DE102016122554A1

DE102016122554A1 - Bruchfeste Glasbeschichtungszusammensetzung, diese verwendendes gehärtetes bruchfestes Glas und Verfahren zum Herstellen von gehärtetem bruchfestem Glas

Info

Publication number: DE102016122554A1
Application number: DE102016122554.1A
Authority: DE
Inventors: Nak Kyoung Kong; Ki Hong Lee; Jong-Min Park; Tae Soo Jung; Bock Ceol LEE; Keon Soo Jin; Jae Beom Ahn; Young Seok Kim; Yong Chul Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co; Noroo Bee Chemical Co Ltd
Current assignee: Noroo Automotive Coatings Co Ltd Hwaseong Kr; Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2036-11-24
Also published as: US10494543B2; CN106957570B; US20170166774A1; JP2017109918A; JP6872350B2; CN106957570A; KR101827064B1; KR20170070731A; DE102016122554B4

Abstract

Offenbart sind eine Beschichtungszusammensetzung, die auf ein gehärtetes Glas aufgebracht ist, das gehärtete Glas, welches ein Zersplittern beim Aufbringen von Stoßkräften verhindert, und ein Herstellungsverfahren dafür. Die Beschichtungszusammensetzung weist ein Caprolacton-modifiziertes Acrylharz, ein Acrylpolyol, ein Polyurethanharz und dergleichen auf, so dass das gehärtete Glas eine verbesserte Festigkeit hat und der Keramikanteil eines herkömmlichen gehärteten Glases weggelassen werden kann. Ferner ist ein Fahrzeugprodukt, wie zum Beispiel eine Fahrzeug-Glaskomponente vorgesehen, so dass Insassen eines Fahrzeugs vor dem Zersplittern eines zerbrochenen gehärteten Glases geschützt sind.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Beschichtungszusammensetzung für Glas, ein gehärtetes bruchfestes Glas, bei dem die Beschichtungszusammensetzung verwendet wird, und ein Verfahren zum Herstellen desselben. Die Beschichtungszusammensetzung kann ein Caprolacton-modifiziertes Acrylharz, ein Acrylpolyol und ein Polyurethanharz aufweisen, die in einer geringen Menge beigefügt werden, und kann auf ein gehärtetes Glas aufgetragen sein, so dass beim Brechen des gehärteten Glases ein Zersplittern verhindert werden kann.
Bisher wurde in der Automobilindustrie und dem Bauwesen von mit der herkömmlichen Technologie hergestelltem bruchfestem gehärtetem Glas Gebrauch gemacht, wobei derart hergestelltes gehärtetes Glas einer starken Stoßeinwirkung standhalten kann. Wenn zum Beispiel eine Stoßkraft über einem bestimmten Grenzniveau aufgebracht wird, kann es passieren, dass das gehärtete Glas, das in eine Anzahl von kleinen Teilen zerbricht, willkürlich zersplittert, was eine äußerst gefährliche Situation zur Folge haben kann. In diesem Zusammenhang wurden Untersuchungen durchgeführt, um diese Probleme zu lösen.
Wie aus 1 ersichtlich, können bei einem typischen gehärteten Glas, das in Kraftfahrzeugen verwendet wird, eine Haftsubstanz und eine PET-Folie auf der unteren Fläche des gehärteten Glases angebracht sein, um ein Splittern des zerbrochenen Glases zu verhindern. Da in diesem Fall das gehärtete Glas aufgrund der Anwesenheit einer Keramikschicht oder eines keramischen Anteils mit großer Wahrscheinlichkeit selbst durch eine geringe Stoßkraft leicht zerbricht, kann das gehärtete Glas als bedeutender Faktor bei der Gefährdung der Sicherheit von Insassen eines Fahrzeugs gelten, wenn das gehärtete Glas bei einem Panorama-Glasdach eines Fahrzeugs verwendet wird. Darüber hinaus kann die Festigkeit von gehärtetem Glas aufgrund des Vorhandenseins des keramischen Anteils bei einem Panorama-Glasdach eines Fahrzeugs stark verschlechtert sein.
Aus diesem Grund ist es dringend erforderlich, eine Beschichtungszusammensetzung und ein diese verwendendes gehärtetes Glas einzusetzen, die geeignet sind, die Festigkeit des Glases auf eine derartige Weise zu verbessern, dass der keramische Anteil bei einem herkömmlichen gehärteten Glas entfernt wird, wobei bei dieser Ausbildung der obengenannte keramische Anteil ersetzt werden kann.
Die obige Beschreibung der verwandten Technik soll lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der vorliegenden Erfindung dienen und nicht als der Stand der Technik verstanden werden, der dem Fachmann auf dem Gebiet wohlbekannt ist.
Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel entwickelt, die weiter oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen Probleme zu lösen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben den Versuch unternommen, Gefahrensituationen zu beheben, die auftreten können, wenn das Panoramadach eines Fahrzeugs zerbricht, und haben in der Folge herausgefunden, dass es möglich sein kann, ein neuartiges gehärtetes Glas herzustellen, das bei einer Fahrzeugglaskomponente verwendet werden kann, da das neuartige gehärtete Glas über eine gute Bildklarheit und eine lange Lebensdauer in Bezug Eigenschaften wie Hitzebeständigkeit, Wasserfestigkeit, Witterungsbeständigkeit und dergleichen verfügt. Das oben genannte neuartige gehärtete Glas kann auf eine derartige Weise hergestellt werden, dass auf einen keramischen Anteil (eine Beschichtungsschicht, die mit einer Keramik beschichtet ist, die eine Siliziumkomponente enthält), der bei einem herkömmlichen gehärteten Glas üblicherweise verwendet wird, verzichtet werden kann, und eine Beschichtungszusammensetzung, die ein Caprolacton-modifiziertes Acrylharz, ein Acrylpolyol und eine kleine Menge eines Polyurethanharzes aufweist, auf das gehärtete Glas aufgetragen werden kann.
Gemäß bevorzugten Aspekten der vorliegenden Erfindung wird eine Beschichtungszusammensetzung für ein bruchfestes Glas bereitgestellt. Darüber hinaus wird ein gehärtetes Glas bereitgestellt, welches eine derartige Beschichtungszusammensetzung aufweist, dass eine Bruchfestigkeitsfunktion sichergestellt werden kann, wenn ein mit einer Beschichtungsschicht beschichtetes Glas bricht. Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des obigen gehärteten Glases bereit.
Darüber hinaus ist ein Fahrzeug-Panoramadach vorgesehen, welches das oben beschriebene gehärtete Glas aufweist.
