DE102016120878A1 - Method for producing surface effects, in particular in UV-curable layers, apparatus for producing the same and articles obtained according to the invention - Google Patents
Method for producing surface effects, in particular in UV-curable layers, apparatus for producing the same and articles obtained according to the invention Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016120878A1 DE102016120878A1 DE102016120878.7A DE102016120878A DE102016120878A1 DE 102016120878 A1 DE102016120878 A1 DE 102016120878A1 DE 102016120878 A DE102016120878 A DE 102016120878A DE 102016120878 A1 DE102016120878 A1 DE 102016120878A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coating
- curing
- radiation
- irradiation
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
- B05D3/0209—Multistage baking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
- B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
- B05D3/065—After-treatment
- B05D3/067—Curing or cross-linking the coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
- B05D5/061—Special surface effect
- B05D5/062—Wrinkled, cracked or ancient-looking effect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J11/00—Devices or arrangements of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
- B41J11/0015—Devices or arrangements of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
- B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
- B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
- B41J11/00214—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation using UV radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/04—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
- B05D3/0486—Operating the coating or treatment in a controlled atmosphere
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/02—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a matt or rough surface
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Oberflächeneffekten in einer Beschichtung, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Auftragen eines Beschichtungsfluids, beispielsweise eines Lackes, welcher radikalisch härtbar, insbesondere UV-härtbar ist, auf eine Unterlage, wobei das Beschichtungsfluid so ausgestaltet ist, dass die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms sich von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, Bestrahlen der Beschichtung mit energiereicher Partikelstrahlung sowie Vorrichtungen, insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for producing surface effects in a coating which is curable by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation, the method comprising the following steps: application of a coating fluid, for example a lacquer which is free-radically curable, in particular UV is curable on a substrate, wherein the coating fluid is designed so that the reactivity at the surface of the applied coating film specifically differs from the reactivity in the volume of the applied coating film, irradiating the coating with high-energy particle radiation and devices, in particular for performing this method.
Description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Oberflächeneffekten, insbesondere in UV-härtbaren Schichten, durch Mikrofaltung, sowie weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Schichten sowie einen erfindungsgemäß erhaltenen Artikel. The invention relates to a method for producing surface effects, in particular in UV-curable layers, by micro-folding, and also to a device for producing such layers and an article obtained according to the invention.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Bereitstellung von durch energiereiche Partikelstrahlung, beispielsweise UV-Strahlung, härtbaren Beschichtungsfluiden, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitbar sind. A further aspect of the invention relates to the provision of energy-rich particle radiation, for example UV radiation, curable coating fluids which can be processed by the method according to the invention.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Die Härtung von organischen polymerisierbaren Beschichtungen mit Hilfe von energiereicher Partikelstrahlung, wie beispielsweise UV-Strahlung, ist bereits seit vielen Jahren ein industriell beherrschter Prozess. Insbesondere ist auch bekannt, wie durch die Wahl eines geeigneten Beschichtungssystems eine matte bzw. glänzende Oberfläche erzeugt werden kann. The curing of organic polymerizable coatings by means of high-energy particle radiation, such as UV radiation, has been an industrially controlled process for many years. In particular, it is also known how a dull or glossy surface can be produced by the choice of a suitable coating system.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt die Angabe des Glanzes eines Lackes bzw. einer lackierten Oberfläche entsprechend der
Schwierigkeiten ergeben sich allerdings, wenn unter Verwendung eines Beschichtungssystems gleichzeitig sowohl matte als auch glänzende Bereiche erzeugt werden sollen, beispielsweise, um spezielle funktionale Bereiche einer Oberfläche zu kennzeichnen. Auch die Erzeugung von Oberflächen, welche bestimmte Strukturen oder eine bestimmte Haptik, also einen speziellen tastsensorischen Eindruck, aufweisen sollen, ist bekannt. Auch bei diesen Effekten ist allerdings die gleichzeitige Erzeugung von Bereichen mit unterschiedlicher visueller oder struktureller Ausprägung mit einem und demselben Beschichtungssystem derzeit nur unter einem hohen apparativen Aufwand möglich. Difficulties arise, however, when using a coating system both matt and shiny areas are to be generated simultaneously, for example, to identify specific functional areas of a surface. It is also known to produce surfaces which have certain structures or a specific feel, that is to say a special tactile sensory impression. Even with these effects, however, the simultaneous production of areas with different visual or structural expression with one and the same coating system is currently only possible with a high expenditure on equipment.
Die Erzeugung von unterschiedlichen haptischen und/oder visuellen Eigenschaften, wie beispielsweise Matt-/Glanzeffekte mit ein- und demselben Beschichtungssystem kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Eine einfache Möglichkeit besteht in der Beschichtung auf einem bereichsweise unterschiedlich vorbehandelten Substrat. Ein Beispiel hierfür ist die UV-Lackierung eines Substrats, das vorher mit einem schlecht benetzbaren Öldrucklack oder einer speziellen Druckfarbe vorbehandelt wurde. Die anschließende Beschichtung erzeugt in diesem Fall auf den vorbehandelten Bereichen ein Abstoßen der Beschichtung und dadurch eine matte Oberfläche. The generation of different haptic and / or visual properties, such as matt / gloss effects with one and the same coating system can be done in different ways. A simple possibility consists in the coating on a partially differently pretreated substrate. An example of this is the UV coating of a substrate which has been previously pretreated with a poorly wettable oil pressure varnish or a special ink. The subsequent coating produces in this case on the pretreated areas a repulsion of the coating and thus a matte finish.
Dieser Effekt ist im asiatischen Raum unter „Chemical Embossing“ bekannt. Im europäischen Raum wird diese Methode als „Drip-Off-Lackierung“ bezeichnet. This effect is known in Asia as "chemical embossing". In Europe, this method is referred to as "drip-off painting".
Auf die nachträgliche bereichsweise unterschiedliche Behandlung eines homogenen Films mittels einer Schablone ist bekannt. On the subsequent regionally different treatment of a homogeneous film by means of a template is known.
In der Anwendung meist unerwünscht, aber dem Fachmann durchaus vertraut ist auch die Variation des Mattgrades innerhalb von mattlackierten Oberflächen in Abhängigkeit von der Schichtdicke. So erscheinen beispielsweise Mattierungsmittelteilchen in dickeren Lackschichten teilweise nicht mehr an der Oberfläche, wodurch der Film in diesen Bereichen weniger matt erscheint. Diesen Effekt kann man sich auch gezielt zunutze machen. In the application usually undesirable, but the expert is quite familiar and the variation of the degree of matting within matt-coated surfaces as a function of the layer thickness. For example, matting agent particles sometimes no longer appear on the surface in thicker lacquer layers, whereby the film appears less dull in these areas. This effect can also be used specifically.
Auch bekannt sind weiterhin Verfahren, bei denen Beschichtungen durch eine Einwirkung auf die Oberfläche des entstandenen Beschichtungsfilms nach erfolgtem Auftrag mattiert werden. Im einfachsten Fall kann das durch Ätzen oder Sandstrahlen erfolgen. Auch hier kann mittels einer Schablone ein Muster auf der Oberfläche erzeugt werden. Also known are processes in which coatings are matted by acting on the surface of the resulting coating film after the order has been completed. In the simplest case, this can be done by etching or sandblasting. Again, a pattern on the surface can be generated by means of a template.
Ein ähnlicher Effekt kann auch in einer noch flüssigen Beschichtung vor der Härtung erzeugt werden, wenn mit Hilfe energiereicher Strahlung die (partielle) Erzeugung einer Rauigkeit gelingt. A similar effect can also be produced in a still liquid coating before hardening, if the (partial) generation of a roughness succeeds with the help of high-energy radiation.
So beschreibt die deutsche Patentanmeldung
Als Mikrofaltung wird daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung folgendes Phänomen verstanden: Die Oberflächenschicht eines aufgetragenen Beschichtungsfluids wird in einem ersten Schritt zu einer hautartigen Schicht, dies bedeutet zu einer Schicht mit einem oberflächennahen härteren oder zäheren Anteil gehärtet. Bedingt durch den Schrumpf bei der Härtung zieht sich diese Oberflächenschicht bei der Härtung zusammen. Dadurch kommt es zu einer Strukturierung, welche bedingt, dass zumindest in einem Teilbereich der Beschichtungsoberfläche eine lokale Änderung der Beschichtungsdicke vorliegt, so dass die Dickenschwankungen mindestens im einstelligen Mikrometerbereich liegen. Insbesondere kann die Oberflächenschicht gefaltet vorliegen. In einem zweiten Schritt wird das aufgetragene Beschichtungsfluid über das gesamte Volumen ausgehärtet. In the context of the present invention, the term "microfolding" is understood to mean the following phenomenon: The surface layer of a coating fluid applied is hardened to a skin-like layer in a first step, which means a layer having a harder or tougher surface near the surface. Due to the shrinkage during curing, this surface layer contracts during curing. This leads to a structuring, which requires that at least in a partial region of the coating surface there is a local change in the coating thickness, so that the thickness fluctuations are at least in the single-digit micrometre range. In particular, the surface layer may be present folded. In a second step, the applied coating fluid is cured over the entire volume.
Als Quellen für monochromatische Strahlung, welche in der Lage ist, die Mikrofaltung durch Vernetzung der Oberflächenschicht hervorzurufen, finden dabei Excimer-Strahler Verwendung. As sources of monochromatic radiation, which is able to cause the microstructure by crosslinking of the surface layer, find it excimer radiators use.
Insbesondere wird dabei monochromatische Strahlung der Wellenlängen 172 oder 222 nm verwendet. In particular, monochromatic radiation of the wavelengths 172 or 222 nm is used.
