DE19917965A1 - Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie - Google Patents
Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folieInfo
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Abstract
Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie aus mindestens einer Substratschicht und einer Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einer strahlungshärtbaren Masse mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb 40 DEG C besteht.
Description
Die Erfindung betrifft eine strahlungshärtbare Verbundschicht
platte oder -folie aus mindestens einer Substratschicht und einer
Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus
einer strahlungshärtbaren Masse mit einer Glasübergangstemperatur
oberhalb 40°C besteht.
Desweiteren betrifft die Anmeldung ein Verfahren zur Herstellung
der strahlungshärtbaren Verbundschichtplatten oder -folie sowie
ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, welche mit dieser
Platte oder Folie beschichtet sind.
Aus DE-A-196 28 966 und DE-A-196 54 918 sind Lackfolien bekannt,
wobei der Lack eine Glasübergangstemperatur unter 40°C aufweist.
Die Härtung muß in zwei Schritten erfolgen. Vor dem Aufkleben der
Folie auf Substrate erfolgt eine Teilhärtung, danach die Endhär
tung.
Aus EP-A-361 351 ist ebenfalls eine Lackfolie bekannt. Hier er
folgt die Strahlungshärtung der Folie vor dem Aufbringen der
Folie auf die zu beschichtenden Formteile.
In DE-A-196 51 350 (O.Z. 47587) werden Verbundschichtplatten und
-folien beschrieben, die aus thermoplastischen Materialien beste
hen und keine strahlungshärtbare Beschichtung aufweisen.
Nachteilig bei den bisher bekannten strahlungshärtbaren Lackfo
lien ist, daß die Strahlenhärtung oft in mehreren Schritten er
folgen muß, wie in DE-A-196 28 966 beschrieben ist. Bei einer
vollständigen Strahlungshärtung der Folie vor dem Beschichtungs
vorgang wird die Folie oft spröde und schwer verformbar, was
nachteilig für die weitere Verarbeitung der Folie ist.
Mit bisher bekannten strahlungshärtbaren Folien haben die be
schichteten Formteile oft eine mangelnde Kratzfestigkeit und eine
mangelnde Elastizität bei mechanischen Einwirkungen. Aufgabe der
vorliegenden Erfindung waren daher strahlungshärtbare Verbund
schichtplatten oder -folien, welche sich leicht verarbeiten und
mit möglichst einfachen Verfahren zur Beschichtung von Formteilen
verwenden lassen. Die beschichteten Formteile sollen gute mecha
nische Eigenschaften, gute Beständigkeiten gegen äußere Ein
flüsse, z. B. eine gute Witterungsbeständigkeit aufweisen und ins
besondere gegen mechanische Einwirkungen stabil sein, wie z. B.
eine gute Kratzfestigkeit haben und eine hohe Elastizität auf
weisen.
Demgemäß wurden die eingangs definierte strahlungshärtbare Ver
bundschichtplatte oder -folie, im nachfolgenden kurz Folie ge
nannt, gefunden. Gefunden wurden auch Verfahren zur Beschichtung
von Formteilen mit der Folie und die beschichteten Formteile.
Die Folie besteht zwingend aus einer Substratschicht und einer
Deckschicht, die auf die Substratschicht direkt oder, falls wei
tere Zwischenschichten vorhanden sind, indirekt aufgebracht ist.
Die Deckschicht ist strahlungshärtbar. Als Deckschicht findet da
her eine strahlungshärtbare Masse Verwendung, die radikalisch
oder ionisch härtbare Gruppen (kurz härtbare Gruppen) enthält.
Bevorzugt sind radikalisch härtbare Gruppen.
Bevorzugt ist die strahlungshärtbare Masse transparent. Auch nach
erfolgter Härtung ist die Deckschicht bevorzugt transparent d. h.
es handelt sich um eine Klarlackschicht.
Wesentlicher Bestandteil der strahlungshärtbaren Massen ist das
Bindemittel, welches durch Filmbildung die Deckschicht ausbildet.
