DE3009942A1 - Verfahren zum beschichten von substraten mit einem epoxybeschichtungsmaterial - Google Patents
Verfahren zum beschichten von substraten mit einem epoxybeschichtungsmaterialInfo
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Description
DR.-ING. H. FINCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER
-ί-
fotenlonwdll* Dr. Fincke ■ Bohr ■ Sfaeger · Müllerstr. 31 ■ 8000 München S
8OOO München 5. 14. März 198o
MOIIerslraSe 31
Fernruf: (089)'266060
Telegramme = Claims MOnchenJ Q Q 9 9 4
Tl 523903 li d
Telex: 523903 claim d
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American Can Company American Lane
Greenwich, Connecticut Ο683Ο USA
Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem
Epoxybeschichtungsraaterial
PRIORITÄT: 14. März 1979 - Nr. 20,515.- U.S.A.
030040/0689
Bonkvorbindung: Bayer. Vereinlbanlc München, Konto «20404 (BU 700 202 70)
Postscheckkonto: Manchen 27044-802 (BlZ 70010080) (nur PA Dipl.-Ing. S. Staeger)
-S-
Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem Epoxybeschichtungsmaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem Epoxybeschichtungsmaterial zur Schaffung
einer nicht-klebenden Oberfläche in relativ kurzer Zeitdauer.
Während einer Anzahl von Jahren war die Beschichtungsindustrie
mit wesentlichen Entwicklungsprogrammen befaßt, um Verfahren aufzufinden, die das Beschichten eines Substrats mit hoher
Produktionsleistung mit einer Schicht erlaubten, die mit einer angemessenen Geschwindigkeit mittels der naheliegenden
Behandlungsschritte zu einem nicht-klebenden Produkt gehärtet
werden konnte. Dabei war es von der Industrie angestrebt, flüchtige Lösungsmittel, die bei vielen bekannten Beschichtungsverfahren
erforderlich waren, wegen der möglichen Gefahren oder wegen der Kosten der Ausrüstung zur Handhabung der
entwickelten Lösungsmitteldämpfe auszuschließen. Zusätzlich suchte die Industrie nach Beschichtungszubereitungen, die
zu härtbaren Beschichtungen führen und die es gestatten, wesentliche zusätzliche Behandlungen an dem Werkstück vorzunehmen,
wie Metallverformungsmaßnahmen, wobei es sich bei dem Substrat um einen Metallstreifen, Behälterkörper, Rohstücke
oder Verschlußstücke handelt.
Von Epoxybeschichtungszubereitungen ist es seit langem bekannt, daß sie in der fertigen Beschichtung vorteilhafte
Eigenschaften hervorrufen, insbesondere die Eigenschaft, daß sie bei weiteren Behandlungen Beständigkeit zeigen. Es war
jedoch das Problem geblieben, eine billige Epoxybeschichtungszubereitung
zu entwickeln, die die angestrebten rheologischen Eigenschaften bei dem Auftragen der Schicht mit
sowohl brauchbarer Topfzeit und schnellem Härten auf dem Produktionsweg kombiniert.
In der US-PS 3 794 576 werden zweckmäßige Epoxyzubereitungen beschrieben, die die gewünschten rheologischen Eigenschaften
mit einer geeigneten Topfzeit sowie schnellem Härten kombinieren. Die Zubereitungen enthalten einen Lewis-Säure-Vorstufenkatalysator,
der sich bei der Bestrahlung mit UV-Licht zersetzt, um zu einem schnellen Härten der Schicht zu führen,
wobei sich eine nicht-klebende Bedingung einstellt. Um jedoch das gewünschte schnelle Härten zu erreichen, enthält darin
die Epoxyzubereitung mindestens etwa 15 Gewichtsprozent eines epoxidischen Esters mit 2 Epoxycycloalkylgruppen. Derartige
Ester erhöhen die Kosten der Zubereitung, wenn mit herkömmlichen Epoxidvorpolymerisatmaterialien verglichen wird,
wesentlich. In der genannten US-PS werden verschiedene andere Patentschriften und Publikationen genannt, in denen von verschiedenen
Katalysatorvorstufen für Epoxyzubereitungen berichtet wird, wonach die in der US-PS 3 794 576 besonders
beschriebenen Diazoniumkatalysatoren ersetzt werden können. Hierzu zählen Onium-Katalysatoren nach den US-PSen 4 090 936,
4 069 055 und 4 058 401. Dennoch ist nach billigeren Zubereitungen weiter gesucht worden, die schnell härten, d.h. nach
Zubereitungen, die nicht einmal kleine Mengen spezieller Bestandteile, wie epoxidische Ester nach der US-PS 3 794 576,
erfordern.