Nachteilig an der Verwendung von Excimer-Strahlern für die Mikrofaltung ist allerdings, dass zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Mattierung die Bestrahlung unter Inertgasatmosphäre erfolgen muss, da die für radikalisch härtbare Beschichtungen bekannte Sauerstoffinhibierung die gewünschte Reaktion an der Oberfläche beeinträchtigt. So beschreibt beispielsweise die internationale Patentanmeldung
Eine Weiterentwicklung der vorstehend genannten Verfahren beschreibt die europäische Patentanmeldung
Auch für das in der
Der Mechanismus der in den vorstehend aufgeführten Schutzrechtsanmeldungen beschriebenen Mikrofaltung beruht auf der Kombination einer geringen Eindringtiefe der Strahlung und damit einer oberflächennahen Einwirkung mit der Eigenschaft des radikalisch härtbaren Systems, bei der Polymerisationsreaktion einem Härtungsschrumpf zu unterliegen. Durch diese beiden Effekte wird ein auf noch flüssigem Beschichtungsmaterial schwimmender Film erzeugt, der sich durch den Härtungsschrumpf faltet. Bei dem jeweils nachträglich durchgeführten zweiten Härtungsschritt wird der noch flüssige Zwischenbereich ebenfalls gehärtet und verbindet sich mit dem Substrat und dem gefalteten Oberflächenfilm. The mechanism of the microplating described in the abovementioned industrial property applications is based on the combination of a low penetration depth of the radiation and thus a near-surface action with the property of the free-radically curable system to undergo a curing shrinkage in the polymerization reaction. These two effects produce a film which floats on still liquid coating material and which folds through the hardening shrinkage. In the subsequently performed second curing step, the still liquid intermediate region is also cured and combines with the substrate and the folded surface film.
Die bekannten Verfahren zur Erzeugung von mikrogefalteten matten Oberflächen oder Oberflächen, welche spezielle optische Effekte oder einen bestimmten tastsensorischen Eindruck aufweisen, weisen damit insgesamt den Nachteil auf, dass zur Erzeugung der mikrogefalteten Struktur notwendigerweise ein Excimer-Strahler zum Einsatz kommen muss. Selbst wenn, wie in der
Somit besteht ein Bedarf an einem kostengünstigen, vereinfachten Verfahren zur Erzeugung von Oberflächeneffekten in Beschichtungen durch Mikrofaltung, insbesondere an Verfahren, mit welchen diese Oberflächeneffekte lediglich partiell in die Beschichtung eingebracht werden. Weiterhin sollen unterschiedliche optische und/oder tastsensorische Effekte in unterschiedlichen Bereichen einer Oberfläche einer Beschichtung erzielt werden. Thus, there is a need for a low-cost, simplified process for producing surface effects in coatings by micro-compaction, in particular for processes with which these surface effects are only partially introduced into the coating. Furthermore, different optical and / or tactile sensory effects are to be achieved in different areas of a surface of a coating.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur vereinfachten, kostengünstigen Mattierung von Lackoberflächen durch Mikrofaltung, insbesondere eines Verfahrens, mit dem lediglich Teilbereiche einer Oberfläche gezielt mattiert oder mit optischen oder tastsensorischen Eigenschaften versehen werden können. In einer Weiterbildung der Erfindung sind dabei unterschiedliche Oberflächeneffekte in unterschiedlichen Bereichen einer Beschichtung adressierbar, wobei die Schichtdicke der Beschichtung zwischen den einzelnen Bereichen unterschiedlich sein kann. The object of the invention is to provide a method for simplified, cost-effective matting of paint surfaces by micro-finishing, in particular a method with which only partial areas of a surface can be purposefully matted or provided with optical or tactile sensory properties. In one development of the invention, different surface effects in different areas of a coating can be addressed, wherein the layer thickness of the coating between the individual areas can be different.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie solcherart hergestellte Erzeugnisse sowie Beschichtungsfluiden, welche einem solchen Verfahren zugänglich sind. Further aspects of the invention relate to devices for carrying out the method according to the invention and also to products produced in this way and to coating fluids which are accessible to such a method.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Die Erfindung wird auf überraschend einfache Weise gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, Vorrichtungen nach den unabhängigen Ansprüchen 19 und 23 sowie ein Beschichtungsfluid nach Anspruch 24. Ein weiterer Aspekt betrifft auf diese Weise hergestellte Erzeugnisse mit mikrogefalteten Oberflächen nach Anspruch 29. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den jeweiligen Unteransprüchen. The invention is solved in a surprisingly simple manner by a method according to
Das Verfahren zur Erzeugung von Oberflächeneffekten in einer Beschichtung, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar ist, umfasst die folgenden Schritte:
- – In einem ersten Schritt erfolgt das Auftragen eines Beschichtungsfluids, beispielsweise eines Lackes, welcher radikalisch härtbar, insbesondere UV-härtbar, ist, auf eine Unterlage. Hierbei ist das Beschichtungsfluid so ausgestaltet, dass die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms sich von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet.
- – In einem zweiten Schritt erfolgt das Bestrahlen der Beschichtung, wobei vorzugsweise UV-C-Strahlung mit einer Wellenlänge von 240 nm und mehr in die Oberflächenschicht der Beschichtung eingebracht wird.
- In a first step, the application of a coating fluid, for example a lacquer which is free-radically curable, in particular UV-curable, is applied to a support. Here, the coating fluid is designed so that the reactivity at the surface of the applied coating film is specifically different from the reactivity in the volume of the applied coating film.
- - In a second step, the irradiation of the coating takes place, wherein preferably UV-C radiation having a wavelength of 240 nm and more is introduced into the surface layer of the coating.
Das Verfahren beruht somit auf dem gleichen Prinzip der Mikrofaltung, wie sie auch durch Excimerstrahlung und anschließende Nachhärtung durch längerwellige UV-Strahlung oder Elektronenstrahlung erreicht wird. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aber darin, dass die Oberflächenreaktivität gezielt unterschiedlich zur Volumenreaktivität eingestellt wird. Auf diese Weise gelingt es, mit längerwelligerer UV-Strahlung als der genannten Excimer-Strahlung, beispielsweise UV-C-Strahlung eines handelsüblichen Quecksilber-Mitteldruckstrahlers, eine Mikrofaltung an der Oberfläche zu erzeugten. Die gezielt unterschiedlich eingestellte Reaktivität der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms zu derjenigen des Volumens führt weiterhin dazu, dass der Effekt schichtdickenabhängig ist. So bleiben dünne Schichten im erfindungsgemäßen Prozess glänzend, wohingegen dickere Schichten mattiert werden. The method is thus based on the same principle of micro-folding, as it is achieved by excimer radiation and subsequent post-curing by longer-wave UV radiation or electron radiation. The advantage of the method according to the invention, however, is that the surface reactivity is deliberately set differently to the volume reactivity. In this way it is possible, with longer-wave UV radiation than the above-mentioned excimer radiation, for example UV-C radiation of a commercially available medium-pressure mercury radiator, to produce a microfilling on the surface. The specifically differently set reactivity of the surface of the applied coating film to that of the volume furthermore leads to the effect being dependent on the thickness of the layer. Thus, thin layers remain shiny in the process of the invention, whereas thicker layers are matted.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Härtungsreaktion der Oberfläche und des Volumens mit den in der Industrie üblichen Quecksilber-Mitteldruckstrahlern initiiert wird. Dadurch muss der Anwender keine zusätzlichen Investitionen tätigen oder Modifikationen an seiner Anlage vornehmen. A further advantage of the method according to the invention is that the hardening reaction of the surface and the volume is initiated with the medium-pressure mercury lamps customary in industry. As a result, the user does not have to make additional investments or make modifications to his system.
Der verfahrensgemäße Effekt beruht darauf, die Zusammensetzung des Beschichtungsfluids so anzupassen, dass sich die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt von der Reaktivität im Innern des aufgetragenen Beschichtungsfilms unterscheidet. The effect according to the process is based on adapting the composition of the coating fluid such that the reactivity on the surface of the applied coating film differs specifically from the reactivity in the interior of the applied coating film.
Dies wird dadurch erzielt, dass dem Beschichtungsfluid zwei unterschiedliche Photoinitiatoren zugesetzt werden, welche unterschiedlich wirken, insbesondere in der Form, dass ein Photoinitiator die Reaktivität in einer oberflächennahen Zone des aufgetragenen Beschichtungsfilmes erhöht und ein weiterer Photoinitiator die Reaktivität im Inneren des aufgetragenen Beschichtungsfilmes heraufsetzt. This is achieved by adding to the coating fluid two different photoinitiators which act differently, especially in the form that one photoinitiator increases the reactivity in a near-surface zone of the applied coating film and another photoinitiator increases the reactivity inside the applied coating film.
Bei Verfahren des Standes der Technik zur UV-Härtung werden zwar auch bisher schon Photoinitiatoren eingesetzt. Allerdings stellt sich bislang das Problem, dass bei einer Prozessierung solcher UV-härtender Lacke bzw. Beschichtungsfluide unter Normalbedingungen, d.h. nicht unter Inertgas, die durch die Photoinitiatoren gestartete Kettenreaktion durch Sauerstoff inhibiert wird. Dies führt dazu, dass eine oberflächennahe Zone des aufgetragenen Beschichtungsfilmes weniger aushärtet als dessen Volumen und entsprechend die Oberfläche der Lackschicht nur eine geringe Härte aufweist oder gegebenenfalls noch vollständig flüssig vorliegt. In the prior art UV curing processes, photoinitiators have been used to date. However, up to now the problem has arisen that in a processing of such UV-curing lacquers or coating fluids under normal conditions, ie not under inert gas, the chain reaction started by the photoinitiators is inhibited by oxygen. As a result, a near-surface zone of the applied coating film hardens less than the latter Volume and according to the surface of the paint layer has only a low hardness or possibly still completely liquid.
Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, schlägt der Stand der Technik zwei Lösungen vor:
- – Eine Prozessierung unter Inertbedingungen, um so das Problem der konkurrierenden Reaktion der gebildeten Radikale mit Sauerstoff zu vermeiden, oder
- – Eine Erhöhung des Gehalts an Photoinitiator.
- - Processing under inert conditions, so as to avoid the problem of competing reaction of the radicals formed with oxygen, or
- - An increase in the content of photoinitiator.