Darüber hinaus ist ein Fahrzeug vorgesehen, welches die hier beschriebene Beschichtungszusammensetzung aufweist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Beschichtungszusammensetzung vorgesehen, die aufweist: (a) eine Menge von etwa 50 bis 60 Gew.-% eines Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, (b) eine Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Acrylpolyols, (c) eine Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Polyurethanharzes, (d) eine Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Reaktionskatalysators, (e) eine Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Nass-Additivs, (f) eine Menge von etwa 1,0 bis 1,5 Gew.-% eines Pigments, und (g) eine Menge von etwa 5 bis 20 Gew.-% eines Lösungsmittels, wobei hier sämtliche Gew.-% auf dem Gesamtgewicht der Komponenten (a) bis (g) basieren. Vorzugsweise weist die Beschichtungszusammensetzung ferner ein Hexamethylendiisocyanat-Trimer-Harz als Härtungsmittel auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Beschichtungszusammensetzung vorgesehen, die im Wesentlichen aus Folgendem oder aus Folgendem besteht: (a) einer Menge von etwa 50 bis 60 Gew.-% eines Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, (b) einer Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Acrylpolyols, (c) einer Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Polyurethanharzes, (d) einer Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Reaktionskatalysators, (e) einer Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Nass-Additivs, (f) einer Menge von etwa 1,0 bis 1,5 Gew.-% eines Pigments, (g) einer Menge von etwa 5 bis 20 Gew.-% eines Lösungsmittels, wobei hier sämtliche Gew.-% auf dem Gesamtgewicht der Komponenten (a) bis (g) basieren, und einem Hexamethylendiisocyanat-Trimer-Harz als Härtungsmittel.
Vorzugsweise hat (a) das Caprolacton-modifizierte Acrylharz einen Feststoffgehalt von etwa 70 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, beträgt ein massegemitteltes Molekulargewicht des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes etwa 8000 bis 20000 und beträgt ein Hydroxygruppen-Gehalt etwa 1 bis 4 %.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise (b) das Acrylpolyol einen Feststoffgehalt von etwa 55 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Acrylpolyols, beträgt ein massegemitteltes Molekulargewicht des Acrylpolyols etwa 12000 bis 25000, beträgt ein Hydroxygruppen-Gehalt etwa 0,2 bis 2 % und beträgt eine Glasübergangstemperatur des Acrylpolyols etwa 70 bis 80°C.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise (c) das Polyurethanharz einen Hydroxygruppen-Gehalt von etwa 0,5 bis 1,0 Gew.-%, beträgt ein massegemitteltes Molekulargewicht des Polyurethanharzes etwa 40000 bis 43000 und hat das Polyurethanharz einen Feststoffgehalt von etwa 70 bis 80 % basierend auf dem Gesamtgewicht des Polyurethanharzes.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der der Reaktionskatalysator (d) vorzugsweise Dibutylzinndilaurat.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt ein Mischgewichtsverhältnis einer Gesamtmenge (a) des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, (b) des Acrylpolyols, (c) des Polyurethanharzes, (d) des Reaktionskatalysators, (e) des Nass-Additivs, (f) des Pigments und (g) des Lösungsmittels zu dem Härtungsmittel etwa 2 bis 4:1.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt eine Ford-Becher-Viskosität (FORD-BECHER #4, 25°C) der Beschichtungszusammensetzung etwa 18 bis 20 Sekunden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Beschichtungszusammensetzung transparent. Alternativ kann die Beschichtungszusammensetzung opak sein. Die Durchlässigkeit, die die Transparenz oder Opazität bestimmt, kann auf geeignete Weise durch eine Art oder Konzentration des in der Beschichtungszusammensetzung verwendeten Pigments angepasst werden.
Die Begriffe „transparentes“ Material oder „transparentes“ Harz, wie sie hier verwendet werden, können ein Material betreffen, das eine wesentliche Durchlässigkeit für einen Teil von Licht, zum Beispiel sichtbares Licht hat. Zum Beispiel kann eine wesentliche Menge von sichtbarem Licht, z.B. etwa 50 %, etwa 60 %, etwa 70 %, etwa 80%, etwa 90%, etwa 95%, etwa 99% oder mehr durch das transparente Material oder Harz durchgelassen werden oder dieses durchdringen.
Die Begriffe „opakes“ Material oder „opakes“ Harz, wie sie hier verwendet werden, können ein Material betreffen, welches die wesentliche Durchlässigkeit für einen Teil von Licht, zum Beispiel sichtbares Licht blockiert oder abschirmt. Alternativ kann das opake Material oder Harz eine wesentliche Durchlässigkeit eines Teils von Licht reflektieren. Zum Beispiel kann eine wesentliche Menge von sichtbarem Licht, z.B. etwa 50 %, etwa 60 %, etwa 70 %, etwa 80 %, etwa 90 %, etwa 95 %, etwa 99 % oder mehr durch das opake Material oder Harz blockiert oder reflektiert werden.
Dementsprechend kann ein gehärtetes Glas derart hergestellt sein, dass es eine Zersplitter-Verhinderungs-Funktion hat, wenn das gehärtete Glas zerbricht. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das gehärtete Glas aufweisen: eine Primerschicht, die auf einer Oberfläche des gehärteten Glases ausgebildet ist, und eine Beschichtungsschicht, die eine wie hier beschriebene Beschichtungszusammensetzung aufweist, auf der Primerschicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Primerschicht durch Auftragen eines Silanprimers ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vor-Primerschicht zwischen dem gehärteten Glas und der Primerschicht ausgebildet und ist die Vor-Primerschicht eine mit einem Silanprimer ausgebildete transparente Schicht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Primerschicht vorzugsweise mit einer Breite von etwa 5 bis 15 cm an einem Außenrand des gehärteten Glases ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat die Beschichtungsschicht vorzugsweise eine durchschnittliche Dicke von etwa 50 bis 80 µm und ist die Beschichtungsschicht auf einen Abschnitt aufgetragen, wo die Primerschicht ausgebildet ist, oder ist auf eine Vorderfläche des gehärteten Glases aufgetragen, die die Primerschicht enthält.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von gehärtetem Glas vorgesehen. Das Verfahren kann aufweisen: Auftragen eines Primers auf eine oder mehrere Oberflächen eines gehärteten Glases, um eine Primerschicht auszubilden, Auftragen der Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1 auf die Primerschicht und Härten der Beschichtungszusammensetzung bei einer geeigneten Temperatur von etwa 70 bis 90°C für etwa 20 bis 40 Minuten.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugteil vorgesehen, welches das gehärtete Glas aufweist, das die wie oben beschriebene Beschichtungszusammensetzung aufweist. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dieses Fahrzeugteil ein Fahrzeug-Panoramadach.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, welches die hier beschriebene Beschichtungszusammensetzung aufweist.
Weitere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind an späterer Stelle beschrieben.
Dementsprechend kann die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Bildklarheit haben und kann das Äußere des beschichteten Gegenstandes (z.B. gehärteten Glases) nach dem Beschichten gut aussehen. Darüber hinaus muss das Äußere des gehärteten Glases nicht beeinträchtigt sein.