Vorzugsweise enthält die strahlungshärtbare Masse ein Bindemittel
ausgewählt aus
- a) Polymere mit ethylenisch ungesättigten Gruppen
- b) Mischungen von i) mit ethylenisch ungesättigten, nieder molekularen Verbindungen
- c) Mischungen von gesättigten thermoplastischen Polymeren mit ethylenisch ungesättigten Verbindungen
Als Polymere geeignet sind z. B. Polymere von ethylenisch
ungesättigten Verbindungen, aber auch Polyester, Polyether, Poly
carbonate, Polyepoxide oder Polyurethane.
In Betracht kommen ungesättigte Polyesterharze, welche im wesent
lichen aus Polyolen, insbesondere Diolen, und Polycarbonsäure,
insbesondere Dicarbonsäure, bestehen, wobei eine der Vereste
rungskomponenten eine copolymerisierbare, ethylenisch unge
sättigte Gruppe enthält. Z. B. handelt es sich dabei um Malein
säure, Fumarsäure oder Maleinsäureanhydrid.
Bevorzugt sind Polymere von ethylenisch ungesättigten
Verbindungen, wie sie insbesondere durch radikalische Polymeri
sation erhalten werden.
Bei den radikalisch polymerisierten Polymeren handelt es sich ins
besondere um Polymere, die zu mehr als 40 Gew.-%, besonders
bevorzugt zu mehr als 60 Gew.-% aus Acrylmonomeren, insbesondere
C1-C8-, bevorzugt C1-C4-Alkyl(meth)acrylaten aufgebaut sind. Als
ethylenisch ungesättigte Gruppen enthalten die Polymeren ins
besondere (Meth)acrylgruppen. Diese können z. B. durch Umsetzung
von (Meth)acrylsäure mit Epoxidgruppen im Polymer (z. B. durch
Mitverwendung von Glycidyl(meth)acrylat als Comonomer) an das Po
lymer gebunden sein.
Bevorzugt sind ebenfalls Polyurethane. Diese enthalten bevorzugt
als ungesättigte Gruppen ebenfalls (Meth)acrylgruppen, die z. B.
durch Umsetzung von Hydroxyalkyl(meth)acrylaten mit Isocyanat
gruppen an das Polyurethan gebunden sind.
Die Polymere i) als solche sind thermoplastisch verarbeitbar.
Die ungesättigten Polymere i) können auch in Mischungen mit
ethylenisch ungesättigten, niedermolekularen Verbindungen
verwendet werden.
Als niedermolekulare Verbindungen werden in diesem Zusammenhang
Verbindungen mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht unter
2000 g/mol verstanden (bestimmt durch Gelpermeationschromato
graphie mit Polystyrol als Standard).
In Betracht kommen z. B. radikalisch polymerisierbare Verbindungen
mit nur einer ethylenisch ungesättigten, copolymerisierbaren
Gruppe.
Genannt seien z. B. C1-C20-Alkyl(meth)acrylate, Vinylaromaten mit
bis zu 20 C-Atomen, Vinylester von bis zu 20 C-Atomen ent
haltenden Carbonsäuren, ethylenisch ungesättigte Nitrile, Vinyl
ether von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen und aliphati
schen Kohlenwasserstoffen mit 2 bis 20, bevorzugt 2 bis 8 C-Ato
men und 1 oder 2 Doppelbindungen.
Als (Meth)acrylsäurealkylester bevorzugt sind solche mit einem
C1-C10-Alkylrest, wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, n-Butyl
acrylat, Ethylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.
Insbesondere sind auch Mischungen der (Meth)acrylsäurealkylester
geeignet.
Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 20 C-Atomen sind z. B.
Vinyllaurat, -stearat, Vinylpropionat und Vinylacetat.
Als vinylaromatische Verbindungen kommen z. B. Vinyltoluol,
α-Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol und vorzugsweise
Styrol in Betracht.
Beispiele für Nitrile sind Acrylnitril und Methacrylnitril.
Geeignete Vinylether sind z. B. Vinylmethylether, Vinylisobutyl
ether, Vinylhexyl- und -octylether.
Als nicht aromatische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 20, bevorzugt
2 bis 8 C-Atomen und eine oder zwei olefinischen Doppelbindungen
seien Butadien, Isopren, sowie Ethylen, Propylen und Isobutylen
genannt.
In Betracht kommen bevorzugt, radikalisch polymerisierbare
Verbindungen mit mehreren ethylenisch ungesättigten Gruppen.
