DE102008063406B4 - Kunststoffteil, umfassend zwei harte Überzugsschichten, sowie Verwendung des Kunststoffteils - Google Patents

Kunststoffteil, umfassend zwei harte Überzugsschichten, sowie Verwendung des Kunststoffteils Download PDF

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Abstract

Kunststoffteil, umfassend: eine transparente Matrix in Form einer transparenten Lage; eine erste harte Überzugsschicht gebildet aus einer ersten harten Beschichtungszusammensetzung umfassend ein Fluoracrylatcopolymer, ein Acrylmonomer, einen Photoinitiator und ein organisches Lösungsmittel, aufgebracht auf einer Oberfläche der transparenten Lage; und eine zweite harte Überzugsschicht gebildet aus einer zweiten harten Beschichtungszusammensetzung umfassend ein Harz auf Bisphenolbasis, ein Acrylmonomer, einen leitenden Füllstoff, einen Photoinitiator und ein organisches Lösungsmittel, aufgebracht auf der anderen Oberfläche der transparenten Lage.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kunststoffteil, das zwei harte Überzugsschichten umfasst, und insbesondere ein Kunststoffteil mit guten Antifoulingeigenschaften, guter Schlagfestigkeit, guten Antistatikeigenschaften und guter Kratzfestigkeit.
  • Im Allgemeinen wurden bisher auf dem Gebiet der Fertigung von Kunststoffprodukten wie Baumaterialien, Kraftfahrzeugaußenkomponenten, Papier, Hölzer, Möbel, schalldichte Wände, optische Materialien, Kosmetikbehälter und verschiedene Anzeigevorrichtungen usw. funktionelle harte Beschichtungen verwendet, um die Oberfläche der Produkte vor der Außenumgebung zu schützen. Insbesondere war es mit der raschen Entwicklung von verschiedenartigen Anzeigevorrichtungen wie LCDs, PDPs, Projektions-TVs und dergleichen zunehmend gefragt, eine funktionelle harte Beschichtung zu entwickeln, die die Oberfläche eines Kunststoffteils, die für diese Anzeigevorrichtungen einschließende verschiedenartige elektronische Geräte oder für Bildschirme von Mobiltelefonen verwendet wird, schützen und Kratzer und dergleichen auf der Oberfläche des Kunststoffteils verhindern kann.
  • Allerdings werden herkömmliche harte Beschichtungszusammensetzungen im Allgemeinen zum Verbessern der Kratzfestigkeit der harten Beschichtungen entwickelt und weisen daher unzureichende Eigenschaften in Bezug auf Antifoulingeigenschaften, Wärmebeständigkeit, Schlagfestigkeit und dergleichen auf. Ferner können die herkömmlichen harten Beschichtungszusammensetzungen und ein Kunststoffteil mit einer unter Verwendung derselben hergestellten harten Überzugsschicht den Anforderungen einer hohen Funktionalität und von verschiedenartigen in den letzten Jahren raschen Entwicklung der Anzeigevorrichtungen oder Mobiltelefone entsprechenden Eigenschaften nicht genügen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu vermeiden und, ein Kunststoffteil bereitzustellen, das eine harte Überzugsschicht mit guten Antifoulingeigenschaften, guter Schlagfestigkeit, guten Antistatikeigenschaften und guter Kratzfestigkeit umfasst.
  • Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich darum, eine harte Beschichtungszusammensetzung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine derartige harte Überzugsschicht zu bilden.
  • Gelöst wird die vorstehende Aufgabe durch Bereitstellung eines Kunststoffteils gemäß Patentanspruch 1.
  • Die erste harte Überzugsschicht kann ferner das Harz auf Bisphenolbasis umfassen. Ferner kann die zweite harte Überzugsschicht ferner ein wärmebeständiges Harz umfassen.
  • Die transparente Matrix kann mindestens einen Bestandteil ausgewählt aus einem Acrylharz, einem Polycarbonatharz, einem Polymethylmethacrylatharz, einem Methylmethacrylat-Styrol-Copolymer, einem ABS-Harz und einer Kombination davon, umfassen.
  • Die vorstehenden und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen klar, die zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen bereitgestellt sind, in welchen:
  • 1 eine Perspektivansicht einer transparenten Lage mit auf deren Oberfläche gebildeten harten Überzugsschichten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden detailliert mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen hier nachstehend beschrieben.