Obwohl es lange bekannt ist, daß Hitze die Reaktionsgeschwindigkeit
der Polymerisation mit anschließender Bestrahlung zum wirksamen Vervollständigen des Härtens beschleunigt,
im allgemeinen entsprechend der Arrhenius-Gleichung, ist es bereits seit langem vorgeschlagen worden, die Strahlungsbehandlung
stärker einzusetzen (vgl. z.B. die US-PS 3 794 576, Sp. 6, Z. 1-16). Von diesem Erhitzen war auch erkannt worden,
daß es andere Probleme in Form von Herstellungserfordernissen
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und möglichen· nachteiligen Effekten im Hinblick auf die Eigenschaften
des Polymerisats hervorruft, da Polymerisate niedrigen Molekulargewichts anfallen können. Einige Forscher haben
verschiedene Faktoren ermittelt und ausgewertet, die die Aushärtungsgeschwindigkeiten
bei derartig bestrahlten Epoxidzubereitungen beeinflussen und haben im wesentlichen erhöhte
Temperaturen vorgeschlagen, um die Aushärtungsgeschwindigkeit unter Vermeidung der Verdampfung des Monomers zu erhöhen
(vgl. Crivello et al "Triaryl Sulfonium Salts: A New Class of Phci .^initiators for Cationic Polymerization", Journal of
Radiation Curing, Vol. 5, S. 2, 10-11, Januar 1978).
Obwohl erhöhte Temperaturen von 1000C und mehr im Hinblick
auf die Beschleunigung der Reaktionsgeschwindigkeit vorteilhaft sind, so wurde dennoch gefunden, daß derartige Temperaturen
die Qualität der polymeren Beschichtung wesentlich beeinträchtigen, obwohl kein Monomer oder kein flüchtiger
Bestandteil während der Behandlung entfernt wird. Darüber hinaus wirft das Erhitzen der Beschichtung auf derartige
erhöhte Temperaturen und die Aufrechterhaltung derselben während eijver beachtlichen Zeitdauer wesentliche Herstellungsprobleme auf, wenn die Behandlung mit hoher Geschwindigkeit
durchgeführt wird.
Demzufolge ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Beschichten von Substraten vorzuschlagen, bei dem relativ
billige Epoxyvorpolymerisatzubereitungen verwendet werden können, die mittels Bestrahlen aktiviert werden und die
schnell unter Anwendung einer Hochgeschwindigkeitsproduktionseinrichtung eine nicht-klebende Oberfläche liefern.
Des weiteren bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens, das die Ausnutzung eines relativ billigen Epoxyvorpolymerisats
und eines weiten Bereiches von ultraviolettempfindlichen Katalysatorvorstufen ermöglicht.
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Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen,
das einer großen Anzahl von Hochgeschwindigkeitsproduktionsgängen angepaßt werden kann und keine aufwendige
oder teure Ausrüstung erfordert.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum
Beschichten von Substraten mit einem Epoxybeschichtungsmaterial zur Schaffung einer nicht-klebenden Oberfläche in
relativ kurzer Zeitdauer, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
A) eine flüssige Schicht einer polymerisierbaren Zusammensetzung auf das Substrat aufgebracht wird, die mindestens
ein epoxidisches Vorpolymerisatmaterial, das auf . ein höheres Molekulargewicht., bei dem es nicht klebt, polymerisierbar
ist, und bis zu 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die polymerisierbar Zusammensetzung einer strahlungsempfindlichen
Katalysatorvorstufe, die bei Bestrahlen mit elektromagnetischen Strahlen zur Schaffung einer zur
Initiierung der Polymerisation des epoxidischen Vorpolymerisatmaterials wirksamen Lewis-Säure zerfällt, enthält,
wobei die Katalysatorvorstufe zur Härtung des epoxidischen Vorpolymerisatmaterials zu einer nicht-klebenden
Oberfläche bei Raumtemperatur innerhalb einer Zeitdauer von 2 min nach der S.trahlungsbehandlung zwecks
ihrer Zersetzung unwirksam ist,, und weniger als etwa 15 Gewichtsprozent
des epoxidischen Vorpolymerisatmaterials pro Molekül 2 Epoxycycloalkylgruppen enthalten,
B) die Schicht elektromagnetischer Strahlung zur Zersetzung der Katalysatorvorstufe unter Bildung einer Lewis-Säure
ausgesetzt wird und
C) die Schicht während einer Zeitdauer von mindestens etwa
0,5 see und weniger als etwa 2 min auf einer Temperatur
von etwa 50 bis 9O0C nach der Strahlungsbehandlung gehalten wird, um die Polymerisation während
einer Zeitdauer von weniger als 30 see nach der Kombination der Maßnahmen der Strahlungsbehandlung
und Temperaturaufrechterhaltung zu bewirken.