Beide Lösungen weisen dabei Nachteile auf. So führt eine Aushärtung unter Inertbedingungen zu einem erhöhten apparativen Aufwand. Wird dagegen der Gehalt an Photoinitiator gesteigert, so erhöht sich gleichzeitig die Gefahr der Migration dieses Photoinitiators aus der ausgehärteten Beschichtung heraus, was besonders bei Lebensmittelverpackungen kritisch ist. Die erhöhte Migration ist darauf zurückzuführen, dass erfahrungsgemäß nicht der gesamte Photoinitiator umgesetzt wird, sondern immer auch nicht umgesetzte Bestandteile zurückbleiben. Da die eingesetzten Photoinitiatoren in der Regel kleine, bewegliche Moleküle darstellen, können diese im ausgehärteten Film verbliebenen Teilchen aus dem Film herausmigrieren und im Falle einer Verpackung auf das Inhaltsgut übergehen. Both solutions have disadvantages. For example, curing under inert conditions leads to increased expenditure on equipment. If, on the other hand, the content of photoinitiator is increased, the risk of migration of this photoinitiator from the cured coating increases at the same time, which is particularly critical in the case of food packaging. The increased migration is due to the fact that experience has shown that not the entire photoinitiator is reacted, but always remain unreacted components. Since the photoinitiators used are usually small, mobile molecules, these particles remaining in the cured film can migrate out of the film and, in the case of packaging, pass over to the contents.
Weiterhin ist auf diese Weise auch lediglich sichergestellt, dass oberflächennahe Zone und das Innere der aufgetragenen Lackschicht im Wesentlichen gleichmäßig gehärtet vorliegen, also die oberflächennahe Zone nahezu denselben Vernetzungsgrad aufweist wie im Inneren der Lackschicht. Eine stärkere und frühere Vernetzung der oberflächennahen Zone im Vergleich zum Inneren der Lackschicht, welche eine Mikrofaltung hervorruft, ist mit den vorgenannten Lösungen dagegen nicht möglich. Furthermore, in this way it is merely ensured that the near-surface zone and the interior of the applied lacquer layer are substantially uniformly cured, ie the near-surface zone has almost the same degree of crosslinking as in the interior of the lacquer layer. On the other hand, a stronger and earlier crosslinking of the near-surface zone compared to the interior of the lacquer layer, which causes a microfolding, is not possible with the abovementioned solutions.
Um eine frühere Aushärtung der oberflächennahen Zone des aufgetragenen Lackfilms zu erzielen, ist daher bislang der Einsatz eines Excimer-Strahlers notwendig. Die Oberflächenreaktion, welche unter Verwendung von Excimer-Strahlung zustande kommt, beruht darauf, dass durch diese Strahlung beispielsweise direkt die Reaktivität des zur polymerisierenden Acrylatmonomers angesprochen wird. Allerdings nimmt die Absorption der Excimer-Strahlung mit zunehmender Eindringtiefe exponentiell ab, sodass auf diese Weise lediglich die oberflächennahe Zone ausgehärtet werden kann. Für eine Reaktion im Inneren der aufgetragenen Lackschicht ist dagegen weiterhin die Bestrahlung mit UV-Licht höherer Wellenlänge notwendig. Somit ist mit den bekannten Verfahren des Standes der Technik, welche zweistufig unter Verwendung von Excimer-Strahlung sowie einer zweiten, Strahlquelle höherer Wellenlänge ablaufen, zwar eine gezielte Aushärtung der oberflächennahen Zone unter Ausbildung von Mikrofaltung möglich. Wie vorstehend bereits beschrieben führen diese Verfahren aber ebenfalls zu einem erhöhten apparativen Aufwand. In order to achieve earlier curing of the near-surface zone of the applied paint film, so far the use of an excimer radiator is necessary. The surface reaction, which is achieved using excimer radiation, is based on the fact that, for example, the reactivity of the polymerizable acrylate monomer is directly addressed by this radiation. However, the absorption of the excimer radiation decreases exponentially with increasing penetration depth, so that only the near-surface zone can be cured in this way. For a reaction in the interior of the applied lacquer layer, however, the irradiation with UV light of higher wavelength is still necessary. Thus, with the known methods of the prior art, which proceed in two stages using excimer radiation and a second, beam source of higher wavelength, although a targeted hardening of the near-surface zone to form micro-folding possible. As already described above, however, these methods also lead to an increased outlay on equipment.
Von den Verfahren des Standes der Technik unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren somit auch dadurch, dass wesentliche energieärmere Strahlung als bislang für die Mikrofaltung der Oberflächenschicht der Beschichtung und somit für die Erzeugung von Oberflächeneffekten notwendig ist. Beispielsweise ist UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 240 nm und mehr bereits ausreichend zur Erzeugung der Mikrofaltung, während bislang Excimer-Strahler mit den Wellenlängen 172 nm und 222 nm zum Einsatz kamen, wobei lediglich die Wellenlänge von 172 nm tauglich ist, ohne den Einsatz von Photoinitiatoren Radikale zu erzeugen. Solche aufwendigen Vorrichtungen werden im erfindungsgemäßen Verfahren nun nicht mehr benötigt. Vielmehr ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, andere Strahlquellen zu verwenden. The method according to the invention thus differs from the methods of the prior art in that considerably lower-energy radiation is required to date for the micro-clipping of the surface layer of the coating and thus for the production of surface effects. For example, UV radiation with a wavelength of 240 nm and more is already sufficient for the production of the microfolding, while heretofore excimer radiators with the wavelengths 172 nm and 222 nm were used, whereby only the wavelength of 172 nm is suitable without the use from photoinitiators to generate radicals. Such complex devices are no longer needed in the process of the invention. Rather, it is possible with the method according to the invention to use other beam sources.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Oberflächenschicht Dicken zwischen 10 nm und 1 µm. According to one embodiment of the invention, the surface layer comprises thicknesses between 10 nm and 1 μm.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Bestrahlen zweischrittig in der Form, dass im ersten Schritt eine kleinere UV-Dosis eingestrahlt wird, die Mikrofaltung erzeugt, und in einem zweiten Schritt der Film vollständig durchgehärtet wird, wobei für beide Härtungsschritte längerwellige UV-Strahlung, beispielsweise diejenige eines UV-Mitteldruckstrahlers, verwendet wird. According to one embodiment of the invention, the irradiation is carried out in two steps in the form that in the first step a smaller UV dose is irradiated, the micro-generation generates, and in a second step, the film is completely through-hardened, for both curing steps longer-wave UV radiation, for example that of a medium pressure UV radiator is used.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es allerdings auch möglich, dass in einem Bestrahlungsschritt sowohl das Mikrofalten als auch das Durchhärten des Films erreicht werden. Hierfür ist das Beschichtungsmaterial entsprechend ausgestaltet, insbesondere, indem die Absorption von UV-Strahlung über die Schichtdicke des Beschichtungsmittels variiert. According to a further embodiment of the invention, however, it is also possible for both the micro-aging and the curing of the film to be achieved in an irradiation step. For this purpose, the coating material is designed accordingly, in particular by the absorption of UV radiation over the layer thickness of the coating agent varies.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt sowohl die Erzeugung der Mikrofaltung in der Oberflächenschicht als auch das Bestrahlen zum Aushärten der Beschichtung jeweils mittels eines Quecksilber-Mitteldruckstrahlers. According to one embodiment of the invention, both the generation of the micro-cladding in the surface layer and the irradiation for curing the coating are effected in each case by means of a medium-pressure mercury radiator.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein, vorzugsweise derselbe Quecksilber-Mitteldruckstrahler sowohl für das Bestrahlen der Oberflächenschicht als auch für das Aushärten der Beschichtung. Dabei erfolgt die Anpassung der Dosis der UV-Strahlung durch das Einstellen der Leistung des Quecksilber-Mitteldruckstrahlers. In a further embodiment of the invention, a, preferably the same, medium pressure mercury radiator is used both for the irradiation of the surface layer and for the curing of the coating. In this case, the adjustment of the dose of UV radiation by adjusting the power of the medium-pressure mercury radiator takes place.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Beschichten in der Form erfolgen, dass ein Beschichtungsfilm erhalten wird, welcher in bestimmten Bereichen unterschiedliche Schichtdicken aufweist. In diesen Bereichen mit jeweils unterschiedlicher Schichtdicke können unterschiedliche Effekte erhalten werden. According to a further embodiment of the invention, the coating in the mold take place, that a coating film is obtained, which has different layer thicknesses in certain areas. In these areas, each with different layer thickness different effects can be obtained.
Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn die Haptik der Beschichtung von Bedeutung ist, beispielsweise, wenn bestimmte Bereiche der Beschichtung bereits durch Berührung erkennbar sein sollen. Auch ist es auf diese Weise vorteilhaft möglich, sehr reizvolle optische Ausgestaltungen eines beschichteten Erzeugnisses zu realisieren. This is advantageous, for example, if the feel of the coating is important, for example, if certain areas of the coating should already be recognizable by contact. Also, it is advantageously possible to realize very attractive optical configurations of a coated product.
Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Auftragen der Beschichtung lediglich auf Teilen der Unterlage, so dass mindestens ein Bereich der Unterlage unbeschichtet und mindestens ein anderer Bereich der Unterlage beschichtet vorliegen. According to yet another embodiment of the invention, the application of the coating takes place only on parts of the substrate, so that at least one area of the substrate is uncoated and at least one other area of the substrate is coated.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Auftragen der Beschichtung über die gesamte Fläche der Unterlage, wobei weiterhin die Schichtdicke in verschiedenen Bereichen unterschiedlich sein kann. According to a further embodiment of the invention, the application of the coating takes place over the entire surface of the substrate, wherein furthermore the layer thickness can be different in different areas.