Insbesondere handelt es sich hierbei um (Meth)acrylatverbindun
gen, bevorzugt sind jeweils die Acrylatverbindungen, d. h. die
Derivate der Acrylsäure.
Bevorzugte (Meth)acrylat-Verbindungen enthalten 2 bis 20, bevor
zugt 2 bis 10 und ganz besonders bevorzugt 2 bis 6 copoly
merisierbare, ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen.
Als (Meth)acrylatverbindungen genannt seien (Meth)acrylsäureester
und insbesondere Acrylsäureester von mehrfunktionellen Alkoholen,
insbesondere solchen, die neben den Hydroxylgruppen keine
weiteren funktionellen Gruppen oder allenfalls Ethergruppen ent
halten. Beispiele solcher Alkohole sind z. B. bifunktionelle Alko
hole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, und deren höher
kondensierte Vertreter, z. B. wie Diethylenglykol, Triethylen
glykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol etc., Butandiol,
Pentandiol, Hexandiol, Neopentylglykol, alkoxylierte phenolische
Verbindungen, wie ethoxylierte bzw. propoxylierte Bisphenole,
Cyclohexandimethanol, trifunktionelle und höherfunktionelle
Alkohole, wie Glycerin, Trimethylolpropan, Butantriol, Tri
methylolethan, Pentaerythrit, Ditrimethylolpropan, Dipenta
erythrit, Sorbit, Mannit und die entsprechenden alkoxylierten,
insbesondere ethoxy- und propoxylierte Alkohole.
Die Alkoxylierungsprodukte sind in bekannter Weise durch
Umsetzung der vorstehenden Alkohole mit Alkylenoxiden,
insbesondere Ethylen- oder Propylenoxid, erhältlich. Vorzugsweise
beträgt der Alkoxylierungsgrad je Hydroxylgruppe 0 bis 10, d. h.
1 mol Hydroxylgruppe kann vorzugsweise mit bis zu 10 mol Alkylen
oxiden alkoxyliert sein.
Als (Meth)acrylatverbindungen seien weiterhin Poly
ester(meth)acrylate genannt, wobei es sich um die (Meth)Acryl
säureester von Polyesterolen handelt.
Als Polyesterole kommen z. B. solche in Betracht, wie sie durch
Veresterung von Polycarbonsäuren, vorzugsweise Dicarbonsäuren,
mit Polyolen, vorzugsweise Diolen, hergestellt werden können.
Die Ausgangsstoffe für solche hydroxylgruppenhaltige Polyester
sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugt können als Dicarbonsäuren
Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, o-Phthal
säure, deren Isomere und Hydrierungsprodukte sowie veresterbare
Derivate, wie Anhydride oder Dialkylester der genannten Säuren
eingesetzt werden. Als Polyole kommen die oben genannten
Alkohole, vorzugsweise Ethylenglykol, Propylenglykol-1,2 und
-1,3, Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6, Neopentylglykol, Cyclohexan
dimethanol sowie Polyglykole vom Typ des Ethylenglykols und
Propylenglykols in Betracht.
Polyester(meth)acrylate können in mehreren Stufen oder auch
einstufig, wie z. B. in EP 279 303 beschrieben, aus Acrylsäure,
Polycarbonsäure, Polyol hergestellt werden.
Als gesättigte thermoplastische Polymere geeignet sind z. B. Poly
methylmethacrylat, Polystyrol, schlagfestes Polymethylmeth
acrylat, schlagfestes Polystyrol, Polycarbonat, Polyurethane.
Die Strahlenhärtbarkeit wird durch den Zusatz einer ethylenisch
ungesättigten, strahlenhärtbaren Verbindung gewährleistet. Es
kann sich dabei um eine der unter i) und/oder ii) aufgeführten
Verbindungen handeln.
Wesentliches Merkmal des Bindemittels i) bis iii) ist, daß die
Glasübergangstemperatur (Tg) des Bindemittels oberhalb 40°C,
vorzugsweise oberhalb 50°C, besonders bevorzugt oberhalb 60°C
liegt. Im allgemeinen überschreitet die Tg nicht einen Wert von
130°C. (Die Angaben beziehen sich auf das Bindemittel vor der
Strahlungshärtung.)