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Bevorzugte Beschichtungszusammensetzungen sind im wesentlichen frei vom Vorpolymerisatmaterial mit 2 Epoxycycloalkylgruppen
pro Molekül. Derartige Vorpolymerisatmaterlallen sind
zweckmäßigerweise Glycidyläther verschiedener aromatischer Alkohole. Vorzugsweise stellt das Vorpolymerisat das Reaktionsprodukt
des Bis-phenols A und Epichlorhydrins dar.
Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten macht die Katalysatorvorstufe
weniger als 3 Gewichtsprozent der polymerisierbaren Zusammensetzung aus und stellt einaramatisches Diazoniumsalz
oder ein aromatisches Oniumsalz dar, das aus der aus Oniumsalzen von Elementen der Gruppe Va, Oniumsalzen von
Elementen der Gruppe VIa und Haloniumsalzen bestehenden Gruppe ausgewählt worden ist.
Das Substrat kann metallisch sein. Das Erhitzen auf die gewünschte Temperatur kann durch Induktionsbeheizung des
metallischen Substrats erfolgen. Alternativ kann zum Erhitzen eines beliebigen Substrats und/oder zum Erhitzen der Beschichtung
auf die gewünschte Temperatur das Beheizen durch Wärmeleitung, Infrarot-Bestrahlung oder Konvektion erfolgen. Die
Schicht sollte während einer Zeitdauer von mindestens etwa 0,5 bis 5 see, jedoch weniger als etwa 2 min auf der vorgeschriebenen
Temperatur gehalten werden. Dabei muß darauf geachtet werden, daß ein überhitzen der Schicht verhindert
wird, da dieses zu einer Verschlechterung der angestrebten Eigenschaften des Polymerisats führen kann.
Die besonders zweckmäßige Form der Bestrahlung zwecks Zersetzung
der Katalysatorvorstufe erfolgt mittels Infrarotstrahlen.
Wie es oben bereits gesagt wurde, enthält die erfindungsgemäß
eingesetzte Beschichtungszusammensetzung eine Mischung aus einem epoxidischen Vorpolymerisatmaterial und einer strahlungsempfindlichen
Katalysatorvorstufe. Andere Bestandteile, wie Pigmente, Farbstoffe, Füllstoffe und Verdünnungsmittel, können,
wenn gewünscht, eingearbeitet werden.
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Das epoxidische Vorpolymerxsatmaterial, das hier verwendet
werden kann, enthält ein beliebiges monomeres oder oligomeres Material, das mindestens eine funktionelle Epoxygruppe oder
einen Oxiranring enthält, wobei <-es bei öffnung des Oxiranrings
polymerisiert werden .kann. Zusätzlich können polymere Epoxymaterialien verwendet werden, sofern sie in der flüssigen
Beschichtungszusammensetzung dispergiert werden und weiterer Polymerisation unterliegen können, um eine feste
Polymerisatschicht zu liefern. Die Epoxyverbindungen können
aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch sein.
Das epoxidische Vorpolymerisat sollte keine funktionellen Gruppen mit größerer Basizität als der Oxiranring enthalten
und sollte ein Lösungsmittel für die Katalysatorvorstufe darstellen. Ganz besonders wird es bevorzugt, wenn das Vorpolymerisat
einen angemessenen prozentualen Gehalt an Epoxyverbindungen aufweist, die zwei oder mehrere Epoxygruppen
pro Molekül enthalten.
Das polymerisierbar Material stellt Epoxidharze dar, die
entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden, und einen durchschnittlichen Epoxidwert von etwa 0,1 bis 1,0
zeigen. Die Kohlenstoffketten, die die Epoxygruppen aufweisen,
können zusätzliche Substituenten erfassen,einschließlich Äther, Esterhalogene, Halogene, Phosphate und dergleichen.
