungsgerecht.

¹⁾ Nicht messbar, da Dehnung des Polymerfilms beim Abziehen zu groß, nicht anwendungsgerecht.
²⁾ Nicht in einem Stück entfernbar, da Polymerfilm reißt. Daher nur ein Wert ermittelbar, der sicher überschritten wird. Nicht anwendungsgerecht.
³⁾ Partielle Ablösungen des darunterliegenden Schutzfilms. Wert nur eingeschränkt messbar, nur wo sich Schutzfilm nicht ablöste.
⁴⁾ Nur eingeschränkt messbar, da Schutzfilm bereits partiell durch die Entfernung der Abdeckung abgelöst wurde. Gültig sind nur Messwerte von noch nicht gelösten Stellen.
⁵⁾ Musterrolle kaum abwickelbar, nicht anwendungsgerecht.
⁶⁾ Keine Abdeckung vorhanden.

Claims

Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms zum Schutz von chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen nicht ausgehärteten Lackschichten, die insbesondere auf thermoplastischen Kunststoffträgerfolien aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzfilm aus einem mindestens einschichtigen, haftklebrigen polymeren Film besteht.
Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf dem Schutzfilm eine abziehbare Abdeckung befindet, die nach der Applizierung des Schutzfilms auf der Lackschicht abgezogen wird.
Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzfilm sich vor oder nach der Härtung der Lackschicht mit weniger als 4 N/cm vom Abschlussklarlack entfernen lässt und/oder auf dem Abschlussklarlack einen DOI-Wert (Distinctiveness of Image) von mindestens 60 Einheiten, bevorzugt 75 Einheiten hinterlässt.
Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich Abdeckung von dem Schutzfilm mit weniger als 2 N/cm, bevorzugt weniger als 1 N/cm abziehen lässt.
Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der selbstklebende Schutzfilm eine Dicke aufweist von 20 bis 2000 μm.
Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzfilm aus einer harzabgemischten Naturkautschukselbstklebemasse, einem Acrylsäureestercopolymerisat (mit und ohne Zusatz von Klebharzen) und/oder einer Polyurethanhaftklebemasse besteht, insbesondere aus Synthesekautschukselbstklebemassen, etwa auf Basis von Butylkautschuk, Polyisobutylen, Styrol-Butadien-Copolymeren, hydrierten und nicht hydrierten Styrolblockcopolymeren (zum Beispiel Styrol-Butadien-Styrol, Styrol-Isopren-Styrol, Styrol-Ethylen/Propen-Styrol, Styrol-Ethylen/Buten-Styrol, Styrol-Butadien/Buten-Styrol, Styrol-Isobutylen-Styrol), aus Ethylen-Propylen-Copolymeren, aus amorphen aus Poly-alpha-olefinen, aus Metallocen-katalysierten Polyolefinen oder aus Polyethylenvinylacetatcopolymeren, aus Acrylatblockcopolymeren (zum Beispiel Methylmethacrylat-Butylacrylat-Methylmethacrylat) sowie aus Siliconhaftklebemassen.
Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abziehbare Abdeckung mit Silikon- oder Fluorsilikonverbindungen abhäsiv ausgerüstet ist.
Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abziehbare Abdeckung aus Papier besteht, das einseitig oder beidseitig mit polymeren Beschichtungen aus zum Beispiel Polyethylen versehen sein kann, oder aus einem nicht geprägten oder strukturierten Folienmaterial, bevorzugt aus biaxial verstreckter Polyethylenterephthalat- oder verstreckter Polypropylenfolie (mono- oder biaxial).
Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen nicht ausgehärteten Lackschichten auf bahnförmigen Metall- oder Rohblechen befinden.
Verwendung eines selbstklebenden Schutzfilms nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der selbstklebende Schutzfilm aus mehreren Schichten konstruiert ist und/oder die obere Schicht des mehrschichtigen selbstklebenden Schutzfilms, also die Schicht, die in der Anwendung nicht mit dem nicht ausgehärteten Lack in Berührung kommt, nicht haftklebrig ist.
Verfahren zur Herstellung eines lackierten Kunststoffteils, wobei auf eine mit einer chemisch und/oder durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen nicht ausgehärteten Lackschicht versehene Kunststofffolie ein selbstklebender Schutzfilm aufgebracht wird, der aus einem mindestens einschichtigen, haftklebrigen polymeren Film besteht, die Kunststofffolie im nicht ausgehärteten Zustand thermogeformt wird und nach der Umformung und Härtung mit verstärkenden Kunststoffen hinterspritzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines lackierten Kunststoffteils nach Anspruch 11, wobei auf dem Schutzfilm eine abziehbare Abdeckung vorhanden ist, die nach der Applizierung des Schutzfilms auf der Lackschicht, aber vor dem Thermoformen der lackierten Trägerfolie von dem Schutzfilm abgezogen wird.