Die Glasübergangstemperatur Tg des Bindemittels läßt sich mit der
DSC-Methode (Differential Scanning Calorimetry) gemäß ASTM
3418/82 bestimmen.
Bevorzugt beträgt die Menge der härtbaren d. h. ethylenisch
ungesättigten Gruppen 0,001 bis 0,2 Mol, besonders bevorzugt
0,005 bis 0,15 Mol, ganz besonders bevorzugt 0,01 bis 0,1 Mol pro
100 g des Bindemittels (fest), d. h. ohne Wasser oder sonstige
Lösemittel).
Bevorzugt hat das Bindemittel eine Viskosität von 0,02 bis 100
Pas bei 140°C (bestimmt im Rotationsviskosimeter)
Die strahlungshärtbaren Massen können weitere Bestandteile
enthalten. Genannt seien insbesondere Photoinitiatoren, Verlaufs
mittel und Stabilisatoren. Bei Anwendungen im Außenbereich, d. h.
für Beschichtungen, welche dem Tageslicht direkt ausgesetzt sind,
enthalten die Massen insbesondere UV-Absorber und Radikalfänger.
UV-Absorber wandeln UV-Strahlung in Wärmeenergie um. Bekannte
UV-Absorber sind Hydroxybenzophenone, Benzotriazole, Zimtsäure
ester und Oxalanilide.
Radikalfänger binden intermedär gebildete Radikale. Bedeutende
Radikalfänger sind sterisch gehinderte Amine, welche als HALS
(Hindered Amine Light Stabilizers) bekannt sind.
Für Außenanwendungen beträgt der Gehalt an UV-Absorbern und
Radikalfängern insgesamt vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-Teile,
besonders bevorzugt 0,5 bis 4 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-
Teile der strahlungshärtbaren Verbindungen.
Im übrigen kann die strahlungshärtbare Masse neben strahlungs
härtbaren Verbindungen auch noch Verbindungen enthalten, die
durch andere chemische Reaktionen zur Härtung beitragen. In
Betracht kommen z. B. Polyisocyanate, welche mit Hydroxyl- oder
Amingruppen vernetzen.
Die strahlungshärtbare Masse kann wasser- und lösemittelfrei, als
Lösung oder als Dispersion vorliegen.
Bevorzugt sind wasser- und lösungsmittelfreie strahlungshärtbare
Massen oder wäßrige Lösungen oder wäßrige Dispersionen.
Besonders bevorzugt sind wasser- und lösungsmittelfreie,
strahlungshärtbare Massen.
Die strahlungshärtbare Masse ist thermoplastisch verformbar und
insbesondere extrudierbar.
Die vorstehenden strahlungshärtbaren Massen bilden die Deck
schicht. Die Schichtdicke (nach Trocknung und Härtung) beträgt
bevorzugt 10 bis 100 µm.
Die Substratschicht dient als Träger und soll eine dauerhaft hohe
Zähigkeit des Gesamtverbundes gewährleisten.
Die Substratschicht besteht vorzugsweise aus einem
thermoplastischen Polymer, insbesondere Polymethylmethacrylate,
Polybutylmethacrylate, Polyurethane, Polyethylenterephthalate,
Polybutylenterephthalate, Polyvinylidenfluride, Polyvinylchlo
ride, Polyester, Polyolefine, Polyamide, Polycarbonate (PC),
Acrylnitrilbutadienstyrolpolymere (ABS), Acrylstryolacrylnitril
copolymere (ASA), Acrylnitrilethylenpropylendienstryolcopolymere
(A-EPDM), Polyetherimide, Polyetherketone, Polyphenylensulfide,
Polyphenylenether oder deren Mischungen.
Bevorzugt ist ASA, insbesondere gemäß DE 196 51 350 und der Blend
ASA/PC. Bevorzugt ist ebenfalls Polymethylmethacrylat (PMMA) oder
schlagzähmodifiziertes PMMA.
Die Schichtdicke beträgt vorzugsweise 50 µm bis zu 5 mm. Besonders
bevorzugt, vor allem, wenn die Substratschicht hinterspritzt
wird, ist 100 bis 1000 µm, insbesondere 100 bis 500 µm.
Das Polymer der Substratschicht kann Additive enthalten. Ins
besondere kommen Füllstoffe oder Fasern in Betracht. Die Sub
stratschicht kann auch eingefärbt sein und so gleichzeitig als
farbgebende Schicht dienen.