  • 1 ist eine Perspektivansicht einer transparenten Lage mit auf deren Oberfläche gebildeten harten Überzugsschichten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In Bezug auf 1 schließt das Kunststoffteil 50 gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung eine transparente Matrix 10, eine erste harte Überzugsschicht 20 auf einer Oberfläche der transparenten Matrix 10 und eine zweite harte Überzugsschicht 30 auf der anderen Oberfläche der transparenten Matrix 10 ein.
  • Bei der transparenten Matrix 10 handelt es sich um ein transparentes Kunststoffharz und sie kann ein Acrylharz, ein Polycarbonatharz, ein Polymethylmethacrylatharz, ein Methylmethacrylat-Styrol-Copolymerharz, ein ABS-Harz oder Kombinationen davon umfassen. Die transparente Matrix 10 kann durch Laminieren von zwei oder mehr derartigen transparentem Matrizen dieser Harze gebildet werden. In 1 handelt es sich bei der transparenten Matrix 10 dieser Ausführungsform um ein Acrylharz/Polycarbonatharz/Acrylharz-Lamiflat, das, in Folge laminiert, eine aus dem Acrylharz bestehende erste transparente Teilmatrix 11, eine aus dem Polycarbonatharz bestehende zweite transparente Teilmatrix 12 und eine aus dem Acrylharz bestehende dritte transparente Teilmatrix 13 umfasst.
  • Die aus dem Acrylharz bestehende erste und dritte transparente Teilmatrix 11 und 13 weisen in Bezug auf Oberflächenhärte und optische Eigenschaften Vorzüge auf. Ferner weist die aus dem Polycarbonatharz bestehende zweite transparente Teilmatrix 12 gute Eigenschaften in Bezug auf Schlagfestigkeit und Wärmebeständigkeit auf. Demzufolge kann die transparente Matrix beim Schichten dieser ersten bis dritten transparenten Teilmatrizen 11 bis 13 zum Bilden der transparenten Matrix sämtliche der vorstehend erwähnten Vorzüge aufweisen.
  • Die transparente Matrix 10 kann eine Dicke von etwa 0,1–10 mm aufweisen. Allerdings sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
  • Die erste harte Überzugsschicht 20 wird auf der einen Oberfläche der transparenten Matrix 10 gebildet. Die erste harte Überzugsschicht 20 dient dazu, dem Kunststoffteil Antifoulingeigenschaften, Schlagfestigkeit und Kratzfestigkeit zu verleihen. Zu diesem Zweck wird die erste harte Überzugsschicht 20 aus einer ersten harten Beschichtungszusammensetzung gebildet, die ein Fluoracrylatcopolymer, ein Acrylmonomer, einen Photoinitiator und ein organisches Lösungsmittel umfasst.
  • Bei dem Fluoracrylatcopolymer handelt es sich um ein Copolymer, in welchem eine Substituentengruppe einer fluorhaltigen Verbindung an das Gerüst eines Acrylatharzes mit drei oder mehr funktionellen Gruppen gebunden ist.
  • Die erste harte Beschichtungszusammensetzung kann 5–50 Gew.-% des Fluoracrylatcopolymers umfassen. Beträgt der Fluoracrylatcopolymergehalt weniger als 5 Gew.-%, kann die harte Überzugsschicht die Antifoulingeigenschaften nicht gewährleisten.
  • Bei dem in der ersten harten Überzugsschicht 20 enthaltenen Acrylmonomer kann es sich um ein Acrylmonomer handeln, das keine cyclische aliphatische Struktur aufweist.
  • Bei dem Acrylmonomer handelt es sich um mindestens eines, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Acrylmonomer mit 1 funktionellen Gruppe, einem Acrylmonomer mit 2 funktionellen Gruppen und einem Acrylmonomer mit 3 oder mehr funktionellen Gruppen.
  • Beispiele für das Acrylmonomer mit 1 funktionellen Gruppe schließen Butylacrylat, Allylmethacrylat, 2-Methoxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmetacrylat und dergleichen ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Beispiele für das Acrylmonomer mit 2 funktionellen Gruppen schließen 1,6-Hexandioldiacrylat (HDDA), 1,3-Butylenglycoldimethacrylat (BGMDA), Tripropylenglycoldiacrylat (TPGDA) und dergleichen ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Beispiele für das Acrylmonomer mit 3 oder mehr funktionellen Gruppen schließen Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA), Pentaerythritoltriacrylat (PETA), Dipentaerythritolhexacrylat (DPHA) und dergleichen ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Zudem kann die harte Beschichtungszusammensetzung ferner gegebenenfalls ein fluoriertes Acrylmonomer, ein Urethanacrylmonomer, ein Oligomer oder dergleichen umfassen, um die Viskosität der Zusammensetzung entsprechend zu steuern oder die Antifoulingeigenschaften zu verbessern.
