DE102014116330A1

DE102014116330A1 - Polykarbonat-Verglasung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102014116330A1
Application number: DE201410116330
Authority: DE
Inventors: c/o SAMSUNG SDI Co. LTD. Lee Woo Jin; c/o SAMSUNG SDI Co. LTD. Harimoto Yukinari; c/o SAMSUNG SDI Co. LTD. Moon Hyung Rang; c/o SAMSUNG SDI Co. LTD. Woo Chang Soo; c/o SAMSUNG SDI Co. LTD. Jang Seung Woo; c/o SAMSUNG SDI Co. LTD. Cheon Hwan Sung; c/o SAMSUNG SDI Co. LTD. Han Dong Il
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2015-05-13
Also published as: JP2015093990A; US20150132572A1; KR20150054271A; CN104626685A

Abstract

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Polykarbonat-Verglasung, die ein Polykarbonat-Substrat und eine harte Silikon-Überzugschicht aufweist, die auf einer Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, wobei die Polykarbonat-Verglasung eine Differenz (∆Haze) zwischen der Trübung vor und nach dem Abrieb von 4,5 oder weniger aufweist, gemessen gemäß ASTM D1003 nach einer Prüfung mit 500 Zyklen unter den Bedingungen einer CS-10F-Schleifscheibe und einer Belastung von 500 g mittels eines Taber Abraser, und einen Wasserbenetzungswinkel von 40° bis 60° aufweist. Die Ausführungsformen der Polykarbonat-Verglasung weisen eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit und Transparenz auf.

Description

Querverweis auf eine verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung 10-2013-0136506 , die am 11. November 2013 eingereicht wurde, deren gesamte Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen ist.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polykarbonat-Verglasung und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Beschreibung des Stands der Technik
In jüngster Zeit ist die Automobilindustrie mit etlichen Herausforderungen konfrontiert, wie der Notwendigkeit eines verbesserten Kraftstoffnutzungsgrads, zunehmend strengen Umweltvorschriften, der Sicherstellung der Insassensicherheit und der Reduzierung der Herstellungskosten infolge eines intensiveren Wettbewerbs und dergleichen. Um solche Herausforderungen zu bewältigen, sind aktiv verschiedene Untersuchungen durchgeführt worden, Verglasungseinheiten, die in Autofenstermodulen verwendet werden, Weichstahlplatten, die in Autokarosserien verwendet werden, und dergleichen durch leichteres Metall, Kunststoff, Kohlefaserverbundwerkstoffe und dergleichen zu ersetzen.
Insbesondere hat Kunststoff zur Herstellung von leichten Automobilen, einer Verbesserung des Freiheitsgrads des strukturellen und äußeren Designs, der Verleihung einer neuartigen Funktionalität und einer Kostenreduzierung beigetragen. Außerdem hat Kunststoff auch zur technologischen Entwicklung zur Befassung mit neuen Umweltvorschriften beigetragen und wird als eine Alternative zu Metallkomponenten und dergleichen bevorzugt.
Zum Beispiel wird Kunststoff wie Polykarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA) und dergleichen aufgrund seiner ausgezeichneten Schlagzähigkeit, Transparenz und Formbarkeit gegenwärtig zur Herstellung verschiedener Autoteile und Komponenten, wie B-Säulen-Füllstücke, Scheinwerfer, Schiebedächer und dergleichen verwendet. Das Autofenstermodul stellt eine neue Verwendung für den Kunststoff bereit, um verschiedene Vorteile in der Formgebung/Design, Gewichtsreduzierung, Stabilität/Sicherheit und dergleichen zu erzielen.
Insbesondere kann der Kunststoff ein Fahrzeug von Konkurrenzfahrzeugen durch Steigerung der Komplexität des Gesamtdesigns und der Form unterscheiden. Außerdem sind funktionelle Komponenten in ein geformtes Kunststoffmodul integriert, wodurch es Autoherstellern die Fähigkeit bietet, die Komplexität eines Fensteraufbaus zu reduzieren. Die Verwendung eines leichten Kunststofffenstermoduls ermöglicht es, den Schwerpunkt eines Fahrzeugs zu senken und stellt eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit bereit. Ferner kann das Kunststofffenstermodul Insassen bei einem Überschlag stabil halten, wodurch die Insassensicherheit und gesamte Fahrzeugstabilität verbessert werden.
Jedoch weist Kunststoff wie Polykarbonat ein Problem einer mangelhaften Kratz- und Abriebfestigkeit auf. Um die Kratzfestigkeit und Abriebfestigkeit zu verbessern, sind verschiedene Versuche unternommen worden, einen Silikafilm als eine Überzugschicht auf einem Substrat durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD), CVD, Sputtern, einem Sol-Gel-Verfahren und dergleichen zu bilden. Wenn jedoch PECVD, CVD oder Sputtern verwendet wird, gibt es ein Problem, dass eine Vorrichtung für PECVD, CVD oder Sputtern kostspielig ist und eine Steuerung zur Bildung eines Films mit guter Qualität schwierig ist. Außerdem erfordert das Sol-Gel-Verfahren eine hohe Brenntemperatur von 500°C oder mehr und ist folglich nicht einfach.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist eine Polykarbonat-Verglasung auf: ein Polykarbonat-Substrat und eine harte Silikon-Überzugschicht, die auf einer Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, wobei die Polykarbonat-Verglasung eine Differenz (∆Haze) zwischen der Trübung vor und nach dem Abrieb von 4,5 oder weniger aufweist, gemessen gemäß ASTM D1003 nach einer Prüfung mit 500 Zyklen unter den Bedingungen einer CS-10F-Schleifscheibe und einer Belastung von 500 g mittels eines Taber Abraser, und einen Wasserbenetzungswinkel von 40° bis 60° aufweist.
Die harte Überzugschicht kann aus einer Polysiloxan-Verbindung, einer Polysilsesquioxan-Verbindung oder einer Mischung davon ausgebildet sein.