Wenn die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung auf ein gehärtetes Glas aufgetragen ist, kann die Bruchfestigkeitsfunktion durch Weglassen des keramischen Anteils verbessert sein, der Teil von herkömmlich hergestelltem gehärtetem Glas war und eine unzureichende Festigkeit hatte, wobei eine Polyurethan-Beschichtungsschicht eingeführt wird. Dementsprechend können die Insassen eines Fahrzeugs geschützt werden.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Querschnittsansicht, die eine herkömmliche Fahrzeugdach-Panoramascheibe zeigt,
2 ein herkömmliches gehärtetes Glas mit einer Bruchfestigkeitsfunktion beim Brechen des Glases,
3A ein beispielhaftes gehärtetes Glas, welches eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung und einen klaren und einen schwarzen Primer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist,
3B ein beispielhaftes gehärtetes Glas, welches eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung und einen transparenten Primer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist,
4A einen Zustand, in welchem ein herkömmliches gehärtetes Glas mit einem Keramikanteil zerbricht, und
4B einen Zustand, in welchem ein beispielhaftes gehärtetes Glas ohne Keramikanteil gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zerbricht.
Es wird angemerkt, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale darstellen, die die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung erläutern. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart sind, einschließlich beispielsweise bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und durch das Nutzungsumfeld bestimmt.
Die Bezugszeichen in den Figuren beziehen sich auf gleiche oder gleichwertige Teile der vorliegenden Erfindung.
Die hier verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Die hier verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ sollen die Pluralformen miteinschließen, es sei denn, der Kontext deutet klar auf das Gegenteil hin. Es wird ferner angemerkt, dass die Begriffe „weist/weisen auf“ und/oder „aufweisend“, wie sie im vorliegenden Dokument verwendet werden, das Vorhandensein genannter Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. Wie vorliegend verwendet schließt der Begriff „und/oder“ jegliche Kombination von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Punkte mit ein.
Sofern nicht ausdrücklich genannt oder aus dem Kontext ersichtlich, ist der Begriff „etwa“, wie er hier verwendet wird, als in einem normalen Toleranzbereich auf dem Gebiet liegend zu verstehen, beispielsweise mit zwei Standardabweichungen vom Mittelwert. „Etwa“ kann als innerhalb von 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 % oder 0,01 % des genannten Wertes verstanden werden. Sofern sich dies nicht anders aus dem Kontext ergibt, sind sämtliche numerische Werte, die hier genannt werden, durch den Begriff „etwa“ modifiziert.
Es wird angemerkt, dass sich der Begriff „Fahrzeug“, wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, auf Fahrzeuge im Allgemeinen, zum Beispiel auf Personenkraftwagen, einschließlich Geländewagen (SUV), Busse, LKWs, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, sowie auf Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere, mit alternativem Kraftstoff betriebene Fahrzeuge (zum Beispiel auf mit nicht aus Erdöl stammendem Kraftstoff angetriebene Fahrzeuge) bezieht. Im vorliegenden Dokument ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, zum Beispiel ein Fahrzeug, das sowohl einen Benzinantrieb als auch einen Elektroantrieb aufweist.
Nachfolgend wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür in den angehängten Zeichnungen erläutert und nachfolgend beschrieben sind. Obgleich die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, wird angemerkt, dass die Erfindung durch die vorliegende Beschreibung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifizierungen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen miteinschließen.
Die vorliegende Erfindung ist nachfolgend als ein Beispiel für die Durchführung beschrieben.
Die Beschichtungszusammensetzung für ein bruchfestes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: (a) eine Menge von etwa 50 bis 60 Gew.-% eines Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, (b) eine Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Acrylpolyols, (c) eine Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Polyurethanharzes, (d) eine Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Reaktionskatalysators, (e) eine Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Nass-Additivs, (f) eine Menge von etwa 1,0 bis 1,5 Gew.-% eines Pigments, und (g) eine Menge von etwa 5 bis 20 Gew.-% eines Lösungsmittels, wobei sämtliche Gew.-% auf dem Gesamtgewicht der Komponenten (a) bis (g) basieren. Insbesondere kann die Beschichtungszusammensetzung ein Hexamethylendiisocyanat-Trimer-Harz als Härtungsmittel aufweisen.
Die Hauptkomponenten der Beschichtungszusammensetzung betreffen die Gesamtmengen (Gewichte) der Komponenten (a) bis (g), d.h. das Gesamtgewicht (a) des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, (b) des Acrylpolyols, (c) des Polyurethanharzes, (d) des Reaktionskatalysators, (e) des Nass-Additivs, (f) des Pigments und (g) des Lösungsmittels.
Für das Acrylharz kann ein Polymer in einer Lösung durch radikales Polymerisieren verschiedene Arten von Monomeren mittels eines thermische-Zersetzung-Initiators auf geeignete Weise hergestellt werden, wobei die obigen Monomere, zum Beispiel acrylbasierte oder vinylbasierte Monomere eine Doppelbindung haben.
Vorzugsweise können die acrylbasierten oder vinylbasierten Monomere eines oder mehrere sein, die aus der Gruppe bestehend aus Methylacrylat, Ethylacrylat, Isopropylacrylat, N-Butylacrylat, Ethylhexylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat und Laurylmethacrylat ausgewählt sind, wobei diese nicht-funktionelle Monomere sind. Das funktionelle-Carboxygruppe-Monomer kann entsprechend eines oder mehrere sein, die aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Itaconsäure und chloriger Säure ausgewählt sind. Das Hydroxygruppen-Monomer kann entsprechend eines oder mehrere sein, die aus der Gruppe bestehend aus 2-Hydroxymethacrylat, Hydroxypropylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat und 2-Hydroxyethylacrylat ausgewählt sind. Darüber hinaus kann das vinylbasierte Monomer entsprechend eines oder mehrere sein, die aus einer Gruppe bestehend aus Acrylamid, N-Methylolacrylamid, Glycidylmethacrylat, Styrol, Vinyltoluol, Acrylnitril und Vinylacetat ausgewählt sind.
Vorzugsweise kann das Caprolacton-modifizierte Acrylharz mittels Caprolactontriol synthetisiert sein. Das synthetisierte Harz kann eine gute Elastizität und Kratzfestigkeit haben. Im Vergleich zu einem Acrylharz mit derselben Glasübergangstemperatur (Tg), kann das synthetisierte Harz eine hohe Härte und chemische Stabilität und eine hohe elastische Rückstellkraft und eine hohe Zugfestigkeit aufweisen.
Das Caprolacton-modifizierte Acrylharz (a), wie es hier verwendet wird, kann ein Acrylharz des Typs mit niedriger Viskosität sein, wobei ein Feststoffgehalt etwa 70 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes betragen kann, wobei das massegemittelte Molekulargewicht davon etwa 8000 bis 20000 betragen kann und der Hydroxygruppen-Gehalt etwa 1 bis 4 % betragen kann, wobei ferner die Glasübergangstemperatur davon etwa –10 bis 20°C betragen kann. Vorzugsweise kann eine Menge von etwa 50 bis 60 Gew.-% des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes basierend auf dem Gesamtgewicht der Hauptkomponenten enthalten sein.