  • Die harte Beschichtungszusammensetzung kann 5–40 Gew.-% des Acrylmonomers umfassen.
  • Der Photoinitiator wird für allgemeine UV-härtbare Zusammensetzungen verwendet. Beispiele für den Photoinitiator können Materialien auf Bezophenonbasis wie 1-Hydroxycyclohexylphenylketon (Irgacure-184), α,α-Dimethoxy-a-hydroxyacetophenon (Darocure 1173) und Mischungen von 1-Hydroxycyclohexylphenylketonbenzophenon; 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan und dergleichen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Die harte Beschichtungszusammensetzung kann 0,1–5 Gew.-% des Photoinitiators umfassen.
  • Das organische Lösungsmittel wird unter Berücksichtigung der Auftragbarkeit der harten Beschichtungszusammensetzung, ihrer Trocknungsgeschwindigkeit und des Erscheinungsbildes oder Ertrags des Produkts verwendet, und die Menge des organischen Lösungsmittels ist nicht besonders beschränkt. Bei dem organischen Lösungsmittel kann es sich um mindestens eines handeln, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Methanol, Ethanol, i-Propanol, n-Propanol, Butanol, i-Butanol, Ethylcellosolve, Methylcellosolve, Butylcellosolve, Butylacetat, Ethylacetat, Diacetonalkohol, Methylethylketon, Propylenglycolisopropylalkohol, Ethylenglycolisopropylalkohol und dergleichen.
  • Die erste harte Beschichtungszusammensetzung kann ferner ein Harz auf Bisphenolbasis umfassen, um die Klarheit zu verbessern und Flecken auf der Beschichtungs zu entfernen.
  • Zu diesem Zweck kann die erste harte Beschichtungszusammensetzung ein Harz auf Bisphenolbasis mit einem Brechungsindex von 1,50 oder mehr umfassen. Ein Beispiel für das Harz auf Bisphenolbasis schließt ein Diacrylatharz von ethylenoxidmodifiziertem Bisphenol A ein, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Die erste harte Beschichtungszusammensetzung kann 1–15 Gew.-% des Harzes auf Bisphenolbasis umfassen.
  • Die erste harte Beschichtungszusammensetzung kann ferner einen Lichtstabilisator umfassen. Der Lichtstabilisator kann die Lichtstabilität der harten Beschichtung verbessern, wodurch eine zeitlich bedingte Schwankung der Eigenschaften der harten Beschichtung verhindert wird.
  • Der Lichtstabilisator kann gemäß den Photoinitiatorarten geeignet ausgewählt werden. Handelt es sich beispielsweise bei dem Photoinitiator um irgendwelche Materialien auf Benzophenonbasis wie α,α-Dimethoxy-α-hydroxyacetophenon (Darocure 1173) und dergleichen, kann es sich bei dem Lichtstabilisator um Bis-(1-octyloy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) (Tinubin 123) und dergleichen handeln, er ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Der Lichtstabilisatorgehalt kann im Bereich von 0,014 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der ersten harten Beschichtungszusammensetzung liegen.
  • Zudem kann die erste harte Beschichtungszusammensetzung ferner nach Bedarf andere Zusätze wie Nivellierungsmittel, UV-Absorptionsmittel, oberflächenaktive Mittel und dergleichen umfassen.
  • Die erste harte Beschichtungszusammensetzung kann eine Viskosität von 1–100 cps bei 25°C aufweisen. Mit dieser Viskosität kann die erste harte Beschichtungszusammensetzung verbesserte Fließeigenschaften aufweisen, wodurch die Produktivität beim Bilden der harten Beschichtung verbessert wird.
  • Die erste harte Beschichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung gewährleistet nicht nur eine gute Produktivität bei der Bildung der ersten harten Überzugsschicht, sondern auch gute Eigenschaften für die erste harte Überzugsschicht in Bezug auf Antifoulingeigenschaften, Schlagfestigkeit, Antistatikeigenschaften und Kratzfestigkeit.