Das Polykarbonat-Substrat weist eine Dicke von 1 mm bis 10 mm auf.
Die harte Überzugschicht kann eine Dicke von 0,1 µm bis 25 µm aufweisen.
Die Polykarbonat-Verglasung kann ferner eine Zwischenschicht aufweisen, die zwischen dem Polykarbonat-Substrat und der harten Silikon-Überzugschicht ausgebildet ist, wobei die Zwischenschicht eine Bindeschicht, eine funktionelle Schicht oder eine übereinander geschichtete Struktur davon sein kann.
Die Bindeschicht kann Amidharze und/oder Acrylharze und/oder Urethanharze und/oder Epoxidharze und/oder Siloxanharze und/oder Silikonharze und/oder Copolymere davon umfassen.
Die funktionelle Schicht kann eine UV-Sperrschicht, eine Pufferschicht, eine abriebfeste Schicht oder eine Sperrschicht sein.
Gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Polykarbonat-Verglasung: Bilden einer Überzugschicht durch Auftragen einer Beschichtungslösung, die eine Polysiloxan-Verbindung, eine Polysilsesquioxan-Verbindung oder eine Mischung davon enthält, auf eine Oberfläche eines Substrats; Durchführen einer Säurebehandlung der Überzugschicht; und Durchführen einer Wärmebehandlung der Überzugschicht.
Die Säurebehandlung kann durch eine Oberflächenbehandlung der Überzugschicht mit einer Lösung einer starken Säure, die einen pH-Wert von 3 oder weniger aufweist, für 15 Sekunden bis 5 Minuten durchgeführt werden.
Die Lösung einer starken Säure kann Schwefelsäure und/oder Salpetersäure und/oder Wasserstoffperoxid und/oder Mischungen davon enthalten.
Die Lösung einer starken Säure kann Schwefelsäure und Salpetersäure in einem Volumenverhältnis von 2:1 bis 5:1 enthalten.
Die Wärmebehandlung kann bei 80°C bis 150°C für 30 Minuten bis 2 Stunden durchgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine Schnittansicht einer Polykarbonat-Verglasung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
2 stellt eine Schnittansicht einer Polykarbonat-Verglasung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Es sollte sich jedoch verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt ist und auf unterschiedliche Arten ausgeführt werden kann, und dass die Ausführungsformen für eine vollständige Offenbarung und ein umfassendes Verständnis der Erfindung durch Fachleute bereitgestellt werden. In den Zeichnungen können die Breiten, Längen, Dicken und dergleichen von Komponenten der Einfachheit halber übertrieben werden. Obwohl außerdem der Einfachheit halber nur ein Abschnitt einer Komponente dargestellt sein kann, können die restlichen Abschnitte der Komponente durch Fachleute leicht verstanden werden. Es sollte beachtet werden, dass die gesamten Zeichnungen vom Standpunkt des Betrachters beschrieben werden. Es wird sich verstehen, dass, wenn ein Element wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder Substrat so aufgeführt wird, dass es auf einem anderen Element angeordnet ist, es direkt auf dem anderen Element angeordnet sein kann, oder auch eine oder mehrere Zwischenschichten vorhanden sein können. Ferner sollte es sich verstehen, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen, Abänderungen und äquivalente Ausführungsformen durch Fachleute vorgenommen werden können, ohne den Geist und Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleiche Komponenten werden durch die gesamte Beschreibung hindurch durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet.
Polykarbonat-Verglasung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Polykarbonat-Verglasung. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Polykarbonat-Verglasung ein Polykarbonat enthaltendes Substrat und mindestens eine Überzugschicht umfassen, die auf dem Substrat übereinander geschichtet sind.
1 ist eine Schnittansicht einer Polykarbonat-Verglasung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 1 kann eine Polykarbonat-Verglasung 100 gemäß dieser Ausführungsform ein Polykarbonat-Substrat 110 und eine harte Überzugschicht 120 aufweisen, die auf einer Oberfläche des Polykarbonat-Substrats 110 ausgebildet ist.
Das Polykarbonat-Substrat 110 umfasst ein Polykarbonat-Harz. Das Polykarbonat-Harz kann jedes Polykarbonat-Harz sein, solange das Polykarbonat-Harz vorteilhafte Effekte der vorliegenden Erfindung bereitstellen kann. Zum Beispiel kann das Polykarbonat-Harz Polykarbonat, ein Polykarbonat-Copolymer oder ein Polykarbonat-Mischharz enthalten. Das Mischharz kann durch Mischen von Polykarbonat mit einem Polymerharz, wie Polyamid, thermoplastischem Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Styrol-Acrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyester oder Acrylnitril-Butadien-Styrol erhalten werden, ohne darauf beschränkt zu sein. Außerdem kann das Mischharz durch Mischen von Polykarbonat mit einer Mischung von mindestens zwei erhalten werden, die aus diesen Polymerharzen ausgewählt werden.
In einer Ausführungsform kann das Polykarbonat durch Umsetzen einer zweiwertigen Phenolverbindung mit Phosgen in der Gegenwart eines Molekulargewichtsregulators und eines Katalysators als ein typisches Herstellungsverfahren hergestellt werden. Außerdem kann in einer anderen Ausführungsform das Polykarbonat auch durch Umesterung einer zweiwertigen Phenolverbindung und eines Karbonatvorläufers wie Diphenylkarbonat hergestellt werden. Die zweiwertige Phenolverbindung kann zum Beispiel eine Bisphenolverbindung, insbesondere 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A) sein. Dabei kann Bisphenol A teilweise oder vollständig durch eine andere zweiwertige Phenolverbindung ersetzt werden.