Wenn das massegemittelte Molekulargewicht des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes weniger als etwa 8000 beträgt, kann das Sicherstellen der Zuverlässigkeit beschränkt sein. Wenn das massegemittelte Molekulargewicht des Caprolacton-modifzierten Acrylharzes größer als etwa 20000 ist, kann sich die Vermarktbarkeit desselben verschlechtern und kann seine Bearbeitbarkeit beschränkt sein. Aus diesem Grund wird bevorzugt, dass das Caprolacton-modifizierte Acrylharz innerhalb des obengenannten Bereichs verwendet wird.
Wenn darüber hinaus der Gehalt der Hydroxygruppen kleiner als etwa 1 % ist, kann es zu einer Beschränkung bei der Ausbildung einer Vernetzungsdichte nach der Reaktion mit Isocyanat kommen, und ist es somit schwierig, eine Elastizität zu erhalten. Wenn der Hydroxygruppen-Gehalt höher als etwa 4 % ist, kann die Topfzeit beim Mischen mit einem Härtungsmittel begrenzt sein, so dass das Acrylharz innerhalb des obengenannten Bereichs verwendet werden sollte. In Bezug auf die Glasübergangstemperatur kann ein Harz darüber hinaus innerhalb des obigen Bereichs verwendet werden, um die Elastizität zu maximieren.
Wenn das Caprolacton-modifizierte Acrylharz in einer Menge von weniger als etwa 50 Gew.-% beigefügt wird, können darüber hinaus eine Stoßfestigkeit und eine elastische Rückstellkraft verringert sein. Wenn das Caprolacton-modifizierte Acrylharz in einer Menge von größer als etwa 60 Gew.-% beigefügt wird, kann es während der Ausbildung einer Beschichtung zu einem Klebrigkeitsphänomen kommen. Dementsprechend können die Reaktivität, Witterungsbeständigkeit und Farbbearbeitbarkeit verringert sein. Somit ist eine Verwendung innerhalb des obengenannten Bereichs bevorzugt.
In Bezug auf das Acrylpolyol, welches das Acrylharz ist, kann ein Polymer durch radikales Polymerisieren verschiedener Arten von Monomeren mit einer vinylartigen Doppelbindung eines Acrylsäureesters oder eines Methacrylesters in einer Lösung mittels eines thermische-Zersetzung-Initiators entsprechend hergestellt werden.
Das Acrylpolyol (b), wie es hier verwendet wird, kann vorzugsweise 55 Gew.-% eines Feststoffgehaltes basierend auf dem Gesamtgewicht des Acrylpolyols haben, wobei ein massegemitteltes Molekulargewicht des Acrylpolyols etwa 12000 bis 25000 betragen kann, das Acrylpolyol einen Hydroxygruppen-Gehalt von 0,2 bis 2 % haben kann und eine Glasübergangstemperatur davon etwa 70 bis 80°C betragen kann.
Wenn das massegemittelte Molekulargewicht des Acrylpolyols weniger als etwa 12000 beträgt, kann das Erreichen der obigen Glasübergangstemperatur beschränkt sein. Wenn das massegemittelte Molekulargewicht des Acrylpolyols größer als etwa 25000 ist, kann sich das Acrylpolyol während der Harzsynthese verfestigen (z.B. Gel). Aus diesem Grund wird bevorzugt, dieses innerhalb des obigen Molekularbereichs zu synthetisieren und zu verwenden. Wenn der Hydroxygruppen-Gehalt weniger als 0,2 % beträgt, kann die Zuverlässigkeit begrenzt und kann die Reaktivität verringert sein. Wenn der Hydroxygruppen-Gehalt größer als etwa 2 % ist, dann kann die Stoßfestigkeit der ausgebildeten Beschichtung mit einer höheren Reaktivität verringert sein, so dass das Acrylpolyol im obigen Bereich verwendet wird.
Vorzugsweise kann eine Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% des Acrylpolyols in Bezug auf das Gesamtgewicht der Hauptkomponenten verwendet werden. Wenn das Acrylpolyol mit weniger als etwa 10 Gew.-% beigefügt wird, kann die Beschichtung klebrig werden und kann so eine Wasserfestigkeitseigenschaft verringert sein. Wenn das Acrylpolyol in einer größeren Menge als etwa 20 Gew.-% beigefügt wird, kann sich das Aussehen nach dem Zuführen verschlechtern und kann es sein, dass die Beschichtung verhärtet. Dementsprechend können die Dehnung und die elastische Rückstellkraft verringert sein, so dass es innerhalb des obigen Bereichs verwendet werden sollte.
Das Polyurethanharz (c) gemäß der vorliegenden Erfindung kann entsprechend durch Umsetzen des Polycarbonats mit Isocyanat synthetisiert werden. Zum Beispiel kann das Polyurethanharz (c) durch Umsetzen einer Menge von etwa 5 bis 30 Gew.-% Isocyanat, einer Menge von etwa 2 bis 10 Gew.-% Polycarbonatpolyol, einer Menge von etwa 30 bis 60 Gew.-% Polyesterdiol und einer Menge von etwa 5 bis 25 Gew.-% eines Lösungsmittels basierend auf dem Gesamtgewicht des Polyurethanharzes hergestellt werden.
Das Isocyanat kann zwei oder mehr durchschnittliche funktionelle Gruppen haben. Das Isocyanat kann entsprechend eines oder mehrere aufweisen, die aus einer Gruppe bestehend aus Toluoldiisocyanat, 4,4-Diphenylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat und einem aus den obigen induzierten multifunktionellen Isocyanat ausgewählt sind. Vorzugsweise kann das Isocyanat entsprechend eines oder mehrere aus einer Gruppe bestehend aus Isophorondiisocyanat und Dicyclohexylmethandiisocyanat aufweisen oder daraus ausgewählt sein. Darüber hinaus kann das Polycarbonatpolyol ein Polyol sein, welches ein massegemitteltes Molekulargewicht in einem Bereich von etwa 500 bis 5000 hat, wodurch die Stoß- und Witterungsbeständigkeit erfüllt sind.
Das Polyurethanharz (c), wie es hier verwendet wird, weist vorzugsweise eine Menge von etwa 0,5 bis 1 Gew.-% eines Hydroxygruppenwertes auf, und das massegemittelte Molekulargewicht des Polyurethanharzes kann entsprechend 40000 bis 43000 betragen, und das Polyurethanharz kann etwa 70 bis 80 Gew.-% Feststoffgehalt basierend auf dem Gesamtgewicht des Polyurethanharzes haben.