  • Mit der der ersten auf der einen Oberfläche gebildeten harten Überzugsschicht weist die transparente Matrix 10 die zweite harte Überzugsschicht 30 auf ihrer anderen Oberfläche auf. Die zweite harte Überzugsschicht 30 weist ferner verbesserte optische Eigenschaften wie Transparenz, Antistatikeigenschaften, Eigenschaften der Verhinderung von elektrostatischer Aufladung, gute Filmhärte und dergleichen auf. Zu diesem Zweck wird die zweite harte Überzugsschicht aus einer zweiten harten Beschichtungszusammensetzung gebildet, die ein Harz auf Bisphenolbasis, ein Acrylmonomer, einen leitenden Füllstoff, einen Photoinitiator und ein organisches Lösungsmittel umfasst.
  • Wie in der ersten harten Beschichtungszusammensetzung kann die zweite harte Beschichtungszusammensetzung ferner einen Lichtstabilisator und andere Zusätze umfassen. Unter diesen Bestandteilen der zweiten harten Beschichtungszusammensetzung handelt es sich bei dem Harz auf Bisphenolbasis, dem Acrylmonomer, dem Photoinitiator, dem organischen Lösungsmittel, dem Lichtstabilisator und den anderen Zusätzen um dieselben wie diejenigen der ersten harten Überzugsschicht 10.
  • Die zweite harte Überzugszusammensetzung umfasst den leitenden Füllstoff zum Verleihen von Eigenschaften der Verhinderung von elektrostatischer Aufladung. Beispiele für den leitenden Füllstoff schließen ein Perfluoralkylgruppen enthaltendes kationisches oberflächenaktives Mittel, ein Polyether/Polyolefin-Blockcopolymer, ein Lithiumsalz, ein multifunktionelles Acrylatoligomer mit ionischen Gruppen, eine Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/(Polystyrolsulfonat)ethanol-Dispersion und dergleichen ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • In dieser Ausführungsform umfasst die zweite harte Überzugszusammensetzung als den leitenden Füllstoff die Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/(Polystyrolsulfonat)ethanol-Dispersion.
  • Der Gehalt des leitenden Füllstoffs liegt im Bereich von 1–10 Gew.-% auf der Basis der Gesamtmenge der zweiten harten Beschichtungszusammensetzung. Beträgt der Gehalt an leitendem Füllstoff weniger als 1 Gew.-%, könnten keine ausreichenden Eigenschaften der Verhinderung von elektrostatischer Aufladung in der Überzugsschicht verwirklicht werden, und beträgt der Gehalt an leitendem Füllstoff mehr als 10 Gew.-%, könnte er eine negative Wirkung auf die Überzugsschicht in Bezug auf Punkt- und Oberflächenhärte bereitstellen.
  • Die zweite harte Beschichtungszusammensetzung kann ferner zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit 1–10 Gew.-% eines wärmebeständigen Harzes umfassen.
  • Beispiele für das wärmebeständige Harz schließen ein Polyphenylsilsesquioxanharz, ein sechs funktionelle Methacrylatgruppen tragendes Monomer auf Phosphazenbasis (PPZ), eine Mischung von PPZ-DPHA (PPZ-Dipentaerythritolhexacrylat) und dergleichen ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Da die zweite harte Überzugsschicht 30 aus einer derartigen zweiten harten Beschichtungsschicht gebildet ist, ist es möglich, eine zusätzliche Verbesserung der optischen Eigenschaften, Antistatikeigenschaften, Eigenschaften der Verhinderung von elektrostatischer Aufladung, gute Filmhärte und dergleichen zu erzielen.
  • Als solche umfasst das Kunststoffteil 50 gemäß der Ausführungsform dieser Erfindung die erste harte Überzugsschicht 20, die auf der einen Oberfläche davon gebildet ist und ausgezeichnete Antifoulingeigenschaften, Schlagfestigkeit und Kratzfestigkeit aufweist, und die zweite harte Überzugsschicht 30, die auf der anderen Oberfläche davon gebildet ist und Schlagabsorption, Antistatikeigenschaften und eine aus der Verhinderung der Punktbildung durch die Verwendung eines hochreflektierenden Harzes herrührende gute Transparenz aufweist. Mit anderen Worten weist das Kunststoffteil 50 gemäß dieser Ausführungsform sehr gute Eigenschaften in Bezug auf Antifoulingeigenschaften, Schlagfestigkeit, Kratzfestigkeit, Schlagabsorption, Transparenz und Antistatikeigenschaften auf.