Die Folie kann neben der Deckschicht und der Substratschicht wei
tere Schichten enthalten.
In Betracht kommen z. B. farbgebende Zwischenschichten oder weiter
Schichten aus thermoplastischem Material (thermoplastische Zwi
schenschichten), welche die Folie verstärken oder als Trenn
schichten dienen.
Thermoplastische Zwischenschichten können aus den oben unter Sub
stratschicht aufgeführten Polymeren bestehen.
Bevorzugt ist insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA), vorzugs
weise schlagzähmodifiziertes PMMA. Genannt sei auch Polyurethan.
Farbgebende Schichten können ebenfalls aus den genannten Polyme
ren bestehen.
Sie enthalten Farbstoffe oder Pigmente, welche in der Polymer
schicht verteilt sind.
Eine bevorzugte Folie hat z. B. folgenden Schichtaufbau, wobei die
alphabetische Reihenfolge der räumlichen Anordnung entspricht:
- A) Deckschicht
- B) thermoplastische Zwischenschicht (optional)
- C) farbgebende Zwischenschicht (optional)
- D) Substratschicht
- E) Klebstoffschicht (optional)
Auf der rückwertigen Seite (kurz Rückseite) der Substratschicht
(d. h. der dem zu beschichtenden Objekt zugewandten Seite) kann
eine Klebstoffschicht aufgebraucht sein, falls die Folie auf das
Substrat geklebt werden soll.
Auf der transparenten Deckschicht kann eine Schutzschicht, z. B.
eine Abziehfolie, die ein unbeabsichtigtes Aushärten verhindert,
aufgebracht sein. Die Dicke kann z. B. 50 bis 100 µm betragen. Die
Schutzschicht kann z. B. aus Polyethylen oder Polytherephthalat
bestehen. Vor der Bestrahlung kann die Schutzschicht entfernt
werden.
Die Bestrahlung kann aber auch durch die Schutzschicht erfolgen,
dazu muß die Schutzschicht im Wellenlängenbereich der Bestrahlung
transparent sein.
Die Gesamtdicke der Folie beträgt vorzugsweise 50 bis 1000 µm.
Die Herstellung eines Verbundes aus den Schichten B) bis D) kann
z. B. durch Coextrusion aller oder einiger der Schichten erfolgen.
Zur Coextrusion werden die einzelnen Komponenten in Extrudern
fließfähig gemacht und über spezielle Vorrichtungen so miteinan
der in Kontakt gebracht, daß die Folien mit der vorstehend be
schriebenen Schichtfolge resultieren. Beispielsweise können die
Komponenten durch eine Breitschlitzdüse coextrudiert werden. Die
ses Verfahren ist in der EP-A2-0 225 500 erläutert. In Ergänzung
zu den dort beschriebenen Verfahren kann auch die sogenannte
Adapter-Coextrusion eingesetzt werden.
Der Verbund kann nach üblichen Verfahren, z. B. durch Coextrusion,
wie vorstehend beschrieben, oder durch Kaschierung der Schichten,
z. B. in einem beheizbaren Spalt, hergestellt werden. Zunächst
kann so ein Verbund aus den Schichten mit Ausnahme der Deck
schicht hergestellt und danach die Deckschicht nach üblichen Ver
fahren aufgebracht werden.
Die strahlungshärtbare Masse kann in einfacher Weise z. B. durch
Gießen, Rollen, Rakeln, Spritzen etc. auf die Substratschicht
bzw. den Verbund aufgetragen werden und gegebenenfalls getrocknet
werden.
Bevorzugt wird die strahlungshärtbare Masse, d. h. die Deckschicht
extrudiert. Gegebenenfalls kann die strahlungshärtbare Masse auch
mit einer weiteren oder mehreren weiteren Schichten coextrudiert
werden.
Bei der Extrusion (eingeschlossen Coextrusion) der strahlungs
härtbaren Massen kann die Herstellung der strahlungshärtbaren
Masse durch Mischen der Bestandteile und die Herstellung der
Deckschicht in einem Arbeitsgang erfolgen.