Wenn die Hydroxygruppe des Polyurethanharzes kleiner als etwa 0,5 % ist, dann kann der Gehalt der Hydroxygruppe, der mit dem Isocyanat reagieren kann, verringert sein, und kann somit die Reaktivität deutlich verringert sein. Wenn die Hydroxygruppe des Polyurethanharzes größer als etwa 1 % ist, kann es zu Einschränkungen beim Erhalten eines elastischen Verhaltens des Urethanharzes kommen. Wenn das massegemittelte Molekulargewicht des Polyurethanharzes weniger als etwa 40000 beträgt, kann es sein, dass die Wirkung der Bruchfestigkeitsfunktion nicht ausreichend ist. Wenn das massegemittelte Molekulargewicht des Polyurethanharzes größer als etwa 43000 ist, kann es zu Einschränkungen kommen, wenn ein Urethanharz mit einer hohen Viskosität synthetisiert wird und während des Synthetisierungsvorgangs verwendet wird. Deshalb wird das Polyurethanharz vorzugsweise innerhalb des obigen Bereichs verwendet.
Das Polyurethanharz kann in einer Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Hauptkomponenten enthalten sein. Wenn das Polyurethanharz mit weniger als 10 Gew.-% enthalten ist, können eine Stoßfestigkeit, eine Rückstellkraft und eine Witterungsbeständigkeit verringert sein. Wenn das Polyurethan mit mehr als etwa über 20 Gew.-% enthalten ist, kann sich das Aussehen nach dem Zugeben verschlechtern und kann sich die Farbbearbeitbarkeit verschlechtern. Somit wird es bevorzugt innerhalb des obigen Bereichs verwendet.
Der Reaktionskatalysator (d) kann ein Urethan-Reaktionskatalysator sein. Ein Dibutylzinndilaurat kann entsprechend für den obigen Katalysator verwendet werden, um eine Reaktionsgeschwindigkeit zwischen einer Hydroxygruppe und dem Härtungsmittel (Isocyanat) zu verbessern. Wenn der Reaktionskatalysator in einer Menge von mehr als etwa der vorbestimmten Menge beigefügt wird, zum Beispiel mehr als etwa 1,5 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Hauptkomponenten, kann die Topfzeit verringert sein, wodurch die Bearbeitbarkeit verringert ist. Dementsprechend wird bevorzugt eine Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% verwendet.
Das Nass-Additiv (e) kann ein Polydimethylsiloxan-Additiv sein, um die Benetzungseigenschaft und das Nivellieren einer Beschichtung während des Färbens zu verbessern. Das Nass-Additiv kann in einer Menge von etwa 0,1 bis 1,0 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Hauptkomponenten enthalten sein.
Das Pigment (f) kann eine hohe Transparenz und eine hohe Farbstärke aufweisen, wobei es die Ausbildung von Flecken während des Färbens minimiert, da Nanopartikel dispergiert werden. Das obige Pigment muss nicht darauf beschränkt sein, und jedes beliebige Pigment, das hauptsächlich auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zur Verfügung stehen. Das Pigment kann zum Beispiel ein HTP BLACK-Produkt der Firma MIKUNI sein.
Das Lösungsmittel (g) kann einen Beschichtungsvorgang erleichtern und ist in der Lage, eine vorbestimmte Flachheit nach dem Beschichten und ein gut aussehendes Äußeres durch Anpassen der Verflüchtigungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels bereitzustellen. Das Lösungsmittel kann in einer Menge von etwa 5 bis 20 Gew.-% oder insbesondere von etwa 10~15 Gew.-% Lösungsmittel basierend auf dem Gesamtgewicht der Hauptkomponenten enthalten sein.
Die Beschichtungszusammensetzung kann vorzugsweise ferner das Härtungsmittel aufweisen, und Hexamethylendiisocyanat eines nicht-Vergilbungs-Typs und mit einer hohen Witterungsbeständigkeit kann entsprechend als Härtungsmittel verwendet werden. Die Hauptbestandteile der Beschichtungszusammensetzung, aufweisend (a) das Caprolacton-modifizierte Acrylharz, (b) das Acrylpolyol, (c) das Polyurethanharz, (d) den Reaktionskatalysator, (e) das Nass-Additiv, (f) das Pigment und (g) das Lösungsmittel und das Härtungsmittel können mit einem Gewichtsverhältnis von etwa 2 bis 4:1 gemischt werden, und entsprechend kann ein Verdünnungslösungsmittel verwendet werden. Vorzugsweise beträgt die Ford-Becher-Viskosität (FORD-BECHER #4, 25°C) des Verdünnungslösungsmittels 18~20 Sekunden.
Wenn die obige Viskosität weniger als 18,0 Sekunden beträgt, kann es passieren, dass die Farbe während des Färbungsvorgangs herunterläuft, so dass das Erhalten einer gewünschten Dicke begrenzt ist. Wenn die obige Viskosität größer als etwa 20,0 Sekunden ist, kann es aufgrund einer hohen Viskosität zu einem schlechten Aussehen des Äußeren (Nivellierungseigenschaft) kommen. Somit wird die Beschichtungszusammensetzung innerhalb des obigen Bereichs verwendet.
Um eine gute Befestigung an dem Glas zu erhalten, kann zunächst eine Primerschicht, zum Beispiel ein Silanprimer (BETASEAL^TM 43518, Dow Corporation, USA) aufgetragen werden und kann dann die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung darauf aufgetragen werden, wodurch eine Farbschicht ausgebildet wird, die in der Lage ist, die Festigkeit des gehärteten Glases zu verbessern.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung ein gehärtetes Glas mit einer Bruchfestigkeitsfunktion beim Zerbrechen des gehärteten Glases bereit. Das hergestellte bruchfeste gehärtete Glas kann aufweisen: eine Primerschicht, die auf einer Oberfläche des gehärteten Glases ausgebildet ist, und eine Beschichtungsschicht, die die Beschichtungszusammensetzung aufweist und auf der obigen Primerschicht ausgebildet ist.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Glases bereit, welches beim Zerbrechen des gehärteten Glases eine Bruchfestigkeitsfunktion hat. Vorzugsweise wird ein schwarzer oder transparenter Silanprimer auf eine Oberfläche des gehärteten Glases aufgetragen, wird die Beschichtungszusammensetzung aufgetragen und bei einer Temperatur von etwa 70 bis 90°C für etwa 20 bis 40 Minuten ausgehärtet, wobei eine Polyurethan-Beschichtungsschicht ausgebildet wird.
Wie oben erwähnt, kann die Primerschicht ein Silanprimer sein, der vorgesehen ist, um eine gute Befestigung an dem Glas zu erhalten. Die Primerschicht kann mit etwa 1 µm auf eine Oberfläche des gehärteten Glases aufgetragen werden und die Umgebung kann für etwa 5 Minuten auf Raumtemperatur gehalten werden, und die Beschichtungszusammensetzung mit der oben genannten Bruchfestigkeitsfunktion kann aufgetragen werden, wodurch die Festigkeit eines gehärteten Glases verbessert wird, wobei gleichzeitig der im Stand der Technik verwendete Keramikanteil weggelassen wird.