Bevorzugt erfolgt das Bestrahlen der Oberflächenschicht über die gesamte Fläche. Die Erzeugung von bereichsweise unterschiedlichen Effekten bezüglich Glanz und Haptik wird durch die vorherige Erzeugung unterschiedlicher Schichtdicken in den verschiedenen Bereichen erzielt. So wird in Bereichen von Schichtdicken zwischen 1 µm und 10 µm beispielsweise eine glatte Oberfläche ohne Mikrofaltung erhalten, wohingegen in Bereichen mit Schichtdicken oberhalb von 12 µm die Mikrofaltung erfolgt. The irradiation of the surface layer preferably takes place over the entire surface. The generation of locally different effects in terms of gloss and feel is achieved by the previous generation of different layer thicknesses in the different areas. Thus, in areas of layer thicknesses between 1 .mu.m and 10 .mu.m, for example, a smooth surface without microplating is obtained, whereas in areas with layer thicknesses above 12 .mu.m the microplating takes place.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Bestrahlen in mindestens einem Teilbereich so, dass lediglich in diesem so behandelten Teilbereich Oberflächeneffekte infolge von Mikrofaltung erzielt werden, während in dem mindestens einen nicht behandelten Teilbereich der Oberfläche eine glatte, nicht mikrogefaltete Oberfläche vorliegt. According to a further embodiment, the irradiation takes place in at least one subarea such that surface effects due to micro-clipping are achieved only in this subarea treated in this way, while in the at least one untreated subregion of the surface there is a smooth, non-micro-folded surface.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das lediglich lokale Bestrahlen der Oberflächenschicht zur Mikrofaltung in mindestens einem Teilbereich durch eine Maske oder eine Schablone, welche Bereiche des Strahlers abschattet, oder mittels eines ortsaufgelösten Abrasterns der Beschichtungsoberfläche. According to a preferred embodiment of the invention, the only local irradiation of the surface layer for microfilling takes place in at least one subregion through a mask or stencil which shades regions of the emitter, or by means of a spatially resolved scanning of the coating surface.
Bevorzugt erfolgt das Abrastern scannend, indem zeilenweise die Oberfläche überfahren wird und weiterhin die Zeile in einzelne Bildpunkte oder Pixel unterteilt ist und jede Zeile jeweils einem Vorschub des Scankopfes zugeordnet ist. Preferably, the scanning is carried out by scanning the surface line by line and further the line is divided into individual pixels or pixels and each line is associated with each feed of the scan head.
Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung liegen verschiedene Oberflächeneffekte in verschiedenen Teilbereichen der Beschichtung vor. According to yet another embodiment of the invention, there are various surface effects in different subregions of the coating.
Bevorzugt erfolgt die Bestrahlung durch UV-Strahlung unter Inertgasatmosphäre, bevorzugt Stickstoffatmosphäre. Dabei ist bevorzugt der Restsauerstoffgehalt kleiner als 5000 ppm, besonders bevorzugt kleiner als 1000 ppm oder ganz besonders bevorzugt kleiner als 500 ppm. The irradiation is preferably carried out by UV radiation under an inert gas atmosphere, preferably a nitrogen atmosphere. In this case, the residual oxygen content is preferably less than 5000 ppm, particularly preferably less than 1000 ppm or very particularly preferably less than 500 ppm.
Bevorzugt erfolgt das Auftragen des Beschichtungsfluids mittels eines Druckverfahrens, beispielsweise mittels Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck, Tampondruck oder Inkjet-Druck, oder durch Walzen, Fluten, Rakeln, Gießen, beispielsweise Vorhang- oder Schlitzgießen, Tauchen Spritzen und/oder Schleudern. Preferably, the application of the coating fluid by means of a printing process, for example by gravure, flexographic printing, screen printing, pad printing or inkjet printing, or by rolling, flooding, knife coating, casting, such as curtain or slot casting, dipping spraying and / or spin.
Besonders bevorzugt wird die Beschichtungsmittels Inkjet-Technologie vorgenommen. Mit diesem Verfahren ist es besonders einfach, unterschiedliche Schichtdicke des Beschichtungsmaterials in verschiedenen Bereichen auf der Oberfläche in einem Durchgang zu erzeugen. Beispielsweise kann hier auch durch entsprechende Rasterung und dem Auftrag nur sehr geringer Schichtdicken, bevorzugt von weniger als 2 µm, sowie unter Beachtung, dass die aufgebrachten Tröpfchen nicht zusammenlaufen, ein Beschichtungsauftrag mit matter Oberfläche erfolgen. In Bereichen mit Schichtdicken, in denen die Tropfen sich zu einem Film verbinden, die Schichtdicke jedoch unterhalb einer kritischen Schwelle liegt, erscheint die Oberfläche glänzend und in Bereichen oberhalb dieser kritischen Schwelle wird durch die Mikrofaltung wiederum ein Matteffekt erzielt. Gleichzeitig besitzen alle diese drei unterschiedlichen Bereiche eine unterschiedliche Haptik. Die Haptik unterscheidet sich nicht nur durch die unterschiedlichen Schichtdicken (Reliefeffekt, Braille-Strukturen, Ersatz von Blindprägungen durch Lackauftrag), sondern auch durch einen veränderten Reibungswiderstand der unterschiedlichen Bereiche. Mikrogefaltete Bereiche zeichnen sich beispielsweise durch einen sehr geringen Reibungswiderstand aus, wohingegen sehr glatte Bereiche beim Drüberfahren mit der Hand fast klebrig wirken können. Sehr dünne Mattstrukturen hingegen besitzen wiederum einen kleinen Reibungswiderstand, fühlen sich aber im Unterschied zu den Bereichen mit einer Mikrofaltung eher rau an, wohingegen mikrogefaltete Bereich sich sehr glatt und weich anfühlen. Particularly preferably, the coating agent inkjet technology is made. With this method, it is particularly easy to produce different layer thickness of the coating material in different areas on the surface in one pass. For example, by appropriate screening and the application only very small layer thicknesses, preferably less than 2 microns, and taking into account that the applied droplets do not converge, take place a coating order with a matte surface. In areas with layer thicknesses in which the drops combine to form a film but the layer thickness is below a critical threshold, the surface appears shiny and in areas above this critical threshold a matte effect is again achieved by the microstructure. At the same time, all these three different areas have a different feel. The haptic is not only differentiated by the different layer thicknesses (relief effect, Braille structures, replacement of blind embossing by coating application), but also by a changed frictional resistance of the different areas. Micro-folded areas are characterized, for example, by a very low frictional resistance, whereas very smooth areas can be almost tacky when passing by hand. In contrast, very thin matte structures, in turn, have a low frictional resistance, but, in contrast to the areas with a microplate, are rather rough, whereas microfolded areas feel very smooth and soft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beträgt der Glanzgrad der Beschichtung bei einem Betrachtungswinkel gemäß
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Aushärten von Beschichtungsfluiden, beispielsweise Lacken, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar sind. Dabei vollzieht sich das Aushärten in zwei Schritten und weiterhin ist die mittels der Vorrichtung zum Aushärten in die Beschichtung eingebrachte Leistung so eingestellt, dass in einem ersten Schritt nur die Oberflächenschicht der Beschichtung behandelt wird, und in einem zweiten Schritt die Beschichtung über die gesamte Schicht aushärtbar ist. The invention further relates to a device for curing coating fluids, for example paints, which are curable by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation. The curing takes place in two steps and, furthermore, the power introduced into the coating by means of the curing device is adjusted so that in a first step only the surface layer of the coating is treated, and in a second step the coating can be cured over the entire layer is.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung zum Aushärten einen Quecksilber-Mitteldruckstrahler. Preferably, the curing device comprises a medium pressure mercury radiator.
Eine mögliche Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die Gestaltung der Härtungseinrichtung so, dass über die Mikrofaltung mittels Excimer-Strahlern die Aushärtung unter Inertgasatmosphäre erfolgt. Das Inertgas ist bevorzugt Stickstoff. Die Inertgasatmosphäre kann helfen, bei weniger gut geeigneten Beschichtungslösungen die Mikrofaltung zu unterstützen, da die oben genannte Sauerstoffinhibierung auch bei geeigneter Formulierung die Reaktion an der Oberfläche beeinträchtigt. Wird unter Inertgas diese Beeinträchtigung verringert, kann die Oberflächenreaktion effizienter ablaufen und so die Mikrofaltung unterstützt werden. A possible embodiment of the invention includes the design of the curing device so that the curing takes place in an inert gas atmosphere via the microfilling by means of excimer radiators. The inert gas is preferably nitrogen. The inert gas atmosphere may help to aid in less well suited coating solutions since the abovementioned oxygen inhibition, even with appropriate formulation, interferes with the reaction at the surface. If this impairment is reduced under inert gas, the surface reaction can proceed more efficiently and thus the micro-folding can be supported.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung zum Aushärten der Schicht so ausgebildet, dass zunächst lediglich in einem Teilbereich der Beschichtung die Oberflächenschicht belichtet wird und weiterhin das Aushärten der Beschichtung über die gesamte Fläche der Beschichtung erfolgt. Auf diese Weise liegt lediglich mindestens ein Teilbereich der Beschichtung mit einer Mikrofaltung der Oberfläche vor, während mindestens ein anderer Bereich der Beschichtung eine nicht mikrogefaltete, glatte Oberfläche aufweist. According to one embodiment of the invention, the device for curing the layer is formed so that initially only in a partial region of the coating, the surface layer is exposed and further, the curing of the coating over the entire surface of the coating takes place. In this way, only at least one subregion of the coating is present with a micro-clipping of the surface, while at least one other region of the coating has a non-micro-folded, smooth surface.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ein informatisches Mittel zur Steuerung des Aushärtens der Beschichtung. Insbesondere ist das informatische Mittel so ausgebildet, dass es die Leistung, die Dosis und/oder den Ort der Aushärtung bestimmt. Preferably, the apparatus comprises a computerized means for controlling the curing of the coating. In particular, the informatic means is designed to determine the performance, dose and / or location of the cure.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Oberflächeneffekten auf zumindest einem Teilbereich einer mit einer Beschichtung, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar ist, beschichteten Unterlage, welche eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aushärten von Beschichtungsfluiden wie vorstehend beschrieben umfasst. Die Vorrichtung umfasst:
- – Vorzugsweise eine Vorrichtung zur Aufnahme der Unterlage,
- – ein Mittel zum Transport der Unterlage zwischen den einzelnen Arbeitsstationen,
- – eine Vorrichtung zum Aufbringen des Beschichtungsfluids auf die Unterlage, wobei die Vorrichtung dergestalt ausgestaltet sein kann, dass das Beschichtungsfluid über den gesamten Bereich Oberfläche der der Unterlage oder nur über einen Teilbereich derselben aufgetragen wird,
- – eine Vorrichtung (
6 ) zum Aushärten der Beschichtung, wobei sich das Aushärten in zwei Schritten vollzieht und die mittels der Vorrichtung zum Aushärten in die Beschichtung eingebrachte Leistung vorzugsweise so einstellbar ist, dass in einem ersten Schritt nur die Oberflächenschicht der Beschichtung behandelt wird, wobei die Oberflächenschicht vorzugsweise eine Dicke zwischen 10 nm und 1 µm aufweist, und in einem zweiten Schritt die Beschichtung über die gesamte Dicke aushärtbar ist, - – vorzugsweise eine Vorrichtung zur Entnahme der Unterlage, sowie
- – vorzugsweise eine Anlagensteuerung, beispielsweise in Form eines informatischen Mittels wie beispielsweise eines Computers, zur Steuerung der Arbeitsschritte der Anlage, welches die Parameter über alle Verfahrensschritte steuert und deren Zusammenwirken sicherstellt.