Dazu können thermoplastische Bestandteile, z. B. ungesättigte
Polymere i) der gesättigte Polymere unter iii) (siehe oben) im
Extruder zunächst aufgeschmolzen werden. Die notwendige Schmelz
temperatur hängt vom jeweiligen Polymeren ab. Vorzugsweise nach
dem Aufschmelzvorgang können die weiteren Bestandteile, ins
besondere strahlungshärtbare, niedermolekulare Verbindungen ii)
(siehe oben) zudosiert werden. Die Verbindungen wirken als Weich
macher, so daß sich die Temperatur, bei der die Masse als
Schmelze vorliegt, absenkt. Die Temperatur bei Zugabe der
strahlungshärtbaren Verbindung muß insbesondere unter einer soge
nannten kritischen Temperatur liegen, bei der eine thermische
Härtung der strahlungshärtbaren Verbindung erfolgt.
Die kritische Temperatur läßt sich leicht durch eine kalorimetri
sche Messung, d. h. der Wärmeaufnahme mit steigender Temperatur
entsprechend der oben beschriebenen Bestimmung der Glasübergangs
temperatur ermitteln.
Die strahlungshärtbare Masse wird dann direkt als Deckschicht auf
den vorhandenen Verbund oder, im Falle der Coextrusion, mit
Schichten des Verbundes extrudiert. Durch die Extrusion wird die
Verbundschichtplatte oder -folie unmittelbar erhalten.
Die Deckschicht ist blockfest, d. h. klebt nicht, und ist strah
lenvernetzbar. Die Verbundplatte oder -folie ist thermoelastisch
verformbar. Falls gewünscht kann direkt nach der Herstellung der
Verbundplatte oder -folie eine Schutzschicht (Schutzfolie) auf
die Deckschicht abgelegt werden.
Die Verbundschichtplatte oder -folie hat einen hohen Glanz und
gute mechanische Eigenschaften. Rißbildung ist kaum zu beobach
ten.
Die Dehnungsfähigkeit der Verbundschichtplatte oder -folie be
trägt vorzugsweise mindestens 100%, bezogen auf den nicht ge
dehnten Zustand (bei 140°C, einer Dicke von 30 µm).
Die Folie kann ohne Teilhärtung (wie in DE-A-196 28 966 beschrie
ben ist) bis zur späteren Anwendung gelagert werden.
Eine Verklebung oder Verschlechterung der anwendungstechnischen
Eigenschaften bis zur späteren Anwendung ist nicht oder kaum zu
beobachten.
Die Folie wird bevorzugt als Beschichtungsmittel verwendet.
Vorzugsweise erfolgt dabei zunächst die Beschichtung der
Substrate und danach die Härtung der Deckschicht durch Strahlung.
Die Beschichtung kann durch Aufkleben der Folie auf die Substrate
erfolgen. Die Folie ist dazu auf der Rückseite der Substrat
schicht vorzugsweise mit der Klebstoffschicht E versehen. Als
Substrate eignen sich solche aus Holz, Kunststoff, Metall.
Die Beschichtung kann auch durch Hinterspritzen der Folie erfol
gen. Dazu wird die Folie vorzugsweise in einem Tiefziehwerkzeug
tiefgezogen und die Rückseite der Substratschicht mit Kunststoff
masse hinterspritzt. Bei der Kunststoffmasse handelt es sich z. B.
um Polymere, welche oben bei der Beschreibung der Substratschicht
aufgeführt wurden oder z. B. um Polyurethan, insbesondere Poly
urethanschaum. Die Polymeren können Additive, insbesondere z. B.
Fasern, wie Glasfasern oder Füllstoffe enthalten.
Die Strahlungshärtung der Deckschicht erfolgt dabei vorzugsweise
nach dem Tiefziehvorgang und besonders bevorzugt nach dem Hinter
spritzten der Folie.
Die Strahlungshärtung erfolgt mit energiereichem Licht, z. B. UV-
Licht oder Elektronenstrahlen. Die Strahlungshärtung kann bei hö
heren Temperaturen erfolgen. Bevorzugt ist dabei eine Temperatur
oberhalb der Tg des strahlungshärtbaren Bindemittels.