  • Demzufolge kann das Kunststoffteil 50 mit der harten Überzugsschicht allgemein auf Innen- und Außenplatten von Mobiltelefonterminals, Schutzplatten von medizinischen Instrumenten, Schutzplatten für eine Vielzahl von Anzeigevorrichtungen wie LCDs, PDPs, Elektrolumineszenzanzeigen, Feldemissionsanzeigen und dergleichen angewandt werden.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Auftragen von harten Beschichtungszusammensetzungen zum Anfertigen des Kunststoffteils gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Zuerst wird eine transparente Matrix hergestellt und ausreichend gewaschen. Wahlweise kann durch Vorheizen der transparenten Matrix mit einem UV-Strahler ein Vorgang des Entfernens von auf der transparenten Matrix verbliebenem Öl und Fremdmaterial durchgeführt werden.
  • Nach dem Einstellen der Viskosität der vorstehend erwähnten ersten harten Beschichtungszusammensetzung auf einen Bereich von 1–100 cps bei 25°C, wird die erste harte Beschichtungszusammensetzung auf eine Oberfläche der transparenten Matrix aufgetragen. Das Auftragen der ersten harten Beschichtungszusammensetzung kann z. B. durch Tauchbeschichten, Fließbeschichten, Sprühbeschichten, Walzenbeschichten, Rotationsbeschichten, Gravurbeschichten oder dergleichen durchgeführt werden.
  • Dann wird die transparente Matrix mit der darauf aufgetragenen ersten harten Beschichtungszusammensetzung bei etwa 40–80°C für eine Dauer von etwa 1–30 Minuten getrocknet oder einem IR-Heizen unterzogen, wodurch das in der ersten harten Beschichtungszusammensetzung verbliebene organische Lösungsmittel entfernt wird.
  • Als nächstes wird die transparente Matrix mit Ultraviolettstrahlen z. B. mit einer Leuchtmenge von 300–800 ml/cm2 unter Verwendung einer Hochspannungsquecksilberlampe oder einer Metallhalogenidlampe gemäß einem gewünschten Wellenlängenbereich der Ultraviolettstrahlen bestrahlt, um die aufgetragene erste harte Beschichtungszusammensetzung zu trocknen, wodurch eine harte Überzugsschicht auf der transparenten Matrix gebildet wird.
  • Das Auftragen der zweiten harten Beschichtung wird ebenfalls durch das gleiche Verfahren wie dasjenige der ersten harten Beschichtungszusammensetzung durchgeführt.
  • Hier nachstehend wird die vorliegende Erfindung detailliert mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben. In dieser Hinsicht wird eine Beschreibung des dem Fachmann technisch verständlichen Inhalts hier weggelassen.
  • Beispiel 1
  • Ein Fluoracrylatcopolymer und ein Acrylmonomer ohne cyclische aliphatische Struktur wurden einem Kunststoffbecher, der in der Lage ist, Licht zu blockieren, zugeführt. Unter intensivem Rühren dieser zugesetzten Bestandteile im Becher wurden ferner Ethanol, i-Propanol, n-Propanol und Methylcellosolve als organische Lösungsmittel diesen Bestandteilen zugesetzt, gefolgt von Rühren für eine Dauer von etwa 2 Stunden bei Raumtemperatur, wodurch eine Zwischenlösung bereitgestellt wurde.
  • Dann wurde zu etwas der Zwischenlösung im Kunststoffbecher Dipentaerythritolhexacrylat zugesetzt, was wiederum erneut für eine Dauer von etwa 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde, wodurch eine gerührte Lösung bereitgestellt wurde.
  • Die gerührte Lösung wurde mit den vorstehend erwähnten organischen Lösungsmitteln verdünnt und der Zwischenlösung zugesetzt. Schließlich wurden der Zwischenlösung ferner ein Photoinitiator (Irgarucure-184 und Darocure 1173) und ein Lichtstabilisator (Tinubin 123) zugesetzt, gefolgt von Rühren für eine Dauer von etwa 1 Stunde, um eine gleichmäßig verteilte Lösung zu erhalten, die zum Entfernen von Fremdmaterial aus der Lösung wiederum durch einen Filter mit 0,5–1,2 Mikron filtriert wurde, wodurch eine gewünschte harte Beschichtungszusammensetzung bereitgestellt wurde.