Die Verbindungen können andere polymerisierbar funktionelle Gruppen aufweisen, wie Acrylate und Silikone.
Typische Epoxymaterialien sind ohne weiteres im Handel erhältlich. Die gebräuchlichsten sind diejenigen, bei denen
es sich um das Produkt aus Bis-phenol A mit Epichlorhydrin
oder um diejenigen handelt, die das Ergebnis der Reaktion des Epichlorhydrins mit einem Phenol/Formaldehyd-Harz relativ
niedrigen Molekulargewichts sind. Hierzu sei auf "Handbook of Epoxy Resins", von H. Lee und K. Neville (McGraw-Hill 1967)
verwiesen, in dem verschiedene Epoxide beschrieben werden. Zusätzlich finden sich sowohl in der technischen Literatur
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als auch der Patentliteratur ausführliche Diskussionen
über verschiedene epoxidische Vorpolymerisatmaterialien, die für
die Zwecke der Erfindung brauchbar sind, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
In der US-PS 3 794 576 werden strahlungsempfindliche epoxidische
Mischungen beschrieben, die mindestens etwa 15 Gewichtsprozent eines epoxidischen Esters mit mindestens
2 Epoxycycloalkylgruppen pro Molekül enthalten, um die Polymerisation und das Aushärten der Zusammensetzung schnell bei
Behandlung mit ultravioletter Strahlung oder dergleichen ablaufen zu lassen. Die erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzungen
erfordern nicht die Gegenwart derartiger Epoxycycloalkylester zur Polymerisation und zum Aushärten. Demzufolge
enthalten sie weniger als 15 Gewichtsprozent davon und können auch davon gänzlich frei sein.
Obwohl es nicht wesentlich und manchmal unerwünscht ist, kann die polymerisierbare Zusammensetzung Verdünnungsmittel enthalten,
um die Viskosität zu verbessern. Diese Verdünnungsmittel können reaktiv sein, wobei es sich z.B. um solche
handeln kann, die durch die Reaktion eines Alkohols oder eines Phenols mit Epichlorhydrin hergestellt werden. Ein
Beispiel für reaktive Verdünnungsmittel stellt das Reaktionsprodukt des Nonylphenols mit Epichlorhydrin dar. Die Menge
des Verdünnungsmittels kann zwischen 0 und 45 % der Zusammensetzung schwanken, wenn ein reaktives Verdünnungsmittel eingesetzt
wird. Die Menge beträgt vorzugsweise weniger als 15 %, wenn nicht-reaktive Verdünnungsmittel, wie Dibutylphthalat,verwendet
werden.
Bei vielen Anwendungsfällen kann die Zusammensetzung ein
inertes Pigment oder einen Farbstoff enthalten, um die gewünschte Einfärbung zu erhalten. Im allgemeinen machen
derartige Pigmente und Farbstoffe weniger als etwa 40 Gewichtsprozent der Zusammensetzung aus. In gewissen Anwendungsfällen kann es zweckmäßig sein, inerte Füllstoffe einzuarbeiten.
Jedoch können derartige Füllstoffe im Hinblick auf die ange-
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strebten Eigenschaften der Schicht nachteilig sein und machen normalerweise weniger als 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise
weniger als 15 Gewichtsprozent der polymerisierbaren
Zusammensetzung aus.