Soweit auch Vernetzer enthalten sind, die eine zusätzliche ther
mische Vernetzung bewirken, z. B. Isocyanate, kann z. B. gleichzei
tig oder auch nach der Strahlungshärtung die thermische Vernet
zung durch Temperaturerhöhung auf bis zu 150°C, vorzugsweise bis
zu 130°C durchgeführt werden.
Die Folien können zur Beschichtung von Formkörpern verwendet wer
den. Dabei sind beliebige Formkörper zugänglich. Besonders bevor
zugt werden die Folien zur Beschichtung von Formkörpern
verwendet, bei denen es auf sehr gute Oberflächeneigenschaften,
eine hohe Witterungsbeständigkeit sowie gute UV-Beständigkeit an
kommt. Die erhaltenen Oberflächen sind zudem sehr kratzfest und
haftfest, so daß eine Zerstörung der Oberflächen durch Zerkratzen
oder Ablösen der Oberflächen zuverlässig verhindert wird. Somit
sind Formkörper zur Verwendung im Außenbereich außerhalb von Ge
bäuden ein bevorzugtes Anwendungsgebiet. Insbesondere werden die
Folien zur Beschichtung von Kraftfahrzeugteilen eingesetzt, z. B.
kommen Kotflügel, Türverkleidungen, Stoßstangen, Spoiler, Schür
zen, wie auch Außenspiegel in Betracht.
426,2 g Isopropylidendicyclohexanol wurden in 566,3 g Hydroxy
ethylacrylat bei 60°C unter Rühren grob dispergiert. Zu dieser
Suspension wurden 1695,2 g eines Isocyanurats von Hexamethylen
diisocyanat, 1,34 g Hydrochinonmonomethylether, 2,69 g 1,6-di
tert-Butyl-para-Kresol und 0,134 g Phenothiazin gegeben. Nach der
Zugabe von 0,538 g Dibutylzinndilaurat erwärmt sich der Ansatz
innerhalb von 20 Minuten auf 93°C. Nach Abkühlung auf 75°C werden
300 g Aceton zudosiert. Nachdem der NCO-Wert auf 0,66% gefallen
war, wurde nochmals 370 g Aceton zugegeben, bevor 14,87 g Metha
nol zugetropft wurde. Danach wurde bei 60°C so lange gerührt bis
der NCO-Wert auf 0 gesunken war. Das Harz wurde mit einem geei
gneten Photoinitiator versetzt, auf eine Luran S 797 Hinter
spritzfolie aufgetragen und bei 100°C belichtet. Die Bleistif
thärte der Folien wurde bestimmt nach ASTM D 3363. Bleistifthärte
der lackierten Folie: 2H
Vergleich: Bleistifthärte der unbehandelten Hinterspritzfolie
(Luran S 797): B
Vergleich: Bleistifthärte der Hinterspritz-Schutzfolie
(Lucryl G 87): weicher als 6B
Zwei ungehärtete Acrylierte Polyacrylate mit unterschiedlichen Tg
Werten sowie das ungehärtete Urethanacrylat wurden auf eine Luran
S Trägerfolie aufgetragen und bei erhöhter Temperatur tiefgezo
gen. Nach dem Tiefziehen wurden die Folien bei 100°C belichtet.
Härte der Folien:
Urethanacrylat: 2H
Binderharz (Tg (vor Belichtung) = 46°C): 3H
Binderharz (Tg (vor Belichtung) = -6°C: H
Urethanacrylat: 2H
Binderharz (Tg (vor Belichtung) = 46°C): 3H
Binderharz (Tg (vor Belichtung) = -6°C: H
Zunächst wurde eine photoaktive Mischung durch Mischen fol
gender Bestandteile hergestellt:
In einem Extruder wurde das Polymethylmethacrylat (PMMA)
Lucryl® G 55 bei 190 bis 220°C aufgeschmolzen und die photo
aktive Mischung (ein Gewichtsteil der Mischung auf drei
Gewichtsteile Lucryl) in die Schmelze unterhalb 170°C do
siert. Die erhaltene Schmelze wurde als strahlungshärtbare
Folie extrudiert.
Die erhaltene Folie war blockfest (d. h. nicht klebend), die
erhaltene Verbundfolie verformbar und tiefziehfähig. Die Aus
härtung der strahlungshärtbaren Deckschicht erfolgte mit UV-
Licht. (120 W/cm, Bandgeschwindigkeit 2 bis 3 m/min).