In einer Ausführungsform kann das Polykarbonat-Harz eine Zugfestigkeit von 60 MPa oder mehr und ein Zugmodul von 1,5 GPa oder mehr aufweisen. Innerhalb dieses Bereichs kann das Polykarbonat-Harz eine ausgezeichnete Stabilität aufweisen, die für Verglasungssubstrate benötigt wird. Das Polykarbonat-Harz kann eine Vicat-Erweichungstemperatur von 120°C oder mehr aufweisen. Innerhalb dieses Bereichs kann das Polykarbonat-Harz eine ausgezeichnete Verarbeitungsfähigkeit und ausgezeichnete Eigenschaften für die Verglasungssubstrate aufweisen. Das Polykarbonat-Harz kann eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von 80% oder mehr aufweisen. Innerhalb dieses Bereichs kann das Polykarbonat eine Transparenz für die Verglasungssubstrate sicherstellen und eine ausgezeichnete Sicht aufweisen.
Das Polykarbonat-Substrat 110 kann eine Dicke von 1 mm bis 10 mm aufweisen. Innerhalb dieses Bereichs weist das Polykarbonat-Substrat eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, Flexibilität, Transparenz und dergleichen als Substrat für die Polykarbonat-Verglasung auf.
Die harte Überzugschicht 120 ist auf dem Polykarbonat-Substrat 110 ausgebildet. Die harte Überzugschicht 120 kann eine Silikonverbindung umfassen. In einer Ausführungsform kann die harte Überzugschicht 120 eine Polysiloxan-Verbindung oder Polysilsesquioxan-Verbindung umfassen. Insbesondere kann die harte Überzugschicht 120 durch Auftragen einer Beschichtungslösung, die eine Polysiloxan-Verbindung, eine Polysilsesquioxan-Verbindung oder eine Mischung davon enthält, auf einer Oberfläche des Polykarbonat-Substrats 110 gebildet werden. In diesem Fall wird die in der Beschichtungslösung enthaltene Polysiloxan-Verbindung oder Polysilsesquioxan-Verbindung durch Säurebehandlung und Wärmebehandlung keramisiert, die unten beschrieben werden, wodurch eine Siliziumoxid (SiOx) enthaltende harte Überzugschicht gebildet wird.
Die harte Überzugschicht 120 kann eine Dicke von 0,1 µm bis 25 µm, zum Beispiel von 0,1 µm bis 15 µm, aufweisen. Innerhalb dieses Bereichs kann die harte Überzugschicht eine ausreichende Abriebfestigkeit sicherstellen, während deren Risse minimiert werden.
Außerdem kann die harte Überzugschicht 120 direkt auf dem Polykarbonat-Substrat 110 ausgebildet sein. Die harte Überzugschicht 120 kann durch ein nasses Verfahren gebildet werden. In diesem Fall kann eine ausreichende Adhäsion zwischen dem Polykarbonat-Substrat und der Überzugschicht ohne die Bildung einer getrennten Grundierungsschicht sichergestellt werden. In einer Ausführungsform kann das nasse Verfahren eine Atmosphären-Nassbeschichtung sein, wodurch die Herstellungszeit reduziert wird, während die Verfahrenseffizienz verbessert wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Polykarbonat-Verglasung durch Säurebehandlung der Überzugschicht, der sich eine Wärmebehandlung anschließt, eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit sichererstellen.
Insbesondere kann die Polykarbonat-Verglasung eine Differenz (∆Haze) zwischen der Trübung vor und nach dem Abrieb von 4,5 oder weniger, gemessen gemäß ASTM D1003 nach einer Prüfung mit 500 Zyklen unter den Bedingungen einer CS-10F-Schleifscheibe und einer Belastung von 500 g mittels eines Taber Abraser aufweisen. Die Polykarbonat-Verglasung kann eine Trübungsdifferenz (∆Haze) von zum Beispiel 0 bis 4 oder von 0,1 bis 3,5 aufweisen. Die Trübungsdifferenz (∆Haze) wird gemäß ASTM D1003 nach einer Abriebprüfung gemessen, wie unten in Eigenschaftsbewertung beschrieben wird. Außerdem kann die Polykarbonat-Verglasung einen Wasserbenetzungswinkel von 40° bis 60° aufweisen. Innerhalb dieses Bereichs kann die Polykarbonat-Verglasung eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweisen.
ASTM D1003 ist ein Standardtestverfahren für die Trübung und den Lichtdurchlassgrad im sichtbaren Bereich von transparentem Kunststoff.
(Es kann sein, dass das Deutsche Patentamt keine Bezugnahme auf ASTM D1003 zulässt – daher erläutern Sie bitte kurz die relevanten Verfahrensschritte, Verfahrensbedingungen und die verwendete Ausrüstung (Typ, Firma).)
CS-10F:
Eine wesentliche Komponente zum Durchführen von „Taber-Verschleißprüfungen“ ist der Typ der Schleifscheibe, die verwendet wird. Taber bietet genormte Qualitäten von Original-Taber-Schleifscheiben an, die für eine Vielfalt von spezifischen Anwendungen konstruiert sind. Die Scheiben sind eine Eigenentwicklung, die so durch Taber Industries entwickelt und gestaltet ist, dass sich das Bindematerial während des Gebrauchs auflöst, wobei es eine neue Schleiffläche freilegt und erzeugt. Der minimale nutzbare Durchmesser der Taber-Schleifscheiben beträgt 44,4 mm, was dem Scheibenetikett entspricht. Schleifscheiben für den Taber Abraser (Abrader) können wie folgt klassifiziert werden: Calibrase^® – Eine elastische Scheibe, die aus einem elastischen Bindemittel und Aluminiumoxid- oder Siliziumkarbid-Schleifteilchen besteht. Häufig verwendet, um starre Prüflinge zu bewerten.
Calibrade^® – Eine unelastische Scheibe, die aus einem verglasten (Ton-)Bindemittel und Siliziumkarbid- oder Aluminiumoxid-Schleifteilchen besteht. Häufig verwendet, um flexible Prüflinge zu bewerten.