  • Tabelle 1 listet ein Zusammensetzungsverhältnis der endgültigen harten Beschichtungszusammensetzung auf.
  • Beispiel 2
  • Statt den Bestandteilen von Beispiel 1 wurde Beispiel 2 unter Verwendung von wie in der folgenden Tabelle 1 aufgelisteten Zusammensetzungen hergestellt. Ein harz auf Bisphenolbasis mit einem Brechungsindex von 1,50 oder mehr und ein Acrylmonomer mit drei funktionellen Gruppen oder weniger wurden einem Kunststoffbecher, der in der Lage ist, Licht zu blockieren, zugeführt. Dann wurden ferner nach einem ein Perfluoralkylgruppen enthaltendes kationischen oberflächenaktiven Mittel und einem Polyphenylsilsesquioxanharz als der Füllstoff und dem wärmebeständigen Harz dem Kunststoffbecher, Ethanol, i-Propanol, n-Propanol und Methylcellosolve als organische Lösungsmittel dem Kunststoffbecher zugesetzt, gefolgt von intensivem Rühren für eine Dauer von etwa 2 Stunden bei Raumtemperatur, wodurch eine Zwischenlösung bereitgestellt wurde.
  • Dann wurde zu etwas der Zwischenlösung im Kunststoffbecher Dipentaerythritolhexacrylat zugesetzt, was wiederum erneut für eine Dauer von etwa 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde, wodurch eine gerührte Lösung bereitgestellt wurde.
  • Die gerührte Lösung wurde mit den vorstehend erwähnten organischen Lösungsmitteln verdünnt und der Zwischenlösung zugesetzt. Schließlich wurden der Zwischenlösung ferner ein Photoinitiator (Irgarucure-184 und Darocure 1173) und ein Lichtstabilisator (Tinubin 123) zugesetzt, gefolgt von Rühren für eine Dauer von etwa 1 Stunde, um eine gleichmäßig verteilte Lösung zu erhalten, die zum Entfernen von Fremdmaterial aus der Lösung wiederum durch einen Filter mit 0,5–1,2 Mikron filtriert wurde, wodurch eine gewünschte harte Beschichtungszusammensetzung bereitgestellt wurde.
  • Beispiele 3.5.7 und Vergleichsbeispiel 1
  • Mit unterschiedlichen wie in Tabelle 1 aufgelisteten Bestandteilen und Zusammensetzungsverhältnissen wurden die Beispiele 3, 5, 7 und Vergleichsbeispiel 1 durch das gleiche Verfahren wie dasjenige von Beispiel 1 hergestellt.
  • Beispiel 4 und 6
  • Mit unterschiedlichen wie in Tabelle 1 aufgelisteten Bestandteilen und Zusammensetzungsverhältnissen wurden die Beispiele 4 und 6 durch das gleiche Verfahren wie dasjenige von Beispiel 2 hergestellt.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Eine im Handel erhältliche harte Beschichtungszusammensetzung, enthaltend ATO(Antimontinoxid)-Sol als leitender Füllstoff, wurde als Vergleichsbeispiel 2, dessen Zusammensetzung in Tabelle 1 aufgelistet ist, hergestellt. Tabelle 1
    Art Bestandteile Beispiele Vergleichsbeispiele
    1 2 3 4 5 6 7 1 2
    Fluoracrylatcopolymer D-201MC 25 20 30 40
    Wärmebeständiges Harz PPSQ 3 5 7
    Harz mit hohem Brechungsindex BP-4EA 15 7 10 10 10
    Leitende Füllstoffe U-201PA-60 5
    ASC-G Baytron P ET V2 5 5
    ATO Sb205, SnO2 2,0
    organische Lösungsmittel EtOH 5 5 5 5 5 5 5 5 5
    IPA 12 8 8 8 8 8 5 8 50
    n-Propanol 5 10 5 10 5 5 5 10 8
    MC 34,9 33,4 33,4 33,4 30,4 33,4 36,9 39,4 14,4
    Photohärtbare Harze PETA 5 7 10 10 5 10 4 4
    DPHA 10 12 10 12 5 15 5 32 15
    Photoinitiatren Darocure 1173 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
    Irgacure 184 1,5 1,5
    Lichtstabilisator Tinubin 123 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
    *Einheit: Gew.-%
    *U-201PA-60 (Sanyo Chemical Industries Co., Ltd.)