Die photoaktive Mischung bestand aus:
In einem Extruder wurde das Polyurethan KU-1-8602 (Bayer) bei
180 bis 220°C aufgeschmolzen und die photoaktive Mischung
(ein Gewichtsteil auf drei Gewichtsteile Polyurethan) in die
Schmelze bei 160°C dosiert. Die erhaltene Schmelze wurde als
strahlungshärtbare Folie extrudiert.
Die erhaltene Deckschicht war blockfest, die erhaltene Folie
verformbar und tiefziehfähig.
Die Aushärtung der strahlungshärtbaren Deckschicht erfolgte
mit UV-Licht (120 W/cm, Bandgeschwindigkeit 2 bis 3 m/min).
Claims (13)
1. Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie aus min
destens einer Substratschicht und einer Deckschicht, dadurch
gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einer strahlungshärt
baren Masse besteht, die ein Bindemittel mit einer Glas
übergangstemperatur oberhalb 40°C enthält.
2. Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie gemäß An
spruch 1, wobei die Deckschicht transparent ist.
3. Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie gemäß An
spruch 1 oder 2, wobei sich zwischen der Substratschicht und
der Deckschicht noch eine farbgebende Zwischenschicht befin
det.
4. Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich zwischen der farb
gebenden Zwischenschicht und der Deckschicht noch eine
Schicht aus Polymethylmethacrylat befindet.
5. Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die strahlungshärtbare
Masse unvernetzt ist.
6. Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die strahlungshärtbare
Masse Polymere mit ethylenisch ungesättigen Gruppen, gegebe
nenfalls im Gemisch mit niedermolekularen, strahlungshärt
baren Verbindungen oder Mischungen von gesättigten,
thermoplastischen Polymeren mit ethylenisch ungesättigten
Verbindungen enthält.
7. Strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei es sich bei der Substrat
schicht um eine Schicht aus thermoplastischen Polymeren, ins
besondere Polymethylmethacrylate, Polybutylmethacrylate, Po
lyurethane, Polyethylenterephthalate, Polybutylen
terephthalate, Polyvinylidenfluride, Polyvinylchloride, Poly
ester, Polyolefine, Polyamide, Polycarbonate, Acrylnitrilbu
tadienstyrolpolymere (ABS), Acrylstryolacrylnitrilcopolymere
(ASA), Acrylnitrilethylenpropylendienstryolcopolymere (A-
EPDM), Polyetherimide, Polyetherketone, Polyphenylensulfide,
Polyphenylenether oder deren Mischungen handelt.
8. Verfahren zur Herstellung der strahlungshärtbaren Verbund
schichtplatte oder -folien gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungshärtbare Masse in
Form einer Schmelze, Lösung oder Dispersion aufgetragen wird
und die Beschichtung im Falle der Lösung oder Dispersion ge
trocknet wird.
9. Verfahren zur Herstellung der strahlungshärtbaren Verbund
schichtplatte oder -folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungshärtbare Masse
extrudiert wird.
10. Verfahren zur Herstellung der strahlungshärtbaren Verbund
schichtplatte und -folie gemäß Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die strahlungshärtbare Masse und mindestens
eine weitere Schicht coextrudiert werden.
11. Verfahren zur Herstellung von beschichteten Formteilen, ins
besondere Kraftfahrzeugteilen, dadurch gekennzeichnet, daß
die strahlungshärtbare Verbundschichtplatte oder -folie gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 7 auf die Formteile aufgeklebt wird
und danach die Deckschicht durch Strahlung gehärtet wird.
12. Verfahren zur Herstellung von beschichteten Formteilen aus
Kunststoff, insbesondere Kraftfahrzeugteilen, dadurch gekenn
zeichnet, daß die strahlungshärtbare Verbundschichtplatte
oder -folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Tief
ziehwerkzeug tiefgezogen und die Rückseite der Substrat
schicht mit der Kunststoffmasse hinterspritzt wird, wobei die
Strahlungshärtung der Deckschicht nach dem Tiefziehvorgang
oder nach dem Hinterspritzen erfolgt.
13. Beschichtete Formteile, erhältlich nach einem Verfahren gemäß
Anspruch 11 oder 12.
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