Die Polyurethan-Beschichtungsschicht, die durch Auftragen der Beschichtungszusammensetzung mit der Bruchfestigkeitsfunktion gebildet wird, kann eine durchschnittliche Dicke von etwa 50 bis 80 µm haben, wobei die Polyurethan-Beschichtungsschicht nur auf einen Abschnitt aufgetragen sein kann, wo die Primerschicht ausgebildet ist, oder auf eine Vorderfläche des gehärteten Glases aufgetragen sein kann, die die obige Primerschicht aufweist.
3A und 3B sind Querschnittsansichten, aus denen ein gehärtetes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist. Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, das gehärtete Glas mit zwei Konfigurationen bereitzustellen, die aus 3A und 3B ersichtlich sind.
Wie aus 3A ersichtlich, kann ferner eine transparente Vor-Primerschicht vorgesehen sein, wenn die schwarze Primerschicht mit einer Breite von etwa 10 bis 15 cm an einem äußeren Rand der gehärteten Schicht ausgebildet ist. Die transparente (Polyurethan-)Beschichtungsschicht kann auf die Vorderfläche des gehärteten Glases aufgetragen sein, die die Primerschicht aufweist.
Wie aus 3B ersichtlich, kann die schwarze (Polyurethan-)Beschichtungsschicht nur auf den Abschnitt aufgetragen sein, wo die Primerschicht ausgebildet ist, wenn die transparente Primerschicht mit einer Breite von etwa 10 bis 15 cm an einem äußeren Rand des gehärteten Glases ausgebildet ist.
Da bei dem obigen gehärteten Glas der keramische Anteil weggelassen wird und die Beschichtungszusammensetzung, die ein Polyurethanharz enthält, aufgetragen ist, kann eine Stoßabsorption verbessert sein, wodurch die Festigkeit verbessert ist. Diese Ergebnisse wurden durch Tests bestätigt, die an späterer Stelle beschrieben sind.
Die Beschichtungsschicht, die die Beschichtungszusammensetzung aufweist, kann entsprechend eine durchschnittliche Dicke von etwa 50 bis 80 µm haben. Wenn der schwarze oder transparente Silanprimer auf das Substrat (z.B. gehärtetes Glas) aufgetragen ist, kann die bruchfeste Glasbeschichtungszusammensetzung aufgetragen und bei einer Temperatur von etwa 70 bis 90°C für etwa 20 bis 40 Minuten ausgehärtet werden. Wenn die Dicke der Beschichtungsschicht weniger als etwa 50 µm beträgt, kann die Stoßfestigkeit verschlechtert sein, und wenn die Dicke der Beschichtungsschicht größer als etwa 80 µm ist, kann sich während der Ausbildung der Beschichtung ein überflüssiger winziger Beschichtungsklumpen an einem Endabschnitt des Materials ausbilden. Aus diesem Grund wird der obige Bereich bevorzugt.
Als ein maßgebliches Beispiel kann das hergestellte gehärtete Glas an dem Panoramadach eines Fahrzeugs verwendet werden. Im Vergleich zu herkömmlichem gehärtetem Glas ist das gehärtete Glas gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet, eine Festigkeit bereitzustellen, die im Durchschnitt um etwa 30 % verbessert ist, wodurch die Fahrzeuginsassen wirkungsvoll geschützt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend ausführlich zusammen mit den Ausführungsformen beschrieben. Die Ausführungsformen dienen lediglich der Veranschaulichung, und der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.
BEISPIEL
Herstellungsbeispiele 1–2 und Vergleichs-Herstellungsbeispiele 1–5: Herstellung einer bruchfesten Glasbeschichtungszusammensetzung

Die Hauptbestandteile wurden durch Mischen der Komponenten und Inhaltsstoffe gemäß Tabelle 1 hergestellt. Das Härtungsmittel war HI-100 (BASF, USA). Die Hauptbestandteile und das Härtungsmittel wurden mit einem Gewichtsverhältnis von 3:1 gemischt und das Verdünnungslösungsmittel wurde durch Mischen von Acetat und Keton hergestellt. Die Ford-Becher-Viskosität (FORD-BECHER #4, 25°C) betrug 20 Sekunden. Tabelle 1

Klassifizierung	Vergleichs-Herstellungsbeispiel 1	Vergleichs-Herstellungsbeispiel 2	Vergleichs-Herstellungsbeispiel 3	Vergleichs-Herstellungsbeispiel 4	Vergleichs-Herstellungsbeispiel 5	Herstellungsbeispiel 1	Herstellungsbeispiel 2
Caprolactonmodifiziertes Acrylharz ¹⁾	70	40	50	50	40	60	50
Acrylpolyol ²⁾	5	30	30	0	20	10	20
Polyurethanharz ³⁾	5	10	0	30	20	10	10
Reaktionskatalysator ⁴⁾	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Nass-Additiv ⁵⁾	1	1	1	1	1	1	1
Pigment ⁶⁾	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Lösungsmittel⁷⁾	16	16	16	16	16	16	16
Gesamtgehalt	100	100	100	100	100	100	100
1) 70 Gew.-% Feststoffgehalt, 8000~20000 massegemitteltes Molekulargewicht, 1~4% Hydroxygruppen-Gehalt (Noroobee Chemical Corporation) 2) 55 Gew.-% Feststoffgehalt, 12000~25000 massegemitteltes Molekulargewicht, 0,2~2% Hydroxygruppen-Gehalt, 70~80°C Glasübergangstemperatur (Noroobee Chemical Corporation) 3) 0,5~1,0 % Hydroxygruppenwert, 40000~43000 massegemitteltes Molekulargewicht, 70~80 Gew.-% Feststoffgehalt (Noroobee Chemical, Corporation) 4) Dibutylzinndilaurat, Produktname: D.B.T.D.L Firmenname: Dongil chemical corporation (Japan) 5) Produktname: BYK-306 Firmenname: BYK 6) HTP BLACK-Produkt, MIKUNI Corporation 7) Butylacetat, Methylisobutylketon

Vergleichsbeispiele 1–5 und Beispiele 1–2: Herstellung von gehärtetem Glas
Das gehärtete Glas mit einer Bruchfestigkeitsfunktion beim Brechen des gehärteten Glases wurde mittels der Polyurethanbeschichtungszusammensetzung hergestellt, die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 und den Beispielen 1 bis 2 hergestellt wurde.