CS-10F, die von TABER^® INDUSTRIES erhältlich ist, ist eine elastische Scheibe, die eine milde Schleifwirkung bietet, die dazu bestimmt ist, unter Belastungen von 250 oder 500 Gramm zu arbeiten. Die CS-10F wird typischerweise verwendet, um Materialien wie Sicherheitsverglasungsmaterialien und transparenten Kunststoff zu testen, und sollte mit dem ST-11-Nachschleifstein nachgeschliffen werden.
2 ist eine Schnittansicht einer Polykarbonat-Verglasung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die in 2 gezeigte Polykarbonat-Verglasung ist im Wesentlichen dieselbe wie die Polykarbonat-Verglasung gemäß der obigen Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass ferner eine Zwischenschicht zwischen dem Polykarbonat-Substrat 110 und der harten Überzugschicht 120 ausgebildet ist.
Bezugnehmend auf 2 kann eine Zwischenschicht 130 eine Bindeschicht, eine funktionelle Schicht oder eine übereinander geschichtete Struktur der Bindeschicht und der funktionellen Schicht sein, und weist eine Struktur auf, in der mindestens eine Schicht übereinander geschichtet ist.
Die Bindeschicht dient dazu, die Bindungsfestigkeit zwischen dem Polykarbonat-Substrat 110 und einer anderen Schicht zu verbessern. In einer Ausführungsform kann die Bindeschicht Amidharze und/oder Acrylharze und/oder Urethanharze und/oder Epoxidharze und/oder Siloxanharze und/oder Silikonharze und/oder Copolymere davon umfassen. Insbesondere kann die Bindeschicht aliphatische thermoplastische Polyether-Polyurethane, thermoplastische Polyester/Polyether-Polyurethane, anionische aliphatische Polyester-Polyurethane, anionische aliphatische Polyester/Polyether-Polyurethane, wässrige Polyurethane, Polyamide, Polyesteracryle oder dergleichen umfassen.
Die funktionelle Schicht kann zum Beispiel eine UV-Sperrschicht, eine Pufferschicht, eine abriebfeste Schicht, eine Sperrschicht umfassen oder kann mehrere Schichten umfassen, die durch eine Kombination davon erhalten werden.
In einer Ausführungsform kann die funktionelle Schicht ein Material, das Licht bei einer Wellenlänge von 200 nm bis 340 nm absorbiert, was einem UV-Bereich entspricht, als UV-Absorptionsmittel enthalten. Wenn die Polykarbonat-Verglasung die funktionelle Schicht umfasst, kann das Polykarbonat-Substrat vor UV-Licht geschützt werden, wodurch die Wetterbeständigkeit der Polykarbonat-Verglasung verbessert wird. Das UV-Absorptionsmittel kann feine Metalloxidteilchen, eine organische Verbindung oder dergleichen enthalten. Die feinen Metalloxidteilchen können einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 nm bis 100 nm, zum Beispiel von 5 nm bis 25 nm aufweisen. Außerdem können die feinen Metalloxidteilchen zum Beispiel Zinkoxid, Titanoxid, Ceroxid, Eisenoxid oder dergleichen enthalten. Diese können alleine oder als Kombination davon verwendet werden. Die organische Verbindung kann Benzophenon, Benzotriazol, Triazin-Verbindungen oder dergleichen umfassen. Wenn ferner das UV-Absorptionsmittel verwendet wird, kann die funktionelle Schicht ein HALS-Mittel enthalten, das Antioxidationsfähigkeiten aufweist, und das HALS-Mittel kann zum Beispiel eine gehinderte Aminverbindung sein. Wenn überdies die das UV-Absorptionsmittel enthaltende funktionelle Schicht als die Zwischenschicht verwendet wird, kann die funktionelle Schicht ein Bindeharz enthalten. Zum Beispiel kann das Bindeharz Acrylatmonomere, Acrylatoligomere, Siloxanmonomere, Siloxanpolymere, Silikonmonomere, Silikonpolymere, Acrylharze, Urethanharze, Epoxidharze oder dergleichen enthalten.
In einer anderen Ausführungsform kann die funktionelle Schicht eine Pufferschicht sein. Die Pufferschicht kann eine Silikon-Pufferschicht sein, die eine Silika-Netzwerkstruktur aufweist, die durch Kondensation eines Alkoxysilans gebildet wird, das durch Sol-Gel-Synthese mit kolloidalem Silika-Sol hydrolysiert wird. Das Alkoxysilan kann ein divalentes, trivalentes oder tetravalentes Alkoxysilan sein. Beispiele des Alkoxysilans können Vinyltrimethoxysilan, Propyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Methacrylopropyltrimethoxysilan und dergleichen umfassen. Diese können alleine oder als Kombination davon verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann die funktionelle Schicht eine abriebfeste Acrylschicht sein, die ein lichthärtendes Harz und Silika-Nanoteilchen enthält. Das licht-härtende Harz kann durch Härten einer eine funktionelle Acrylatgruppe enthaltenden UV-härtenden Verbindung gebildet werden. Die UV-härtende Verbindung kann eine polyfunktionelle (Meth)acrylat-Verbindung oder dergleichen sein.
Beispiele der polyfunktionellen (Meth)acrylat-Verbindung können Ethylenglykoldiacrylat, Neopentylglykol-di(meth)acrylat, 1,6-Hexandiol-di(meth)acrylat, Trimethylolpropan-tri(meth)acrylat, Dipentaerythritol-hexa(meth)acrylat, Polyol-poly(meth)acrylat, Di(meth)acrylat des Bisphenol A-diglycidylethers, 2 oder mehr funktionelle Ester-(meth)acrylat-, funktionelle Acrylat-Gruppen enthaltende Siloxan-Verbindungen, 2 oder mehr funktionelle Urethan-(meth)acrylate, Pentaerythritol-tetramethacrylate oder Glycerintrimethacrylate umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Die 2 oder mehr funktionellen Ester-(meth)acrylate können durch Veresterung eines mehrwertigen Alkohols, einer mehrwertigen Carbonsäure und Anhydriden davon, und Acrylsäure erhalten werden.