- Preferably a device for receiving the base,
- A means for transporting the support between the individual workstations,
- A device for applying the coating fluid to the substrate, wherein the device may be designed in such a way that the coating fluid is applied over the entire area of the surface of the substrate or only over a partial area thereof,
- A device (
6 ) for curing the coating, wherein the curing takes place in two steps and the power introduced into the coating by means of the curing device is preferably adjustable so that in a first step only the surface layer of the coating is treated, the surface layer preferably having a thickness between 10 nm and 1 μm, and in a second step, the coating is curable over the entire thickness, - - Preferably, a device for removing the pad, as well
- - Preferably a system control, for example in the form of an informational means such as a computer, for controlling the operations of the system, which controls the parameters on all process steps and ensures their interaction.
Die Anlagensteuerung umfasst bevorzugt auch ein Mittel, um Parameter in einem informatischen Format, welches in der Druckindustrie allgemein verwendet wird, beispielsweise JDF (Job Definition Format) auszulesen und in Verfahrensschritte umzusetzen. Beispielhaft kann ein solches Mittel eine auf einem Speicher abgelegte Parametrisierungsdatei umfassen. The plant controller also preferably includes means to read out parameters in an informational format commonly used in the printing industry, for example JDF (Job Definition Format), and to translate them into process steps. By way of example, such a means may comprise a parameterization file stored in a memory.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung zumindest jeweils einen Sensor sowie einen Encoder und Aktoren, um die jeweiligen Verfahrensschritte sensorisch zu erfassen und gesteuert durch den Computer mittels entsprechender Aktoren jeweils umzusetzen. According to a further embodiment of the invention, the device comprises at least one sensor as well as an encoder and actuators in order to detect the respective method steps by sensors and to implement them in a controlled manner by the computer by means of corresponding actuators.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Beschichtungsfluid, geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei handelt es sich um ein Beschichtungsfluid, welches durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar, insbesondere durch radikalische Polymerisierung, sowie einem Mikrofaltungsprozess zugänglich ist. Dabei erfolgt die Mikrofaltung durch Bestrahlung der Oberflächenschicht einer aufgebrachten Beschichtung, beispielsweise durch Bestrahlung mit UV-C-Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 240 nm. Yet another aspect of the invention relates to a coating fluid suitable for carrying out the method according to the invention. This is a coating fluid which is accessible by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation, curable, in particular by free-radical polymerization, and a micro-folding process. In this case, the microfolding is carried out by irradiation of the surface layer of an applied coating, for example by irradiation with UV-C radiation having a wavelength of more than 240 nm.
Allgemein weist ein Beschichtungsfluid, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, eine Zusammensetzung auf, bei welchen 100 Teile eines flüssigen Bindemittels auf 13 Teile eines Gemischs von Photoinitiatoren und/oder Vernetzungsmitteln und/oder Aktivatoren für die Aushärtung kommen. Generally, a coating fluid suitable for carrying out the process of the present invention comprises a composition in which 100 parts of a liquid binder comes to 13 parts of a mixture of photoinitiators and / or crosslinking agents and / or activators for curing.
Als Photoinitiatoren werden hierbei im Rahmen der vorliegenden Erfindung Stoffe verstanden, welche durch Absorption von Licht, insbesondere von UV-Licht, zerfallen und so reaktive Spezies bilden, beispielsweise Radikale oder Kationen. In the context of the present invention, photoinitiators are substances which decompose by absorption of light, in particular UV light, and thus form reactive species, for example radicals or cations.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden Photoinitiatoren eingesetzt, welche Radikale bilden. According to one embodiment of the invention, photoinitiators are used which form radicals.
Als Vernetzungsmittel und/oder Aktivatoren werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Stoffe verstanden, welche Polymerisationsreaktionen besonders effizient gestalten, beispielsweise, indem sie geeignet sind, besonders effektive Startradikale zu bilden. Ein anderes Beispiel für eine Effizienzerhöhung ist die Transferierung eines durch Sauerstoffinhibierung inaktiven Radikals in ein erneutes Startradikal. Im Rahmen dieser Offenbarung ist der Aktivator jeweils auch ein Synergist und kann auch als solcher bezeichnet werden. In the context of the present invention, crosslinking agents and / or activators are substances which make polymerization reactions particularly efficient, for example by being suitable for forming particularly effective starting radicals. Another example of an increase in efficiency is the transfer of an oxygen-inactive radical into a re-start radical. In the context of this disclosure, the activator is also a synergist in each case and can also be referred to as such.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird als Vernetzungsmittel bzw. Aktivator mindestens ein tertiäres Amin eingesetzt. Bevorzugt erfolgt dies gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dann, wenn als Photoinitiator ein sogenannter Typ II-Photoinitiator verwendet wird. Bei einem Typ II-Photoinitiator werden Radikale gebildet, indem der Photoinitiator, beispielsweise Benzophenon, einem benachbarten Molekül ein Wasserstoffatom entzieht. Demgegenüber bilden sich bei Typ-I-Photoinitiatoren die Radikale direkt durch den Zerfall des Initiator-Moleküls. Ein Beispiel für einen Typ-I-Photoinitiator ist unter den Handelsnamen Irgacure 1173 bzw. Darocur 1173 erhältlich und umfasst 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1-Propanon. According to one embodiment of the invention, at least one tertiary amine is used as crosslinking agent or activator. According to another embodiment of the invention, this is preferably done when a so-called type II photoinitiator is used as the photoinitiator. Radicals are formed in a type II photoinitiator in that the photoinitiator, for example benzophenone, extracts a hydrogen atom from an adjacent molecule. In contrast, in type I photoinitiators, the radicals are formed directly by the decomposition of the initiator molecule. An example of a type I photoinitiator is available under the trade names Irgacure 1173 and Darocur 1173, respectively, and includes 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1-propanone.
Bevorzugt wird ein Bindemittel auf Acrylatbasis eingesetzt. Preferably, an acrylate-based binder is used.
Weiterhin bevorzugt ist das Gemisch aus Photoinitiatoren und/oder Vernetzungsmitteln und/oder Aktivatoren so zusammengesetzt, dass ein Teil eines Photoinitiators vom Typ I, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II und 6 Teile eines Aktivators zugesetzt werden. Further preferably, the mixture of photoinitiators and / or crosslinking agents and / or activators is composed so that one part of a type I photoinitiator, 6 parts of a type II photoinitiator and 6 parts of an activator are added.
Der Synergist (oder auch Aktivator) bewirkt jeweils zusammen mit Typ-II-Photoinitiatoren eine Überwindung der Sauerstoffinhibierung und wird insbesondere bei der Vernetzung unter atmosphärischen Bedingungen eingesetzt, um eine Oberflächenreaktivität zu ermöglichen und/oder zu verstärken. The synergist (or activator), together with type II photoinitiators, each overcome oxygen inhibition and are particularly useful in crosslinking under atmospheric conditions to facilitate and / or enhance surface reactivity.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Beschichtungsfluid folgende Zusammensetzung auf:
40 Teile HDDA (Hexandioldiacrylat)
10 Teile TMPTA (Trimethylolpropantriacrylat)
50 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon
6 Teile N-Methyldiethanolamin According to one embodiment of the invention, the coating fluid has the following composition:
40 parts HDDA (hexanediol diacrylate)
10 parts of TMPTA (trimethylolpropane triacrylate)
50 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 parts benzophenone
6 parts of N-methyldiethanolamine
Dass sich die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, wird somit dadurch erreicht, dass 1 Teil eines Photoinitiators vom Typ I, hier 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1-Propanon, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II, hier Benzophenon, sowie 6 Teile eines Aktivators, hier N-Methyldiethanolamin, auf 100 Teile eines flüssigen Bindemittelgemischs (hier umfassend HDDA, TMPTA sowie DPGDA) verwendet werden. Durch Veränderung der Anteile des Photoinitiators vom Typ I relativ zu den Anteilen des Photoinitiators vom Typ II können weitere gezielte Unterscheidungen der Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms erreicht werden. The fact that the reactivity at the surface of the applied coating film specifically differs from the reactivity in the volume of the applied coating film is thus achieved by dissolving 1 part of a type I photoinitiator, here 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1. Propanone, 6 parts of a photoinitiator type II, here benzophenone, and 6 parts of an activator, here N-methyldiethanolamine, are used per 100 parts of a liquid binder mixture (here comprising HDDA, TMPTA and DPGDA). By varying the proportions of the Type I photoinitiator relative to the proportions of the Type II photoinitiator, further targeted discrimination of the reactivity at the surface of the coated coating film can be achieved from the reactivity in the volume of coating film applied.