Insbesondere wurde ein Silanprimer (BETASEAL^TM 43518, Dow Corporation, USA) mit etwa 1 µm auf eine Oberfläche des gehärteten Glases aufgetragen, welches eine Dicke von 2,6 bis 5 mm hatte, wobei die Umgebung für etwa 5 Minuten auf Raumtemperatur gehalten wurde, und die Beschichtungszusammensetzung, die das Polyurethanharz enthielt, die in den Beispielen 1–2 und den Vergleichsbeispielen 1–5 hergestellt wurde, wurde aufgetragen und etwa 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 80°C gehärtet, um eine Beschichtung auszubilden. Dementsprechend wurde das gehärtete Glas mit der in 4B gezeigten Konfiguration hergestellt.
Testbeispiel: Messungen der physikalischen Eigenschaften
Das gehärtete Glas, das in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 und den Beispielen 1 bis 2 hergestellt wurde, wurde den folgenden Messungen physikalischer Eigenschaften unterzogen, und die Ergebnisse der Messungen wurden in Tabelle 2 dargestellt.

(1) Messung der Bildklarheit: Die Bildklarheit wurde mittels der Wellenabtastungs-DOI der Firma BYK GARDNER gemessen. Hier wurden die CF-Werte bezüglich der folgenden Gesamtgrade verglichen: Glanz, Bildklarheit und Orangenschaleneffekt.
(2) Messung eines Klebrigkeitszustands der Beschichtung: Die PET-Folie wurde auf dem Beschichtungs-Prüfstück platziert und mit einem Gewicht von 300 g gepresst, und jegliches Vorhandensein eines Klebrigkeitszustandes (Markierung) wurde nach dem Entfernen der Folie geprüft. Die Evaluierung wurde mit 1 bis 5 Stärken durchgeführt, wobei 1 bedeutet, dass eine Markierung nicht verschwand und 5 bedeutet, dass keine Markierung vorhanden war.
(3) Messung eines elastischen Rückstellverhältnisses: Die Prüfung wurde gemäß der Norm ASTM D 412 durchgeführt. Insbesondere wurde ein Prüfstück des Dumbell-Typs hergestellt und ein 30,0 mm Prüfpunkt wurde auf dem Prüfstück des Typs ASTM D 412 D markiert (L₁), und der Dehnungszustand von 90% wurde für 10 Minuten aufrechterhalten; dann wurde die Einspannung entfernt und das Prüfstück wurde 10 Minuten lang auf einem flachen Ort abgelegt. Anschließend wurde der Abstand (L₀) zwischen den Messstrichen erneut gemessen und das elastische Rückstellverhältnis überprüft.
(4) Messung eines Dehnungsprozentsatzes (Bruchdehnung): Das Prüfstück Nr. 5 wurde gemäß der Norm ISO 527-1 hergestellt und die Bruchdehnung der Beschichtung wurde gemessen.
(5) Messung einer Wärmebeständigkeitseigenschaft: Das Prüfstück wurde 300 Stunden lang in der Kammer mit einer Prüftemperaturbedingung bei einer Temperatur von 90 ± 2°C gelassen, wurde anschließend wieder entnommen, und Prüfungen zur äußeren Begutachtung und anfänglichen Befestigung wurden durchgeführt.
(6) Messung der Witterungsbeständigkeit: Jegliche Veränderung des Äußeren wurde nach einem Abtasten von 2500 kJ/m² gemäß SAE J1960 überprüft.

Klassifizierung	Bildklarheit (CF-Wert)	Klebrigkeitszustand (1~5 Stufen)	Elastisches Rückstellverhältnis (%)	Bruchdehnung (%)	Wärmebeständigkeit	Wasserfestigkeit	Witterungsbeständigkeit
Zielwert	70	Kleiner oder gleich 2	Größer oder gleich 90%	Größer oder gleich 110%	gut	gut	gut
Vergleichsbeispiel 1	75	4	100%	130	N.G	N.G	N.G
Vergleichsbeispiel 2	55	1	60%	90	gut	gut	gut
Vergleichsbeispiel 3	60	2	70%	90	gut	gut	N.G
Vergleichsbeispiel 4	70	3	90%	100	gut	N.G	gut
Vergleichsbeispiel 5	60	1	80%	90	gut	gut	gut
Beispiel 1	70	2	100%	120	gut	gut	gut
Beispiel 2	70	2	95%	110	gut	gut	gut
*N.G: Messung war nicht möglich.

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, betraf das Vergleichsbeispiel 1 einen Fall, in dem das Caprolacton-modifizierte Acrylharz im Übermaß verwendet wurde. Das elastische Rückstellverhältnis und die Bruchdehnung waren gut. Es konnte bestätigt werden, dass, obgleich eine geringe Menge des Polyurethanharzes verwendet wurde, die Punkte in Bezug auf die Dehnbarkeit meist gut waren, wobei jedoch die Wärmebeständigkeit, die Wasserfestigkeit und die Witterungsbeständigkeit, die sich auf die Zuverlässigkeit der Beschichtung bezogen, stark verschlechtert waren. Das Vergleichsbeispiel 2 betraf einen Fall, in dem eine geringe Menge des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes verwendet wurde, wobei das Acrylpolyolharz im Übermaß verwendet wurde. In diesem Fall konnte bestätigt werden, dass die Witterungsbeständigkeit zufriedenstellend war, wohingegen die Punkte bezüglich der Dehnbarkeit deutlich verschlechtert waren.
Das Vergleichsbeispiel 3 betraf einen Fall, in dem das Polyurethanharz nicht verwendet wurde. Der Klebrigkeitszustand war gut, das elastische Rückstellverhältnis war jedoch verschlechtert und insbesondere die Witterungsbeständigkeit war verschlechtert. Das Vergleichsbeispiel 4 betraf einen Fall, in dem das Acrylpolyol nicht verwendet wurde, das Polyurethanharz dagegen in großer Menge verwendet wurde. In diesem Fall konnten eine gute Bildklarheit und ein gutes elastisches Rückstellverhältnis bestätigt werden, wohingegen die Vernetzungsdichte verringert war. Dementsprechend war die Witterungsbeständigkeit schlecht und waren die Stufen der Klebrigkeitszustände erhöht.
Vergleichsbeispiel 5 betraf einen Fall, in dem eine geringe Menge des Caprolacton-modifzierten Acrylharzes verwendet wurde, der Gehalt an Acrylpolyol und Polyurethanharz jedoch erhöht war. Die Wärmebeständigkeit, die Wasserfestigkeit und die Witterungsbeständigkeit waren zufriedenstellend, der Klebrigkeitszustand war gut, aber der Gehalt an Caprolacton-modifiziertem Acrylharz, von dem bekannt war, dass er die Dehnbarkeit am meisten beeinflusste, war verringert, so dass das elastische Rückstellverhältnis und die Bildklarheit verschlechtert waren.