Die Silika-Nanoteilchen können einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser (D50) von 100 nm oder weniger, zum Beispiel von 10 nm bis 50 nm aufweisen. Die Nanoteilchen können in einer Menge von 50 Gewichts-% (Gew.-%) oder weniger, zum Beispiel 5 Gew.-% bis 40 Gew.-%, in der abriebfesten Acrylschicht vorhanden sein. Innerhalb dieses Bereichs weist die abriebfeste Schicht eine verbesserte Härte auf und kann folglich eine weiter verbesserte Abriebfestigkeit aufweisen.
In noch einer anderen Ausführungsform kann die funktionelle Schicht eine ein anorganisches Material enthaltende Sperrschicht sein und kann folglich eine weiter verbesserte Kratzfestigkeit aufweisen. Die Sperrschicht kann mindestens ein anorganisches Material aufweisen, das aus Aluminiumoxid, Bariumfluorid, Bornitrid, Hafniumoxid, Lanthanfluorid, Magnesiumfluorid, Magnesiumoxid, Scandiumoxid, Siliziummonoxid, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, Siliziumoxycarbid, hydriertem Siliziumoxycarbid, Siliziumkarbid, Tantaloxid, Titanoxid, Zinnoxid, Indium-Zinn-Oxid, Yttriumoxid, Zinkoxid, Zinkselenid, Zinksulfid, Zirkonsulfid und Zirkontitanat ausgewählt ist.
Nachstehend wird der Aufbau der Beschichtungslösung, die die harte Überzugschicht gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bildet, im Detail beschrieben.
Beschichtungslösung zur Bildung der harten Überzugschichten
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die harte Überzugschicht eine harte Silikon-Überzugschicht sein. Die harte Silikon-Überzugschicht kann durch Beschichten mit einer Beschichtungslösung zur Bildung der harten Überzugschichten hergestellt werden.
Die Beschichtungslösung zur Bildung der harten Überzugschichten kann eine Polysiloxan-Verbindung, eine Polysilsesquioxan-Verbindung oder eine Mischung davon enthalten. Die Beschichtungslösung kann die Verbindung oder die Mischung zusammen mit einem Lösungsmittel enthalten.
Nachstehend werden Komponenten der Beschichtungslösung im Detail beschrieben.
(A) Polysiloxan oder Polysilsesquioxan
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Beschichtungslösung eine Silikonverbindung und kann eine Polysiloxan-Verbindung, eine Polysilsesquioxan-Verbindung oder eine Mischung davon enthalten.
The Verbindung oder Mischung kann durch Säurebehandlung und Wärmebehandlung in Siliziumoxid umgewandelt werden, was unten beschrieben wird, wodurch eine harte Überzugschicht erhalten wird, die eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweist.
Die Polysiloxan-Verbindung kann eine Wiederholungseinheit aufweisen, die eine Silizium-Sauerstoff-Silizium-(Si-O-Si)Bindungseinheit aufweist und durch die Formel 1 repräsentiert wird. Die Silizium-Sauerstoff-Silizium(Si-O-Si)-Bindungseinheit kann Spannungen beim Härten mildern, wodurch eine Schrumpfung reduziert wird. [Formel 1]
In Formel 1 sind R₁, R₂, R₃ und R₄ jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte C₁- bis C₃₀-Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Cycloalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Arylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Arylalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Heteroalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Heterocycloalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Alkenylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Carbonylgruppe, eine Hydroxylgruppe oder Kombinationen davon.
Wie er hierin verwendet wird, bedeutet der Ausdruck „substituiert“, dass die funktionelle Gruppe durch ein Wasserstoffatom und/oder ein Halogenatom und/oder eine Hydroxylgruppe und/oder eine Nitrogruppe und/oder eine Cyanogruppe und/oder eine Aminogruppe und/oder eine Azidogruppe und/oder eine Amidinogruppe und/oder eine Hydrazinogruppe und/oder eine Carbonylgruppe und/oder eine Carbamylgruppe und/oder eine Thiolgruppe und/oder eine Estergruppe und/oder eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon und/oder eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon und/oder eine Phosphatgruppe oder ein Salz davon und/oder eine C₁- bis C₂₀-Alkylgruppe und/oder eine C₂- bis C₂₀-Alkenylgruppe und/oder eine C₂- bis C₂₀-Alkynylgruppe und/oder eine C₁- bis C₂₀-Alkoxygruppe und/oder eine C₆- bis C₃₀-Arylgruppe und/oder eine C₆- bis C₃₀-Aryloxygruppe und/oder eine C₃- bis C₃₀-Cycloalkylgruppe und/oder eine C₃- bis C₃₀-Cycloalkenylgruppe und/oder eine C₃- bis C₃₀-Cycloalkynylgruppe oder Kombinationen davon ersetzt ist.
Die Polysilsesquioxan-Verbindung wird durch R-SiO_3/2 repräsentiert und kann ein Material aufweisen, das zum Beispiel eine zufällige Struktur, die durch Formel 2 repräsentiert wird, eine teilweise Käfigstruktur, die durch Formel 3 repräsentiert wird, eine Käfigstruktur, die durch Formel 4 repräsentiert wird, oder eine Leiterstruktur aufweist, die durch Formel 5 repräsentiert wird:
[Formel 2]
[Formel 3]
[Formel 4]
[Formel 5]
In den Formeln 2 bis 5 sind die Rs jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte C₁- bis C₃₀-Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Cycloalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Arylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Arylalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Heteroalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Heterocycloalkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C₃- bis C₃₀-Alkenylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Carbonylgruppe, eine Hydroxylgruppe oder Kombinationen davon.