Der Begriff Teile bezeichnet im Rahmen dieser Offenbarung jeweils Gewichtsanteile. The term parts in the context of this disclosure in each case by weight.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Beschichtungsfluid folgende Zusammensetzung auf:
80 Teile HDDA (Hexandioldiacrylat)
20 Teile TMPTA (Trimethylolpropantriacrylat)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon
6 Teile N-Methyldiethanolamin According to a further embodiment of the invention, the coating fluid has the following composition:
80 parts HDDA (hexanediol diacrylate)
20 parts of TMPTA (trimethylolpropane triacrylate)
1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 parts benzophenone
6 parts of N-methyldiethanolamine
Dass sich die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, wird somit dadurch erreicht, dass 1 Teil eines Photoinitiators vom Typ I, hier 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1-Propanon, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II, hier Benzophenon, sowie 6 Teile eines Aktivators, hier N-Methyldiethanolamin, auf 100 Teile eines flüssigen Bindemittelgemischs (hier umfassend HDDA und TMPTA) verwendet werden und im Unterschied zum vorigen Beispiel eine höherreaktive Bindemittelmischung eingesetzt wird. Durch Veränderung der Anteile des Photoinitiators vom Typ I relativ zu den Anteilen des Photoinitiators vom Typ II können weitere gezielte Unterscheidungen der Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms erreicht werden. The fact that the reactivity at the surface of the applied coating film specifically differs from the reactivity in the volume of the applied coating film is thus achieved by dissolving 1 part of a type I photoinitiator, here 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1. Propanone, 6 parts of a photoinitiator type II, here benzophenone, and 6 parts of an activator, here N-methyldiethanolamine, per 100 parts of a liquid binder mixture (here comprising HDDA and TMPTA) are used and in contrast to the previous example, a more reactive binder mixture is used. By varying the proportions of the Type I photoinitiator relative to the proportions of the Type II photoinitiator, further targeted discrimination of the reactivity at the surface of the coated coating film can be achieved from the reactivity in the volume of coating film applied.
Ein weiteres Beispiel eines Erzeugnisses, das mittels der Strahlung eines Quecksilber-Mitteldruckstrahlers mit einer Mikrofaltung versehen werden kann, wird mit folgender Formulierung beschichtet:
100 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon
6 Teile N-Methyldiethanolamin Another example of a product that can be microfilled by the radiation of a medium pressure mercury radiator is coated with the following formulation:
100 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 parts benzophenone
6 parts of N-methyldiethanolamine
Dass sich die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, wird somit dadurch erreicht, dass 1 Teil eines Photoinitiators vom Typ I, hier 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1-Propanon, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II, hier Benzophenon, sowie 6 Teile eines Aktivators, hier N-Methyldiethanolamin, auf 100 Teile eines flüssigen Bindemittels (hier umfassend DPGDA) verwendet werden. Das eingesetzte DPGDA als difunktionelles Bindemittel bildet einer relativ weichen Film. Der Volumenschrumpf ist gegenüber TMPTA-haltigen Formulierungen weniger ausgeprägt. Durch Veränderung der Anteile des Photoinitiators vom Typ I relativ zu den Anteilen des Photoinitiators vom Typ II können weitere gezielte Unterscheidungen der Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms erreicht werden. The fact that the reactivity at the surface of the applied coating film specifically differs from the reactivity in the volume of the applied coating film is thus achieved by dissolving 1 part of a type I photoinitiator, here 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1. Propanone, 6 parts of a photoinitiator type II, here benzophenone, and 6 parts of an activator, here N-methyldiethanolamine, are used per 100 parts of a liquid binder (here comprising DPGDA). The DPGDA used as difunctional binder forms a relatively soft film. The volume shrinkage is less pronounced compared to TMPTA-containing formulations. By varying the proportions of the Type I photoinitiator relative to the proportions of the Type II photoinitiator, further targeted discrimination of the reactivity at the surface of the coated coating film can be achieved from the reactivity in the volume of coating film applied.
In einer weiteren Ausführungsform gelingt die Mikrofaltung in nur einem Aushärtungsschritt. Hierfür müssen der Beschichtungsformulierung beispielsweise elastische aliphatische Urethanacrylate zugegeben werden. Eine sehr gute Reaktivität bei gleichzeitig sehr ausgeprägtem Effekt wird mit folgender Formulierung erzielt:
80 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat)
20 Teile Ebecryl 4491 von Allnex
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon
6 Teile N-Methyldiethanolamin In a further embodiment, the microfolding succeeds in only one curing step. For this purpose, for example, elastic aliphatic urethane acrylates must be added to the coating formulation. A very good reactivity with a very pronounced effect is achieved with the following formulation:
80 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
20 parts of Ebecryl 4491 from Allnex
1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 parts benzophenone
6 parts of N-methyldiethanolamine
Dass die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms sich von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, wird somit dadurch erreicht, dass 1 Teil eines Photoinitiators vom Typ I, hier 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1-Propanon, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II, hier Benzophenon, sowie 6 Teile eines Aktivators, hier N-Methyldiethanolamin, auf 100 Teile eines flüssigen Bindemittelgemischs (hier umfassend DPGDA und Ebecryl 4491) verwendet werden. Durch Veränderung der Anteile des Photoinitiators vom Typ I relativ zu den Anteilen des Photoinitiators vom Typ II können weitere gezielte Unterscheidungen der Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms erreicht werden. The fact that the reactivity at the surface of the applied coating film specifically differs from the reactivity in the volume of the applied coating film is thus achieved by dissolving 1 part of a type I photoinitiator, here 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1. Propanone, 6 parts of a photoinitiator type II, here benzophenone, and 6 parts of an activator, here N-methyldiethanolamine, are used per 100 parts of a liquid binder mixture (here comprising DPGDA and Ebecryl 4491). By varying the proportions of the Type I photoinitiator relative to the proportions of the Type II photoinitiator, further targeted discrimination of the reactivity at the surface of the coated coating film can be achieved from the reactivity in the volume of coating film applied.
Auch mit AC Resin 250 der BASF können gleichartige Effekte erzielt werden. Even with AC Resin 250 from BASF similar effects can be achieved.
Bei allen erwähnten Formulierungen handelt es sich um Grundformulierungen, die für die Erreichung einer Verarbeitbarkeit noch mit entsprechenden Verlaufs- und Benetzungsadditiven ergänzt werden können. Diese Additivierung hat auf die Erzielung der gewünschten Effekte aber keinen Einfluss. Außerdem ist für die Erzielung der Mikrofaltung eine Schichtdicke von mindestens 12 µm notwendig. In einem Bereich zwischen 10 und 12 µm wird die Mikrofaltung nur unregelmäßig ausgebildet (s.
Die vorgenannten Formulierungen zeichnen sich alle durch eine sehr niedrige Verarbeitungsviskosität (von 70–120 s im DIN 2 Auslaufbecher) aus, die ihren Einsatz in Inkjet-Druckköpfen erlaubt. Hierbei kann vorteilhafterweise ein Verfahren eingesetzt werden, das die gleichzeitige Erzeugung von Bereichen stark unterschiedlicher Schichtdicken erlaubt. The aforementioned formulations are all characterized by a very low processing viscosity (of 70-120 s in the DIN 2 flow cup), which allows their use in inkjet printheads. In this case, advantageously, a method can be used which allows the simultaneous generation of areas of greatly varying layer thicknesses.
Der Effekt der Mikrofaltung ist jedoch in keiner Weise von der Viskosität abhängig. Es ist auch möglich, sehr viel höherviskose Formulierungen zu erzeugen, die mit anderen Verfahren aufgebracht werden können. Wichtig ist es, eine relativ höhere Reaktivität an der Oberfläche als im Volumen zu erhalten. Die eingesetzten Photoinitiatoren müssen hierbei ihr Absorptionsmaximum im UV-C-Bereich aufweisen. However, the effect of microfiltration is in no way dependent on the viscosity. It is also possible to produce much higher viscosity formulations that can be applied by other methods. It is important to obtain a relatively higher reactivity at the surface than in the volume. The photoinitiators used here must have their absorption maximum in the UV-C range.
Der Effekt der Mikrofaltung kann verhindert werden, wenn man der Formulierung höhere Konzentrationen von Photoinitiatoren für die Volumenhärtung zusetzt (z.B. > 2% Irgacure 1173 bei sonst gleichen Konzentrationen von Photoinitiatoren und Koinitiatoren in der Formulierung können den Effekt verhindern). Das gleiche gilt, wenn für die Volumenhärtung Photoinitiatoren mit höherer Absorptionswellenlänge in geeigneten Konzentrationen eingesetzt werden. So kann auch durch Zugabe von 1% TPO (Triphenylphosphinoxid) in die obengenannten Formulierungen die Mikrofaltung verhindert werden. Die Prozentangaben beziehen sich jeweils auf Gewichtsprozent. The effect of microfolding can be prevented by adding higher concentrations of volume-hardening photoinitiators to the formulation (e.g.,> 2% Irgacure 1173 with otherwise equal concentrations of photoinitiators and co-initiators in the formulation can prevent the effect). The same applies if, for volume hardening, photoinitiators with a higher absorption wavelength are used in suitable concentrations. Thus, by adding 1% TPO (triphenylphosphine oxide) in the above-mentioned formulations, the micro-folding can be prevented. The percentages in each case relate to percent by weight.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Erzeugnis, welches aus einer Unterlage sowie einer darauf aufgebrachten Beschichtung besteht. Dabei weist die Beschichtung mindestens in einem Teilbereich eine Oberflächenschicht mit einer Mikrofaltung auf und wird die Beschichtung gebildet aus
40 Teilen HDDA (Hexandioldiacrylat)
10 Teilen TMPTA (Trimethylolpropantriacrylat)
50 Teilen DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173)
6 Teilen Benzophenon
6 Teilen N-Methyldiethanolamin
und/oder
80 Teile HDDA (Hexandioldiacrylat)
20 Teile TMPTA (Trimethylolpropantriacrylat)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon
6 Teile N-Methyldiethanolamin
und/oder
100 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon
6 Teile N-Methyldiethanolamin
und/oder
80 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat)
20 Teile Ebecryl 4491 von Allnex
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon
6 Teile N-Methyldiethanolamin. Yet another aspect of the invention relates to a product which consists of a base and a coating applied thereto. In this case, the coating has a surface layer with a micro-cladding at least in a partial region and the coating is formed
40 parts HDDA (hexanediol diacrylate)
10 parts of TMPTA (trimethylolpropane triacrylate)
50 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 parts benzophenone
6 parts of N-methyldiethanolamine
and or
80 parts HDDA (hexanediol diacrylate)
20 parts of TMPTA (trimethylolpropane triacrylate)
1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 parts benzophenone
6 parts of N-methyldiethanolamine
and or
100 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 parts benzophenone
6 parts of N-methyldiethanolamine
and or
80 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
20 parts of Ebecryl 4491 from Allnex
1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 parts benzophenone
6 parts of N-methyldiethanolamine.