Der zweite wesentliche Bestandteil der polymerisierbaren Zusammensetzung ist die strahlungsempfindliche Katalysatorvorstufe
/ die bei der Behandlung mit elektromagnetischer Strahlung zerfällt/ um auf diese Weise eine Lewis-Säure zu
bilden, die wirksam die Polymerisation des epoxidischen Vorpolymerisatmaterxals einleitet. Verschiedene Verbindungen,
die die angestrebten Eigenschaften der Photoinitiierung zeigen, sind aufgefunden worden und derzeitig als effektiv
bekannt, einschließlich der aromatischen Diazoniumsalze von komplexen Halogeniden, die sich unter Freisetzung einer HaIogenid-Lewis-Säure
zersetzen (detailliert beschrieben in der US-PS 3 794 576), der Diaryliodoniumsalze (beschrieben von
Crivello et al in "Journal of Radiation Curing", Vol. 4, S. 2 (1977), der Triarylsulfoniumsalze (beschrieben von
Crivello et al in "Journal of Radiation Curing", Vol. 5, S. 2 (Januar 1978)), der aromatischen Iodonium- und aromatischen
Sulfonium-Komplexsalze (beschrieben in der US-PS 4 090 936), der aromatischen Oniumsalze von Elementen der
Gruppe Va (beschrieben in der US-PS 4 069 055) und der aromatischen Oniumsalze von Elementen der Gruppe VIa (beschrieben
in der US-PS 4 058 401). Darüber hinaus kann es sich bei diesen Verbindungen auch um die Bis- oder Tris-Varianten
davon handeln. Eine ausgedehnte Erörterung der Triarylsulfoniumsalze, die für die Zwecke der Erfindung
brauchbar sind, erscheint in UV Curing: Science and Technology, herausgegeben von S.P. Pappas, Technology Marketing Corporation,
Stamford, Connecticut, S. 58 ff.
Der Ausdruck "Lewis-Säure-Vorstufe", der hier verwendet wird,
soll Verbindungen einschließen, die direkt oder indirekt eine Lewis-Säure freisetzen bzw. bilden, wobei die Lewis-Säure
ein Elektronenpaar von dem Sauerstoff des Qxianrings aufnimmt, um den "
Oxianring zu öffnen und ein Seitenmonaner für die Polymerisation zu
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bilden.
Ein Beispiel für eine klassische Lewis-Säure stellt das Phosphorpentafluorid (PF5) dar, das ein- Elektronenpaarenkomplex
bindet und das durch einen Diazoniumkatalysator entsprechend der folgenden Reaktion gebildet werden kann:
/Ar - N+ = n7 PPg —>
Ar P + N2 +. PF5
PF5 + M (monomer) ~* M+ PF5
Dieser Mechanismus wird detailliert in der US-PS 3 794 beschrieben.
Eine indirekt gebildete Lewis-Säure entsteht beispielsweise nach dem Mechanismus, der von Crivello et al in "Triarylsulfonium
Salts: A New Class of Photoinitiators for Cationic Polymerization" in "Journal of Radiation Curing", Vol. 5,
S. 2 (Januar 1978) postuliert wurde. Der Autor behauptet darin, daß die Zersetzung von Diaryl- und Triarylsulfoniumsalzen
eine Bronsted-Säure liefert, die wiederum ein Proton bereitstellt, das als Lewis-Säure zur Aufnahme von Elektronen
des Sauerstoffes des Oxiranrings dient und die Polymerisation entsprechend dem nachfolgend wiedergegebenen Mechanismus
einleitet:
Ar PF6 H Ar F + Ar + lösungsmittel + HPF5
HPF6 + "(monomer) —* HM+ PF6
Unabhängig von der angenommenen Reaktion scheint es so, daß sich der Photoinitiator zersetzt, um in dem Reaktionsmedium einen Elektronenakzeptor, der als eine Lewis-Säure
wirkt, zu bilden, um dadurch den Oxiranring zu öffnen und
die kationische Polymerisation des epoxidischen Vorpolymerisatmaterials einzuleiten. Die Reaktion schreitet dann solange
fort, bis zusätzliche Oxiranringe geöffnet sind und das gesamte Monomer polymerisiert worden ist oder bis Verunreinigungen
den Reaktionsmechanismus stören.
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- ti -
Besondere Beispiele der verschiedenen Klassen von Photoinitiatoren,
die für die Zwecke der Erfindung brauchbar sind, sind Diphenyliodoniumtetrafluoroborat, Di-(2,4-dichlorphenyl)-iodoniumhexafluorophosphat,
Diphenyliodoniumhexafluorophosphat , Diphenyliodoniumhexafluoroarsenat, Triphenylsulfoniumtetrafluoroborat,
Triphenylsulfoniumhexafluorophosphat, Tris-(4-phenoxyphenyl)-sulfoniumhexafluorophosphat,
Trifluormethyldiphenylsulfoniumtetrafluoroborat,
p-Chlorbenzoldiazoniumhexafluorophosphat,
2,4-Dichlorbenzoldiazoniumtetrafluoroborat
und p-Methoxybenzoldiazoniumhexafluorophosphat.