Die Polysiloxan-Verbindung, die Polysilsesquioxan-Verbindung oder die Mischung davon kann ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht (Mw) von 1000 g/mol bis 25000 g/mol, insbesondere von 1500 g/mol bis 10000 g/mol aufweisen. Innerhalb dieses Bereichs kann eine dichte harte Überzugschicht gebildet werden, da eine Dünnfilmbeschichtung zulässig sein kann, während Komponenten reduziert werden, die bei der Wärmebehandlung verdampft werden. Die Polysiloxan-Verbindung, die Polysilsesquioxan-Verbindung oder die Mischung davon kann in einer Menge von 0,1 Gew.-% bis 50 Gew.-% beruhend auf der Gesamtmenge der Beschichtungslösung vorhanden sein. Innerhalb dieses Bereichs kann die Beschichtungslösung eine geeignete Viskosität aufrechterhalten, und es kann eine ebene und einheitliche harte Überzugschicht ohne Blasenbildung und Leerstellen gebildet werden.
(B) Lösungsmittel
Das Lösungsmittel kann jedes Lösungsmittel sein, das nicht mit einer Polysiloxan-Verbindung, einer Polysilsesquioxan-Verbindung oder einer Mischung davon reagiert und eine Polysiloxan-Verbindung, eine Polysilsesquioxan-Verbindung oder eine Mischung davon auflösen kann. Zum Beispiel kann das Lösungsmittel umfassen: Alkohole wie Methanol, Ethanol, Isopropylalkohol, n-Butanol, Isobutanol, t-Butanol, Diacetonalkohol, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolethylether, Propylenglykolpropylether und dergleichen; Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel wie aliphatische Kohlenwasserstoffe, alizyklische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe und dergleichen; halogenierte Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel; Ether, wie aliphatische Ether, alizyklische Ether und dergleichen. Insbesondere können Beispiele des Lösungsmittels Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Cyclohexan, Toluol, Xylen und dergleichen; halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Trichloroethan und dergleichen; Ether wie Dibutylether, Dioxan, Tetrahydrofuran und dergleichen umfassen. Das Lösungsmittel kann geeignet unter Berücksichtigung der Löslichkeit der Silikonverbindung, der Verdampfungsrate des Lösungsmittels oder dergleichen ausgewählt werden. Außerdem können mehrere Lösungsmittel gemischt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Beschichtungslösung zusätzlich einen thermischen Säurebildner (TAG) enthalten. Der thermische Säurebildner kann als ein Additiv verwendet werden, um eine Verunreinigung infolge der ungehärteten Polysiloxan-Verbindung oder Polysilsesquioxan-Verbindung zu verhindern. Wenn die Beschichtungslösung zusätzlich den thermischen Säurebildner enthält, kann die Vernetzungstemperatur der Polysiloxan-Verbindung oder Polysilsesquioxan-Verbindung gesenkt werden, wodurch das Vernetzungsverhältnis verbessert wird. Obwohl der thermische Säurebildner aus irgendwelchen Verbindungen ausgewählt werden kann, die zum Erzeugen von Wasserstoffionen (H+) durch Wärme imstande sind, ist es wünschenswert, dass der thermische Säurebildner aus Verbindungen ausgewählt wird, die imstande sind, bei 90°C oder mehr aktiviert zu werden, um ausreichend Wasserstoffionen zu erzeugen und eine niedrige Flüchtigkeit aufweisen. Beispiele des thermischen Säurebildners können aus Nitrobenzyltosylat, Nitrobenzylbenzensulfonat, Phenolsulfonat und Kombinationen davon ausgewählt werden. Der thermische Säurebildner kann in einer Menge von 25 Gew.-% oder weniger, zum Beispiel, 0,01 Gew.-% bis 20 Gew.-% beruhend auf der Gesamtmenge der Beschichtungslösung vorhanden sein. Innerhalb dieses Bereichs ermöglicht der thermische Säurebildner die Entwicklung der Silikonverbindung bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Beschichtungslösung ferner einen grenzflächenaktiven Stoff enthalten. Zum Beispiel kann der grenzflächenaktive Stoff umfassen: grenzflächenaktive Stoffe wie Polyoxyethylenalkylether einschließlich Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylenether, Polyoxyethylenoleylether und dergleichen; Polyoxyethylenalkylallylether einschließlich Polyoxyethylennonylphenolether und dergleichen; nichtionische grenzflächenaktive Stoffe wie Polyoxyethylenpolyoxypropylen-Blockcopolymere, Polyoxyethylensorbitan-Fettsäureester einschließlich Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonopalmitat, Sorbitanmonostearat, Sorbitanmonooleat und dergleichen; grenzflächenaktive Fluorstoffe wie F-Top EF301, EF303, EF352 (Tohchem Products Co., Ltd.), Megapack F171, F173 (Dainippon Ink & Chemicals Inc.), Fluorad FC430, FC431 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Asahi Guard AG710, Saffron S382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (Asahi Glass Co., Ltd.), und dergleichen; grenzflächenaktive Silikonstoffe wie ein Organosiloxanpolymer KP341 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), und dergleichen ohne darauf beschränkt zu sein. Der grenzflächenaktive Stoff kann in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, zum Beispiel, 0,001 Gew.-% bis 5 Gew.-% beruhend auf der Gesamtmenge der Beschichtungslösung vorhanden sein.
Verfahren zum Herstellen einer Polykarbonat-Verglasung
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Verfahren zum Herstellen einer Polykarbonat-Verglasung umfassen: Bilden einer Überzugschicht durch Auftragen einer Beschichtungslösung, die eine Polysiloxan-Verbindung, eine Polysilsesquioxan-Verbindung oder eine Mischung davon enthält, auf eine Oberfläche eines Substrats; Durchführen einer Säurebehandlung der Überzugschicht; und Durchführen einer Wärmebehandlung der Überzugschicht.
Zuerst wird die Beschichtungslösung zur Bildung harter Überzugschichten auf ein Polykarbonat-Substrat aufgetragen. Die Beschichtungslösung enthält eine Polysiloxan- oder Polysilsesquioxan-Verbindung.