Geeignete Substratmaterialien als Unterlage für die Beschichtung können übliche in der graphischen Industrie eingesetzte Materialien sein wie z.B. Papier, Karton, laminiertes Papier oder laminierter Karton, Kunststofffolien sowie Wellpappesubstrate. Für die Laminierung werden bevorzugt Polyolefinfolien aber auch PET-, Acetat- und ähnliche Folien eingesetzt. Suitable substrate materials as a backing for the coating may be conventional materials used in the graphic arts industry, e.g. Paper, cardboard, laminated paper or laminated board, plastic films and corrugated cardboard substrates. Polyolefin films but also PET, acetate and similar films are preferably used for the lamination.
Gerade die Veränderung der Haptik durch die Mikrofaltung, die durch die Verhinderung des sogenannten Glasplatteneffekts beispielsweise eine Verringerung der Gleitreibung bewirken kann, macht das Verfahren aber auch für gänzlich andersartige Anwendungen außerhalb der graphischen Industrie interessant. Hierzu zählen Beschichtungen mit geringem Reibungswiderstand für die Luftfahrt aber auch für Wasserfahrzeuge. Auch die Anhaftung von Schmutz, Kalk und Bakterien auf solchen Oberflächen ist gegenüber glatten Flächen verringert. Especially the change in haptics by the micro-folding, which can cause a reduction of the sliding friction by preventing the so-called glass plate effect, makes the method but also for completely different applications outside the graphic industry interesting. These include coatings with low frictional resistance for aviation but also for watercraft. The adhesion of dirt, lime and bacteria on such surfaces is reduced compared to smooth surfaces.
Die Mikrofaltung in Kombination mit speziell flexiblen oder sogar elastischen Bindemitteln kann für die Erzeugung von sogenannten Soft-Touch-Lackoberflächen eingesetzt werden. The micro-folding in combination with specially flexible or even elastic binders can be used for the production of so-called soft-touch paint surfaces.
Weiterhin bevorzugt beträgt der Glanzgrad in dem mindestens einen Bereich, welcher eine Mikrofaltung aufweist, zwischen 0,1 und 80 GE, bevorzugt zwischen 0,1 GE und 50 GE, besonders bevorzugt zwischen 0,1 GE und 20 GE und ganz besonders bevorzugt zwischen 0,1 GE und 10 GE, bei einem Betrachtungswinkel gemäß
Durch geeignete Wahl der Beschichtungsmaterialien kann statt einer Mikrofaltung durch das erfindungsgemäße Verfahren auch ein eisblumenähnlicher Effekt oder das Aussehen einer gebrochenen Sicherheitsglasscheibe erzeugt werden. By a suitable choice of the coating materials, it is also possible to produce an ice-flower-like effect or the appearance of a broken safety glass pane instead of microfilling by the method according to the invention.
Beschreibung der Zeichnungen Description of the drawings
Es zeigen Show it
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen Detailed description of preferred embodiments
Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sind um der Klarheit Willen nicht alle Merkmale einer jeweiligen Vorrichtung in
Es ist in
It is in
Die Unterlage
Weiterhin umfasst die Vorrichtung
Die Vorrichtung
Die Vorrichtung
Weiterhin ist in
Die Vorrichtung
Die Anlagensteuerung
Auch ist es möglich, dass die Vorrichtung
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung zumindest jeweils einen Sensor sowie einen Encoder und Aktoren, um die jeweiligen Verfahrensschritte sensorisch zu erfassen und gesteuert durch den Computer mittels entsprechender Aktoren jeweils umzusetzen. According to a further embodiment of the invention, the device comprises at least one sensor as well as an encoder and actuators in order to detect the respective method steps by sensors and to implement them in a controlled manner by the computer by means of corresponding actuators.
Die Anlagensteuerung
Das Mittel zum Transport der Unterlage
Wiederum umfasst die Vorrichtung
Weiterhin sind die Vorrichtungen
Weiterhin ist es allgemein, ohne Beschränkung auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel, auch möglich, dass mehrere Anlagensteuerungen
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung
In
Im oberen Bereich von
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Erzeugen von Oberflächeneffekten in einer Beschichtung, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Auftragen eines Beschichtungsfluids, beispielsweise eines Lackes, welcher radikalisch härtbar, insbesondere UV-härtbar ist, auf eine Unterlage, wobei das Beschichtungsfluid so ausgestaltet ist, dass die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms sich von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet,
Bestrahlen der Beschichtung mit energiereicher Partikelstrahlung sowie Vorrichtungen, insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens. The invention thus relates to a method for producing surface effects in a coating which is curable by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation, the method comprising the following steps: application of a coating fluid, for example a lacquer, which is free-radically curable, in particular UV curable on a substrate, wherein the coating fluid is designed such that the reactivity at the surface of the applied coating film is specifically different from the reactivity in the volume of the applied coating film,
Irradiating the coating with high-energy particle radiation and devices, in particular for carrying out this method.
Zur besseren Verdeutlichung der unterschiedlichen Effekte, welche Beschichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen können, zeigen die
In
In
In
Demgegenüber ist in
In
Somit bleibt insgesamt festzuhalten, dass mit einem Verfahren gemäß Ausführungsformen der Erfindung sehr unterschiedliche optische Anmutungen in einer Beschichtung durch Mikrofaltung in einer Lackoberfläche realisierbar sind. Thus, overall, it should be noted that with a method according to embodiments of the invention, very different optical appearances in a coating can be realized by micro-plating in a lacquer surface.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006042063 A1 [0012] DE 102006042063 A1 [0012]
- WO 2007/068322 A1 [0016] WO 2007/068322 A1 [0016]
- EP 2418091 A1 [0017] EP 2418091 A1 [0017]
- EP 2418019 A1 [0018, 0020] EP 2418019 A1 [0018, 0020]
- WO 2009/012996 [0102] WO 2009/012996 [0102]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN 67 530 [0004] DIN 67 530 [0004]
- ISO 2813 [0004] ISO 2813 [0004]
- DIN EN ISO 2813 [0053] DIN EN ISO 2813 [0053]
- DIN EN ISO 2813 [0053] DIN EN ISO 2813 [0053]
- DIN EN ISO 2813 [0089] DIN EN ISO 2813 [0089]
Claims (33)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015118753.1 | 2015-11-02 | ||
DE102015118753 | 2015-11-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016120878A1 true DE102016120878A1 (en) | 2017-05-04 |
Family
ID=57233446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016120878.7A Pending DE102016120878A1 (en) | 2015-11-02 | 2016-11-02 | Method for producing surface effects, in particular in UV-curable layers, apparatus for producing the same and articles obtained according to the invention |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3370886A2 (en) |
CN (1) | CN108348955A (en) |
BR (1) | BR112018008465B1 (en) |
DE (1) | DE102016120878A1 (en) |
RU (1) | RU2718932C2 (en) |
WO (1) | WO2017076901A2 (en) |
ZA (1) | ZA201802903B (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3415316A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-19 | Hymmen GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Method and device for producing a structured surface |
WO2019202009A1 (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | MGI Digital Technology | Device and process for contactless uv-coating printing |
WO2020009592A1 (en) * | 2018-07-02 | 2020-01-09 | SCHATTDECOR Sp. z o.o. | Process for the production of a multilayer matte coated surface and a product containing a multilayer coated surface |
IT201800010863A1 (en) | 2018-12-06 | 2020-06-06 | Ind Chimica Adriatica S P A In Sigla Ica S P A | MECHANICAL REFLECTION AND RADIATION SYSTEM FOR THE CROSS-LINKING OF UV CURED PAINTS. |
DE102019103636A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-13 | Wilhelm Taubert GmbH | Process for producing a decorative surface from an electron beam or UV-curing lacquer layer |
DE102019124309A1 (en) * | 2019-09-10 | 2021-03-11 | Ist Metz Gmbh | Apparatus and method for producing matting-modulated polymer layers |
IT202000005629A1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-17 | La Bottega S R L | "METHOD OF PRODUCTION OF AN OBJECT COVERED WITH A PAINTED LAYER" |
US11559824B2 (en) | 2019-05-03 | 2023-01-24 | Hymmen Gmbh Maschinen-Und Anlagenbau | Method for producing a structure on a surface |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11745475B2 (en) | 2016-08-19 | 2023-09-05 | Wilsonart Llc | Surfacing materials and method of manufacture |
US10933608B2 (en) * | 2016-08-19 | 2021-03-02 | Wilsonart Llc | Surfacing materials and method of manufacture |
US11504955B2 (en) | 2016-08-19 | 2022-11-22 | Wilsonart Llc | Decorative laminate with matte finish and method of manufacture |
US11077639B2 (en) | 2016-08-19 | 2021-08-03 | Wilsonart Llc | Surfacing materials and method of manufacture |
KR102271747B1 (en) * | 2018-09-13 | 2021-07-01 | (주)엘지하우시스 | Decorative sheet having excellent printability, and preparation method thereof |
LU101630B1 (en) * | 2020-01-31 | 2021-08-03 | Tarkett Gdl Sa | Surface covering and method for the manufacture thereof |
CN112170141B (en) * | 2020-11-02 | 2023-11-28 | 广东博硕涂装技术有限公司 | Curing method of UV skin paint on surface of plate |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007068322A1 (en) | 2005-12-14 | 2007-06-21 | Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. | Apparatus for carrying out a method to modify surfaces of radiation-hardenable colours and paints by photochemical microfolding by means of short-wave, monochromatic uv radiation under stable irradiation and inerting conditions |
DE102006042063A1 (en) | 2006-09-05 | 2008-03-06 | Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. | Method for adjusting gloss level and haptic of decorative and functional surface, involves converting micro convolution image, gloss level and haptic by variation of holding time in period between convolution start to convolution ending |
WO2009012996A2 (en) | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Schmid Rhyner Ag | Method and apparatus for the application of plastics coatings |