Die Menge der Katalysatorvorstufe kann zwischen 0,5 Gewichtsprozent,
bezogen auf die polymerisierbare Zusammensetzung, und 5 Gewichtsprozent schwanken und liegt vorzugsweise in
dem Bereich von 1,0 bis 3,0 Gewichtsprozent. Gegebenenfalls können Kombinationen dieser Katalysatorvorstufe verwendet
werden.
Wie bereits angemerkt, wird der Photoinitiator zu einer
Lewis-Säure durch die Behandlung mit elektromagnetischen Strahlen zersetzt. Obwohl für diesen Zweck der Elektronenstrahlbeschuß,
Röntgenbestrahlung oder eine andere Bestrahlung mit anderen ähnlichen Formen hoher Strahlenenergie .
verwendet werden können, wurde festgestellt, daß die Bestrahlung mit UV-Strahlen höchst zufriedenstellend
und für industrielle Zwecke vorteilhaft ist. Die normalerweise erforderliche Strahlungsbehandlung kann innerhalb einer
extrem kurzen Zeitdauer erfolgen. So sind Zeitdauern von 0,5 bis 3 see normalerweise für die meisten Zusammensetzungen
ausreichend, was von der Intensität der Bestrahlung der Oberfläche abhängt. Jedoch kann es für relativ dicke Schichten
aus der Zusammensetzung vorteilhaft sein, die Behandlungsdauer auf 4 see oder sogar mehr auszudehnen, um ein ausreichendes
Durchdringen der Strahlen durch die gesamte Schicht sicherzustellen.
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Die Schicht muß innerhalb eines relativ engen angehobenen Temperaturbereiches während einer Dauer von 0,5 bis 5 see
gehalten werden, nachdem die Einleitung der Behandlung mit elektromagnetischer Bestrahlung erfolgte, um die angestrebte
schnelle Polymerisation des epoxidischen Vorpolymerisatmaterials zu erreichen und auf der Oberfläche innerhalb einer
Zeitdauer von weniger als 30 see die Bedingung des Nichtklebens zu erzielen. Obwohl dieser angehobene Temperaturbereich
sich von 50 bis 900C erstrecken kann, wird im allgemeinen
der Bereich von 55 bis 75°C eingehalten, um die angestrebte Polymerisationsgeschwindigkeit zu erhalten, während
nachteilige Effekte im Hinblick auf das erhaltene Polymerisat und die angestrebten physikalischen Eigenschaften der
Schicht vermieden werden.
Die Temperatur der Schicht kann auf den gewünschten Temperaturbereich
mittel beliebiger geeigneter Mittel angehoben werden, einschließlich der Induktionsbeheizung, wenn ein metallisches
Substrat verwendet wird, der Wärmeleitung durch Vorbeileiten über ein Beheizungselement oder durch Aufstellen
des beschichteten Substrat über einem Heizelement oder durch eine Wärmequelle zur direkten Erhitzung des Substrats an der
entgegengesetzten Oberfläche, durch Konvektionsbeheizung durch Führen des beschichteten Streifens bzw. Bandes
durch eine Heizkammer und durch Strahlungsbeheizen durch Behandlung des beschichteten Bandes mittels einer geeigneten
Strahlungswärmequelle, wie einer IR-Lampe. Aus Zweckmäßigkeitsgründen
und um die Ausrüstungserfordernisse auf ein Minimum herabzusetzen, ist die IR-Bestrahlung mittels geeigneter
Lampen am vorteilhaftesten in Verbindung mit einer UV-Strahlungsquelle.
Es wurde gefunden, daß die Schicht auf den gewünschte^
Temperaturbereich entweder vor oder nach der Behandlung mittels der Strahlungsquelle elektromagnetischer Strahlen angehoben
werden kann. Darüber hinaus ist die vor oder nach der Behandlung mittels der Strahlungsquelle elektromagnetischer
Strahlen liegende Zeitdauer nicht entscheidend, solange
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- ie -
gleichzeitig die Aktivierung der Katalysatorvorstufe und
die Aufrechterhaltung der Schicht innerhalb des angestrebten Temperaturbereiches während lediglich einer begrenzten Zeitdauer
erhalten ist/ im allgemeinen während weniger als etwa 2 min, vorzugsweise weniger als etwa -10 see. Es ist wahrscheinlich,
daß eine in die Länge gezogene zeitliche Verzögerung nach der Behandlung mit UV-Strahlen und vor der Einwirkung
der angestrebten Temperatur auf die Schicht die Wirk^
samkeit des Verfahrens herabsetzt, so daß die zwei Schritte zweckmäßigerweise innerhalb angemessener Zeitdauern, z.B.