Die Beschichtungslösung kann durch Walzbeschichten, Schleuderbeschichten, Stabbeschichten, Tauchbeschichten, Fließbeschichten oder Sprühbeschichten aufgetragen werden, ohne darauf beschränkt zu sein. In einer Ausführungsform kann das Stabbeschichten durch mindestens einmaliges Wiederholen mittels eines Mayer-Bar Nr. 24 durchgeführt werden. Die Beschichtungslösung kann in einer Dicke von 0,1 µm bis 25 µm aufgetragen werden, dem sich eine Trocknung bei 50°C bis 100°C und bei 40% RLF bis 90% RLF für 1 Minute bis 100 Minuten anschließt.
Eine Säurebehandlung kann die Umwandlung der Polysiloxan-Verbindung oder Polysilsesquioxan-Verbindung, die in der Beschichtungslösung enthalten ist, in Silika verbessern und folglich die Oberflächenhärte und Abriebfestigkeit der Überzugschicht verbessern. In einer Ausführungsform kann die Säurebehandlung durch Oberflächenbehandlung durch Eintauchen des Substrats mit der darauf ausgebildeten Überzugschicht in eine Lösung einer starken Säure, die einen pH-Wert von 3 oder weniger aufweist, für 15 Sekunden bis 5 Minuten durchgeführt werden. Die Lösung einer starken Säure kann Schwefelsäure und/oder Salpetersäure und/oder Wasserstoffperoxid oder Mischungen davon enthalten, und die Lösung einer starken Säure kann einen pH-Wert von 3 oder weniger aufweisen. Zum Beispiel kann die Lösung einer starken Säure einen pH-Wert von 0,01 bis 3 oder einen pH-Wert von 0,1 bis 2,5 aufweisen. In einer Ausführungsform kann die Lösung einer starken Säure Schwefelsäure und Salpetersäure in einem Volumenverhältnis von 2:1 bis 5:1 enthalten. Innerhalb dieses Bereichs ist es möglich, eine Verfahrensineffizienz infolge einer ausgedehnten Säurebehandlungszeit zu verhindern, während eine geeignete Reaktivität der Lösung einer starken Säure aufrechterhalten wird.
Es kann eine Wärmebehandlung bei 80°C bis 150°C für 30 Minuten bis 2 Stunden durchgeführt werden. Innerhalb dieses Bereichs können die Komponenten der Beschichtungslösung zur Bildung harter Überzugschichten ohne eine Beeinträchtigung des Substrats wirksam in Siliziumoxid umgewandelt werden.
Wenn die Wärmebehandlung der Überzugschicht vollendet ist, ist die Polysiloxan-Verbindung oder Polysilsesquioxan-Verbindung, die in der Beschichtungslösung enthalten ist, zu Siliziumoxid (SiOx) durch Keramisierung modifiziert, wodurch eine harte Überzugschicht gebildet wird.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf einige Beispiele in näheren Einzelheiten beschrieben. Jedoch sollte es sich verstehen, dass diese Beispiele nur zur Veranschaulichung bereitgestellt werden und in keiner Weise so aufzufassen sind, dass sie die vorliegende Erfindung einschränken. Eine Beschreibung von Einzelheiten, die Fachleuten klar sind, wird der Klarheit halber weggelassen.
Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 bis 2
Beispiel 1
Es wurde eine Polysilsesquioxan-Verbindung enthaltende Beschichtungslösung zur Bildung harter Überzugschichten (SILFORT-PHC587C, Momentive Co., Ltd.) in einer Dicke von 7,2 µm auf eine Oberfläche eines 3 mm dicken Polykarbonat-Substrats (LEXAN, GE Co., Ltd.) mittels eines Mayer-Bar aufgetragen. Nach der Beschichtung wurde die Beschichtungslösung für 20 Minuten einer Einebnung unterzogen, dem sich eine Trocknung in einem Konvektionsofen bei 80°C für 1 Stunde anschloss, und dann wurde sie für 10 Minuten ruhen gelassen, wodurch eine Überzugschicht auf dem Substrat gebildet wurde. Davon getrennt wurde eine Lösung einer starken Säure, in der 95% Schwefelsäure (Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd.), 60% Salpetersäure (Samchun Chemical Co., Ltd.) und destilliertes Wasser in einem Volumenverhältnis von 66:22:12 gemischt waren, sich bei 80°C für 1 Stunde setzen gelassen, wodurch die Säureaktivität reduziert wurde. Das Substrat mit der darauf ausgebildeten Überzugschicht wurde für 2 Minuten in die Lösung einer starken Säure getaucht, und dann bei Raumtemperatur für 3 Minuten ruhen gelassen. Danach wurde das Substrat mit der darauf ausgebildeten Überzugschicht dreimal mit destilliertem Wasser gewaschen, dem sich eine Entfernung des Wassers von deren Oberfläche davon mittels einer Druckluftpistole anschloss, um die Säurebehandlung durchzuführen. Das Substrat mit der Überzugschicht, die der Säurebehandlung unterzogen wurde, wurde einer Wärmebehandlung in einem Konvektionsofen bei 130°C für 1 Stunde unterzogen, wodurch eine Polykarbonat-Verglasung hergestellt wurde.
Die hergestellte Polykarbonat-Verglasung wurde hinsichtlich der folgenden Eigenschaften bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde eine Polykarbonat-Verglasung in derselben Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Säurebehandlung und die Wärmebehandlung nicht durchgeführt wurden. Die hergestellte Polykarbonat-Verglasung wurde hinsichtlich der folgenden Eigenschaften bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
Es wurde eine Polykarbonat-Verglasung in derselben Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Überzugschicht nach der Säurebehandlung bei 28°C ruhen gelassen wurde, wodurch die Wärmebehandlung nicht durchgeführt wurde. Die hergestellte Polykarbonat-Verglasung wurde hinsichtlich der folgenden Eigenschaften bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Eigenschaftsbewertung

(1) Abriebfestigkeit: Um die Abriebfestigkeit zu bewerten, wurde die Polykarbonat-Verglasung einer Prüfung mit 500 Zyklen unter den Bedingungen einer CS-10F-Schleifscheibe und einer Belastung von 500 g mittels eines Taber Abraser unterzogen. Mittels eines Trübungsmessgeräts (NDH 2000N, Nippon Denshoku) wurde die Trübung vor und nach der Abriebprüfung gemäß ASTM D1003 gemessen, wodurch eine Trübungsdifferenz (∆Haze) berechnet wurde.