    *ASC-G (KYOEISHA Co., Ltd.)
    *Baytron P ET V2 (BAYER Co., Ltd.)
    *DPHA: Dipentaerythritolhexacrylat (Satomer Co., Ltd.)
    *D-201MC: Fluoracrylatcopolymer (Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
    *IPA: Isopropanol
    *MC: Methylcellosolve
    *Darocure 1173: α,α-Dimethoxy-α-hydroxyacetophenon
  • Herstellung von harten Beschichtungslagen
  • Jede der harten Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurden auf eine transparente Kunststoffmatrix, bei welcher es sich um eine laminierte Lage aus Polymethylmetacrylat(PMMA)/Polycarbonat(PC)IPolymethylmetacrylat(PMMA) handelte und die eine Dicke von 1 mm aufweist, aufgetragen, bei etwa 60–75°C für eine Dauer von etwa 5 Minuten mithilfe einer Hochdruckquecksilberlampe getrocknet, um die organischen Lösungsmittel aus den Beschichtungszusammensetzungen vollständig zu entfernen, gefolgt von Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen mit einer Leuchtmenge von etwa 500–600 mJ/cm2, wodurch eine harte Überzugslage hergestellt wurde,
  • Bewertung der Eigenschaften
  • Tabelle 2 listet die Ergebnisse der Bewertung der Eigenschaften in Bezug auf die unter Verwendung der Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 hergestellten harten Überzugslagen auf. Die Bewertung der Eigenschaften jeder harten Überzugslage wurde wie folgt durchgeführt.
    • (1) Schlagzähigkeit: Kugelfalltester (Beobachtung von Rissen auf der Oberfläche der harten Überzugslage, nachdem eine Kugel mit 36 g aus einer Höhe von 50 cm darauf fallen gelassen wurde)
    • (2) Antistatikfunktion: Betrachtung des Erscheinungsbildes durch Bewertung der Reibung (Anlagerung von fremdmaterial/Staub) auf einem harten Beschichtungsprobenstück
    • (3) Oberflächenwiderstand: Messung des Oberflächenwiderstands pro Flächeneinheit mit einem Oberflächenwiderstandsmessgerät (Mitsubishi Chemicals, Hiresta)
    • (4) Optische Lichtdurchlässigkeit: Bewertung mit einem UV-Sichtspektrometer
    • (5) Bleistifthärte: Bewertung durch ein Verfahren von ASTM D3502 (Bleistifthärtetester, Toyoseki)
    • (6) Kratzfestigkeit: Bewertung mit Stahlwolle #0000, 1 kg Last, 10-fache Hin- und Herbewegung
    • (7) Antifoulingeigenschaften: Verfärbungsschutz gegen Tintenmarker auf Ölbasis, Fingerabdruckverfärbungstest
  • Tabelle 2
    Figure DE102008063406B4_0002
  • In Bezug auf Tabelle 2 wiesen die harten Überzugslagen auf der Basis der Beispiele 1, 3, 5 und 7 und die harten Beschichtungen auf den Oberflächen davon sehr gute Antifoulingeigenschaften und Schlagfestigkeit verglichen mit Vergleichsbeispiel 2, das kein Fluoracrylatcopolymer und Acrylmonomer ohne die cyclische aliphatische Struktur enthielt, auf.
  • Weiterhin wiesen die harte Überzugslage auf der Basis von Beispiel 6, das unter Verwendung des Perfluoralkylgruppen enthaltenden kationischen oberflächenaktiven Mittels als leitender Füllstoff hergestellt wurde, und die harte Beschichtung auf dessen Oberfläche sehr gute Antistatikeigenschaften für hohe Verarbeitungsfähigkeits- und Druck-/Auftragungseigenschaften, gute Antifoulingeigenschaften für ein wirksames Blockieren von Staub oder Fremdmaterial aus der Außenumgebung, und gute andere Eigenschaften wie optische Eigenschaften, Filmhärte, Kratzfestigkeit und dergleichen, verglichen mit Vergleichsbeispiel 1, bei welchem es sich um eine allgemeine harte Beschichtung handelt, und Vergleichsbeispiel 2, das mit APO hergestellt war, auf.