EP2418091A1 (en) | 2010-08-10 | 2012-02-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Decoloring device consecutively decoloring image on sheet, management device causing decoloring device to consecutively decoloring image on sheet, and decoloring system including decoloring device and management device |
EP2418019A1 (en) | 2010-08-13 | 2012-02-15 | Hueck Folien Ges.m.b.H. | Method for partial matting of UV varnishing layers |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4303695A (en) * | 1977-12-20 | 1981-12-01 | Biscayne Decorative Products, Inc. | Crinkle emboss and method |
US4313969A (en) * | 1979-09-10 | 1982-02-02 | Fusion Systems Corporation | Method and apparatus for providing low gloss and gloss controlled radiation-cured coatings |
US4411931A (en) * | 1982-09-29 | 1983-10-25 | Armstrong World Industries, Inc. | Multiple step UV curing process for providing accurately controlled surface texture |
GB9516108D0 (en) * | 1995-08-05 | 1995-10-04 | Tioxide Specialties Ltd | Printing inks |
DE19602097A1 (en) * | 1996-01-22 | 1997-07-24 | Goldschmidt Ag Th | Aqueous and radiation-curing printing varnishes and printing inks with improved properties |
AUPP922599A0 (en) * | 1999-03-17 | 1999-04-15 | Bolton, Robert John | Radiation curable compositions |
US6720042B2 (en) * | 2001-04-18 | 2004-04-13 | 3M Innovative Properties Company | Primed substrates comprising radiation cured ink jetted images |
DE10224128A1 (en) * | 2002-05-29 | 2003-12-18 | Schmid Rhyner Ag Adliswil | Method of applying coatings to surfaces |
RU2350463C2 (en) * | 2004-02-03 | 2009-03-27 | Линде Акциенгезельшафт | Device to apply coatings on product surfaces |
NO2794126T3 (en) * | 2011-12-20 | 2018-02-03 | ||
BR112015001638B1 (en) * | 2012-07-27 | 2019-11-19 | Sun Chemical Corp | compound, radiation curable composition and method of preparing a cured polymeric composition |
-
2016
- 2016-11-02 BR BR112018008465-4A patent/BR112018008465B1/en active IP Right Grant
- 2016-11-02 DE DE102016120878.7A patent/DE102016120878A1/en active Pending
- 2016-11-02 WO PCT/EP2016/076421 patent/WO2017076901A2/en active Application Filing
- 2016-11-02 CN CN201680064024.0A patent/CN108348955A/en active Pending
- 2016-11-02 RU RU2018120210A patent/RU2718932C2/en active
- 2016-11-02 EP EP16790984.5A patent/EP3370886A2/en active Pending
-
2018
- 2018-05-03 ZA ZA2018/02903A patent/ZA201802903B/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007068322A1 (en) | 2005-12-14 | 2007-06-21 | Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. | Apparatus for carrying out a method to modify surfaces of radiation-hardenable colours and paints by photochemical microfolding by means of short-wave, monochromatic uv radiation under stable irradiation and inerting conditions |
DE102006042063A1 (en) | 2006-09-05 | 2008-03-06 | Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. | Method for adjusting gloss level and haptic of decorative and functional surface, involves converting micro convolution image, gloss level and haptic by variation of holding time in period between convolution start to convolution ending |
WO2009012996A2 (en) | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Schmid Rhyner Ag | Method and apparatus for the application of plastics coatings |
EP2418091A1 (en) | 2010-08-10 | 2012-02-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Decoloring device consecutively decoloring image on sheet, management device causing decoloring device to consecutively decoloring image on sheet, and decoloring system including decoloring device and management device |
EP2418019A1 (en) | 2010-08-13 | 2012-02-15 | Hueck Folien Ges.m.b.H. | Method for partial matting of UV varnishing layers |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
DIN 67 530 |
DIN EN ISO 2813 |
ISO 2813 |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11717850B2 (en) | 2017-06-13 | 2023-08-08 | Hymmen Gmbh Maschinen-Und Anlagenbau | Method and apparatus for producing a decorative workpiece and workpiece |
WO2018229170A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | Hymmen GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Method for producing a structured surface |
CN110267813A (en) * | 2017-06-13 | 2019-09-20 | 海曼机械和设备有限公司 | For manufacturing ostentatious device and method |
US11883843B2 (en) | 2017-06-13 | 2024-01-30 | Hymmen Gmbh Maschinen-Und Anlagenbau | Method for producing a structured surface |
US11717851B2 (en) | 2017-06-13 | 2023-08-08 | Hymmen GmbH Maschinen—und Anlagenbau | Method and apparatus for producing a decorative workpiece and workpiece |
EP3415316B1 (en) | 2017-06-13 | 2020-04-08 | Hymmen GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Method and device for producing a structured surface |
US11141759B2 (en) | 2017-06-13 | 2021-10-12 | Hymmen GmbH Maschinen- und Anlagesbas | Method and apparatus for producing a decorative surface |
EP3666525A1 (en) * | 2017-06-13 | 2020-06-17 | Hymmen GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Method and device for producing a structured surface |
US11511318B2 (en) | 2017-06-13 | 2022-11-29 | Hymmen GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Method and apparatus for producing a decorative workpiece and workpiece |
US20200368777A1 (en) * | 2017-06-13 | 2020-11-26 | Hymmen Gmbh Maschinen-Und Anlagenbau | Method for producing a structured surface |
US11420229B2 (en) | 2017-06-13 | 2022-08-23 | Hymmen GmbH Maschinen—und Anlagenbau | Method and apparatus for producing a decorative surface |
EP3415316A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-19 | Hymmen GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Method and device for producing a structured surface |
CN110267813B (en) * | 2017-06-13 | 2021-10-22 | 海曼机械和设备有限公司 | Device and method for producing a decorative surface |
EP3587135B1 (en) * | 2018-04-18 | 2022-05-25 | MGI Digital Technology | Method for contactless printing of uv varnish |
WO2019202009A1 (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | MGI Digital Technology | Device and process for contactless uv-coating printing |
KR20210014158A (en) * | 2018-07-02 | 2021-02-08 | 샤트데코 에스피.제트.오.오. | Process for manufacturing multi-layer matt coated surfaces and products containing multi-layer coated surfaces |
KR102510903B1 (en) | 2018-07-02 | 2023-03-16 | 샤트데코 에스피.제트.오.오. | Process for the production of multi-layer matt coated surfaces and products containing multi-layer coated surfaces |
WO2020009592A1 (en) * | 2018-07-02 | 2020-01-09 | SCHATTDECOR Sp. z o.o. | Process for the production of a multilayer matte coated surface and a product containing a multilayer coated surface |
IT201800010863A1 (en) | 2018-12-06 | 2020-06-06 | Ind Chimica Adriatica S P A In Sigla Ica S P A | MECHANICAL REFLECTION AND RADIATION SYSTEM FOR THE CROSS-LINKING OF UV CURED PAINTS. |
DE102019103636A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-13 | Wilhelm Taubert GmbH | Process for producing a decorative surface from an electron beam or UV-curing lacquer layer |
US11559824B2 (en) | 2019-05-03 | 2023-01-24 | Hymmen Gmbh Maschinen-Und Anlagenbau | Method for producing a structure on a surface |
DE102019124309A1 (en) * | 2019-09-10 | 2021-03-11 | Ist Metz Gmbh | Apparatus and method for producing matting-modulated polymer layers |
IT202000005629A1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-17 | La Bottega S R L | "METHOD OF PRODUCTION OF AN OBJECT COVERED WITH A PAINTED LAYER" |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017076901A3 (en) | 2017-07-13 |
ZA201802903B (en) | 2019-07-31 |
EP3370886A2 (en) | 2018-09-12 |
WO2017076901A2 (en) | 2017-05-11 |
CN108348955A (en) | 2018-07-31 |
RU2018120210A3 (en) | 2019-12-04 |
BR112018008465A2 (en) | 2018-11-06 |
RU2018120210A (en) | 2019-12-04 |
RU2718932C2 (en) | 2020-04-15 |
BR112018008465B1 (en) | 2022-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102016120878A1 (en) | Method for producing surface effects, in particular in UV-curable layers, apparatus for producing the same and articles obtained according to the invention | |
EP3615341B1 (en) | Device and method for producing a textured coating | |
EP3666525B1 (en) | Method and device for producing a structured surface | |
EP3401116B1 (en) | Pvc plastic panel | |
EP2891562B1 (en) | Panel with decorative layer and method for printing panels | |
DE102009043812B4 (en) | Process for producing a printed surface on a flat workpiece | |
EP2660067A1 (en) | Security documents having a protective coating and a method for their preparation | |
DE102007019871A1 (en) | Method and device for producing a thin three-dimensionally structured surface on plate-shaped materials | |
DE60314097T2 (en) | HOT FELT COATING COMPOSITION FOR FILM TRANSFER AND CASTING PROCESS | |
DE102014209712A1 (en) | Systems and methods for dispensing pearlescent aqueous digital ink compositions using digital offset lithographic printing techniques | |
EP2760676B1 (en) | Method for producing a microstructure support | |
EP2639075B1 (en) | Method for producing a valuable document and valuable document derived from the method | |
EP3976881B1 (en) | Process for coating substrates and coated substrates | |
WO2005105478A1 (en) | Security element, valuable document and method for the production of a security element | |
EP3660110B1 (en) | Printing ink or paint for safety printing, printed safety substrate and associated method | |
DE102012210451A1 (en) | Methods and apparatus for smoothing radiation curable gel ink | |
EP2279865B1 (en) | Screen printing method for printing an object with a printed pattern | |
DE10334008A1 (en) | Process for coating carrier materials with different degrees of gloss and subsequently produced carrier material | |
WO2020245172A1 (en) | Method for applying embossed structures to coating media while pre-treating the embossing tool used therefor | |
DE102009051174B4 (en) | Method and device for finishing a printed product by means of powder coating | |
EP3819126A1 (en) | Method of printing on a layer with stable radical photoinitiator | |
WO2023237522A1 (en) | Method for applying patterns to a workpiece | |
DE102012023926A1 (en) | Printed product such as book, producing method, involves forming color layer and transparent separating layer, supplying digital data to printer, and solidifying liquid substrate of carrier layers before application of further layer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ACTEGA SCHMID RHYNER AG, CH Free format text: FORMER OWNER: SCHMID RHYNER AG, ADLISWIL, CH |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: BLUMBACH ZINNGREBE PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE |
|
R016 | Response to examination communication |