(2) Wasserbenetzungswinkel: Der Wasserbenetzungswinkel wurde 6 Mal mittels destilliertem Wasser und einer DAS 100(Kruess Co., Ltd.)-Vorrichtung gemessen, dem sich eine Berechnung eines Durchschnittswerts anschloss.

Tabelle 1

Betrachtungseinheit		Beispiel 1	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
Trübung (%)	Vor Abrieb	0,9	0,5	0,8
	Nach Abrieb	4,1	6,1	7,2
	∆Haze	3,2	5,6	6,4
Wasserbenetzungswinkel (°)		46	97	35

Wie in Tabelle 1 gezeigt, kann erkannt werden, dass die Polykarbonat-Verglasung des Beispiels 1, die einer Beschichtung mit der eine Polysilsesquioxan-Verbindung enthaltenden Beschichtungslösung unterzogen wurde, der sich eine Säurebehandlung und Wärmebehandlung anschloss, eine ausgezeichnete Differenz (∆Haze) zwischen der Trübung vor und nach dem Abrieb von 4,5 oder weniger aufwies, im Vergleich zur Polykarbonat-Verglasung des Vergleichsbeispiels 1, die keiner Säurebehandlung und Wärmebehandlung unterzogen wurde, und der Polykarbonat-Verglasung des Vergleichsbeispiels 2, die keiner Wärmebehandlung unterzogen wurde. Außerdem kann erkannt werden, dass nach der Prüfung mit 500 Zyklen unter den Bedingungen einer CS-10F-Schleifscheibe und einer Belastung von 500 g mittels eines Taber Abraser, die Polykarbonat-Verglasung des Beispiels 1 einen Wasserbenetzungswinkel im Bereich von 40° bis 60° aufwies.
Es sollte sich verstehen, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen, Abänderungen und äquivalente Ausführungsformen durch Fachleute vorgenommen werden können, ohne den Geist und Rahmen der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0136506 [0001]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D1003 [0008]
ASTM D1003 [0033]
ASTM D1003 [0033]
ASTM D1003 [0034]
ASTM D1003 [0035]

Claims

Polykarbonat-Verglasung, nachfolgend umfassend: ein Polykarbonat-Substrat; und eine harte Silikon-Überzugschicht, die auf einer Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, wobei die Polykarbonat-Verglasung eine Differenz (∆Haze) zwischen der Trübung vor und nach dem Abrieb von 4,5 oder weniger aufweist, gemessen gemäß ASTM D1003 nach einer Prüfung mit 500 Zyklen unter den Bedingungen einer CS-10F-Schleifscheibe und einer Belastung von 500 g mittels eines Taber Abraser, und einen Wasserbenetzungswinkel von 40° bis 60°.
Polykarbonat-Verglasung nach Anspruch 1, wobei die harte Überzugschicht aus einer Polysiloxan-Verbindung, einer Polysilsesquioxan-Verbindung oder einer Mischung davon ausgebildet ist.
Polykarbonat-Verglasung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polykarbonat-Substrat eine Dicke von 1 mm bis 10 mm aufweist.
Polykarbonat-Verglasung nach Anspruch 1 bis 3, wobei die harte Überzugschicht eine Dicke von 0,1 µm bis 25 µm aufweist.
Polykarbonat-Verglasung nach Anspruch 1 bis 4, die ferner aufweist: eine Zwischenschicht, die zwischen dem Polykarbonat-Substrat und der harten Silikon-Überzugschicht ausgebildet ist, wobei die Zwischenschicht eine Bindeschicht, eine funktionelle Schicht oder eine übereinander geschichtete Struktur davon ist.
Polykarbonat-Verglasung nach Anspruch 1 bis 5, wobei die Bindeschicht Amidharze und/oder Acrylharze und/oder Urethanharze und/oder Epoxidharze und/oder Siloxanharze und/oder Silikonharze und/oder Copolymere davon aufweist.
Polykarbonat-Verglasung nach Anspruch 1 bis 6, wobei die funktionelle Schicht eine UV-Sperrschicht, eine Pufferschicht, eine abriebfeste Schicht oder eine Sperrschicht ist.
Verfahren zum Herstellen einer Polykarbonat-Verglasung nach Anspruch 1 bis 7, das die folgenden Schritte aufweist: Bilden einer Überzugschicht durch Auftragen einer Beschichtungslösung, die eine Polysiloxan-Verbindung, eine Polysilsesquioxan-Verbindung oder eine Mischung davon aufweist, auf eine Oberfläche eines Polykarbonat-Substrats; Durchführen einer Säurebehandlung der Überzugschicht; und Durchführen einer Wärmebehandlung der Überzugschicht.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Säurebehandlung durch eine Oberflächenbehandlung der Überzugschicht mit einer Lösung einer starken Säure, die einen pH-Wert von 3 oder weniger aufweist, für 15 Sekunden bis 5 Minuten durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Lösung einer starken Säure Schwefelsäure und/oder Salpetersäure und/oder Wasserstoffperoxid und/oder Mischungen davon aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8 bis 10, wobei die Lösung einer starken Säure Schwefelsäure und Salpetersäure in einem Volumenverhältnis von 2:1 bis 5:1 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8 bis 11, wobei die Wärmebehandlung bei 80°C bis 150°C für 30 Minuten bis 2 Stunden durchgeführt wird.