  • Das erfindungsgemäße Kunststoffteil weist sehr gute Antifoulingeigenschaften, Schlagfestigkeit, Antistatikeigenschaften und Kratzfestigkeit auf.
  • Damit kann das Kunststoffteil der Erfindung nützlich für Schutzfilter von verschiedenen Arten von Anzeigevorrichtungen, Schutzplatten von medizinischen Instrumenten oder dergleichen angewandt werden.
  • Darüber hinaus weist das Kunststoffteil der Erfindung aufgrund der Verteilungsstabilität, Lagerstabilität und keiner Notwendigkeit für eine Gefrierlagerung die Vorzüge des leichten Transports auf und ermöglicht aufgrund ihres niedrigen Preises eine leichte Vermarktung.

Claims (13)

  1. Kunststoffteil, umfassend: eine transparente Matrix in Form einer transparenten Lage; eine erste harte Überzugsschicht gebildet aus einer ersten harten Beschichtungszusammensetzung umfassend ein Fluoracrylatcopolymer, ein Acrylmonomer, einen Photoinitiator und ein organisches Lösungsmittel, aufgebracht auf einer Oberfläche der transparenten Lage; und eine zweite harte Überzugsschicht gebildet aus einer zweiten harten Beschichtungszusammensetzung umfassend ein Harz auf Bisphenolbasis, ein Acrylmonomer, einen leitenden Füllstoff, einen Photoinitiator und ein organisches Lösungsmittel, aufgebracht auf der anderen Oberfläche der transparenten Lage.
  2. Kunststoffteil nach Anspruch 1, wobei die erste harte Beschichtungszusammensetzung 5–50 Gew.-% des Fluoracrylatcopolymers, 5–40 Gew.-% eines Acrylmonomers, 0,1–5 Gew.-% eines Photoinitiators und als Rest ein organisches Lösungsmittel umfasst.
  3. Kunststoffteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite harte Beschichtungszusammensetzung 1–15 Gew.-% des Harzes auf Bisphenolbasis, 1–10 Gew.-% des leitenden Füllstoffs, 5–40 Gew.-% eines Acrylmonomers, 0,1–5 Gew.-% eines Photoinitiators und als Rest ein organisches Lösungsmittel umfasst.
  4. Kunststoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite harte Beschichtungszusammensetzung ferner 1–10 Gew.-% eines wärmebeständigen Harzes umfasst.
  5. Kunststoffteil nach Anspruch 4, wobei das wärmebeständige Harz mindestens eines ist, ausgewählt aus einem Polyphenylsilsesquioxanharz, PPZ (sechs funktionelle Methacrylatgruppen tragendes Monomer auf Phosphazenbasis) und einer Mischung von PPZ-DPHA (PPZ-Dipentaerythritolhexacrylat).
  6. Kunststoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Harz auf Bisphenolbasis einen Brechungsindex von 1,50 oder mehr aufweist.
  7. Kunststoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der leitende Füllstoff mindestens einer ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Perfluoralkylgruppen enthaltenden kationischen oberflächenaktiven Mittel, einem Polyether/Polyolefin-Blockcopolymer, einem Lithiumsalz, einem multifunktionellen Acrylatoligomer mit ionischen Gruppen, einer Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/(Polystyrolsulfonat)ethanol-Dispersion und einer Kombination davon.
  8. Kunststoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste harte Beschichtungszusammensetzung 1–15 Gew.-% eines Harzes auf Bisphenolbasis mit einem Brechungsindex von 1,50 oder mehr umfasst.
  9. Kunststoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste und die zweite harte Beschichtungszusammensetzung ferner einen Lichtstabilisator umfassen.
  10. Kunststoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die transparente Matrix mindestens eines, ausgewählt aus einem Acrylharz, einem Polycarbonatharz, einem Polymethylmethacrylatharz, einem Methylmethacrylat-Styrol-Copolymer, einem ABS-Harz und einer Kombination davon, umfasst.
  11. Kunststoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die transparente Matrix eine Kombination aus Acylharz/Polycarbonatharz/Acrylharz umfasst.
  12. Verwendung eines Kunststoffteils nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für innere und äußere Teile von Mobiltelefonen und/oder Schutzblenden von verschiedenen Vorrichtungen.
  13. Verwendung des Kunststoffteils und Anspruch 12 für CDs und PDPs und/oder Elektrolumineszenzanzeigen und/oder Feldemissionsanzeigen.
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