Gemäß den Beispielen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung wurden der Gehalt an Caprolacton-modifiziertem Acrylharz, Acrylpolyol und Polyurethanharz optimal verwendet. Es konnte bestätigt werden, dass die Bildklarheit, die die Punkte in Bezug auf das Äußere betraf, gut war, und dass das elastische Rückstellverhältnis und die Bruchdehnung, die die Punkte in Bezug auf die Elastizität betrafen, erhöht waren, wobei der Klebrigkeitszustand minimiert war und die Wärmebeständigkeit, die Wasserfestigkeit und die Witterungsbeständigkeit, die die Lebensdauer der Beschichtung betrafen, zufriedenstellend waren.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit in der Lage, die Festigkeit des gehärteten Glases zu verbessern. Dementsprechend kann die Beschichtungszusammensetzung eine verbesserte Stoßfestigkeit und Zuverlässigkeit bereitstellen, die auf dem Gebiet der Glaskomponenten eines Kraftfahrzeuges erforderlich sind, so dass Fahrzeuginsassen sicher vor dem Zersplittern von Glas geschützt werden können, wenn das Glas zerbricht.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen derselben im Einzelnen beschrieben. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne dabei von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung abzuweichen, wobei der Umfang der Erfindung durch die hier angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm ASTM D 412 [0087]
ASTM D 412 D [0087]
Norm ISO 527-1 [0087]
SAE J1960 [0087]

Claims

Eine Beschichtungszusammensetzung, aufweisend: (a) eine Menge von etwa 50 bis 60 Gew.-% eines Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, (b) eine Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Acrylpolyols, (c) eine Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Polyurethanharzes, (d) eine Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Reaktionskatalysators, (e) eine Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Nass-Additivs, (f) eine Menge von etwa 1,0 bis 1,5 Gew.-% eines Pigments, und (g) eine Menge von etwa 5 bis 20 Gew.-% eines Lösungsmittels, wobei sämtliche Gew.-% auf dem Gesamtgewicht der Komponenten (a) bis (g) basieren, und wobei die Beschichtungszusammensetzung ferner ein Hexamethylendiisocyanat-Trimer-Harz als Härtungsmittel aufweist.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei (a) das Caprolacton-modifizierte Acrylharz einen Feststoffgehalt von etwa 70 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes hat und ein massegemitteltes Molekulargewicht des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes etwa 8000 bis 20000 beträgt und ein Hydroxygruppen-Gehalt etwa 1 bis 4 % beträgt.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei (b) das Acrylpolyol einen Feststoffgehalt von etwa 55 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Acrylpolyols hat, ein massegemitteltes Molekulargewicht des Acrylpolyols etwa 12000 bis 25000 beträgt, ein Hydroxygruppen-Gehalt etwa 0,2 bis 2 % beträgt und eine Glasübergangstemperatur des Acrylpolyols etwa 70 bis 80°C beträgt.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei (c) das Polyurethanharz einen Hydroxygruppen-Gehalt von etwa 0,5 bis 1,0 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Polyurethanharzes hat, ein massegemitteltes Molekulargewicht des Polyurethanharzes etwa 40000 bis 43000 beträgt und das Polyurethanharz einen Feststoffgehalt von etwa 70 bis 80 % hat.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei (d) der Reaktionskatalysator Dibutylzinndilaurat ist.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Mischgewichtsverhältnis zwischen dem Gesamtgewicht (a) des Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, (b) des Acrylpolyols, (c) des Polyurethanharzes, (d) des Reaktionskatalysators, (e) des Nass-Additivs, (f) des Pigments und (g) des Lösungsmittels zu dem Härtungsmittel etwa 2 bis 4:1 beträgt.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Ford-Becher-Viskosität (FORD BECHER #4, 25°C) der Beschichtungszusammensetzung etwa 18 bis 20 Sekunden beträgt.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Beschichtungszusammensetzung transparent ist.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Beschichtungszusammensetzung opak ist.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die im Wesentlichen aus folgendem besteht: (a) einer Menge von etwa 50 bis 60 Gew.-% eines Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, (b) einer Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Acrylpolyols, (c) einer Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Polyurethanharzes, (d) einer Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Reaktionskatalysators, (e) einer Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Nass-Additivs, (f) einer Menge von etwa 1,0 bis 1,5 Gew.-% eines Pigments, und (g) einer Menge von etwa 5 bis 20 Gew.-% eines Lösungsmittels, wobei sämtliche Gew.-% auf dem Gesamtgewicht der Komponenten (a) bis (g) basieren, und wobei die Beschichtungszusammensetzung ferner ein Hexamethylendiisocyanat-Trimer-Harz als Härtungsmittel aufweist.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bestehend aus: (a) einer Menge von etwa 50 bis 60 Gew.-% eines Caprolacton-modifizierten Acrylharzes, (b) einer Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Acrylpolyols, (c) einer Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% eines Polyurethanharzes, (d) einer Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Reaktionskatalysators, (e) einer Menge von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% eines Nass-Additivs, (f) einer Menge von etwa 1,0 bis 1,5 Gew.-% eines Pigments, und (g) einer Menge von etwa 5 bis 20 Gew.-% eines Lösungsmittels, wobei sämtliche Gew.-% auf dem Gesamtgewicht der Komponenten (a) bis (g) basieren, und wobei die Beschichtungszusammensetzung ferner ein Hexamethylendiisocyanat-Trimer-Harz als Härtungsmittel aufweist.
Ein gehärtetes Glas, aufweisend: ein gehärtetes Glas, eine Primerschicht, die auf einer Oberfläche des gehärteten Glases ausgebildet ist, und eine Beschichtungsschicht gemäß Anspruch 1, die auf die Primerschicht aufgetragen ist.
Das gehärtete Glas gemäß Anspruch 12, wobei die Primerschicht durch Auftragen eines Silanprimers ausgebildet ist.
Das gehärtete Glas gemäß einem der Ansprüche 12 und 13, wobei eine Vor-Primerschicht zwischen dem gehärteten Glas und der Primerschicht ausgebildet ist und die Vor-Primerschicht eine mit einem Silanprimer ausgebildete transparente Schicht ist.
Das gehärtete Glas gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Primerschicht mit einer Breite von etwa 5 bis 15 cm an einem Außenrand des gehärteten Glases ausgebildet ist.
Das gehärtete Glas gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Beschichtungsschicht eine durchschnittliche Dicke von etwa 50 bis 80 µm hat und die Beschichtungsschicht auf einen Abschnitt aufgetragen ist, wo die Primerschicht ausgebildet ist, oder auf eine Vorderfläche des gehärteten Glases aufgetragen ist, die die Primerschicht enthält.
Ein Verfahren zum Herstellen von gehärtetem Glas, aufweisend: Auftragen eines Primers auf eine Oberfläche eines gehärteten Glases, um eine Primerschicht auszubilden, Auftragen einer Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1 auf die Primerschicht und Härten der Beschichtungszusammensetzung bei einer Temperatur von etwa 70 bis 90°C für etwa 20 bis 40 Minuten.
Ein Fahrzeug-Panoramadach, welches ein gehärtetes Glas gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16 aufweist.
Ein Fahrzeug, welches eine Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.