1 min oder weniger, ablaufen.
Es wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren das Aushärten der Schicht zu einer nicht-klebenden Oberfläche
innerhalb einer Zeitdauer von weniger als 30 see und ganz allgemein innerhalb einer Zeitdauer von weniger als 5 see
nach der Behandlung durch Bestrahlung und Aufrechterhaltung innerhalb des Temperaturbereiches bewirkt.
Dies istinsbesondere für Hochgeschwirüigkeitsproduktionsgänge bedeutsam, wo das Härten zur Schaffung einer nicht-klebenden
Bedingung innerhalb von 2 see oder weniger auftritt. Ein vollständiges
Härten der Schicht durch seine gesamte Tiefe kann sich nach der beschriebenen Zeitdauer fortsetzen, insbesondere
im Falle stärkerer Beschichtungsablagerungen, da die erhaltene nicht-klebende Oberfläche die Handhabung und die weitere
Behandlung des beschichteten Substrats erlaubt.
Zu den Substraten, die für die Zwecke der Erfindung verwendet werden können, zählen metallische Substrate, wie Metallbänder,
geformte Behälterkörper und dergleichen, Substrate aus synthetischem Harz, wie Polypropylen- und Polyvinylchlorid-Bänder
und Behälterkörper, faserige Substrate, wie aus natürlichen Fasern, synthetischen Fasern oder Mischungen natürlicher
Fasern und synthetischer Fasern hergestellte nichtgewebte Materialien, aus natürlichen und/oder synthetischen
Fasern gewebte Stoffe und Mischungen davon und Laminate der verschiedenen vorgenannten Materialien. Zusätzlich können
keramische Substrate, wie Glas, ebenfalls verwendet werden.
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- ys -
Das Verfahren zum Beschichten hängt normalerweise von der Natur und der Gestalt des Substrats und den vorausgehenden
und folgenden Produktionsmaßnahmen ab. Das Beschichten mit einer Rakel, das Gravierungsbeschichten (gravure coating),
Spritzstreichen,· Tauchen und dgl. sind geeignet, was von der
Art des besonderen in Frage kommenden Produkts abhängt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für vielfältige
Behandlungen anwendbar, bei denen die härtbaren Schichten entweder für ästhetische oder Schutzzwecke angestrebt
werden. Sie sind von besonderem Vorteil auf dem Gebiet der Graphik, da die Schichten gegen die Einwirkung
von Lösungsmitteln und Chemikalien sowie gegen Abrasion beständig sind und herragende Adhäsion auf verschiedenen
Oberflächen, einschließlich von Metallen, zeigen und darüber hinaus die Fähigkeit haben, dem Ziehen und Formen zu widerstehen.
So können z.B. Metallbänder und Behälterrohstücke, Körper und 'Verschlußdeckel beschichtet werden und dann ohne
Störung des Zusammenhangs der Schicht geformt werden. Bei einigen nicht-metallischen Substraten, wie synthetischen
Harzen, kann es zweckmäßig sein, ein Grundiermittel zur Verbesserung der Adhäsion aufzutragen.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung noch näher erläutern, worin sich alle Teile auf das Gewicht beziehen,
sofern nichts anderes gesagt wird.
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-u-
Beispiel 1
Eine Beschichtungszubereitung wurde mit der folgenden Zusammensetzung
hergestellt.
Bis-phenol A/Epichlorhydrin-Epoxyvor- 100,0
polymerisatmaterial (vertrieben von
Dow Chemical unter der Bezeichnung DER 332)
n-Butanol ' 10,0
oberflächenaktiver Stoff in Form 0,5
eines Fluorkohlenstoffs (vertrieben von Minnesota Mining and Manufacturing unter
der Bezeichnung FC-430)
Photoinitiator-Lösung (33 Gew.% p-Methoxy- 4,0 benzoldiazoniumhexafluorophosphat in
Sulfolan)
114,0
Ein. elektrolytisch verzinntes Eisenblech wird als Substrat verwendet
und mit einem Ziehbalken Nr. 4 (No. 4 draw bar) beschichtet, um eine Schicht einer Stärke von etwa 0,91 χ 10 cm (0,36 mil)
zu erhalten. Proben des beschichteten Substrats wurden auf einem Gestell solange auf einer konstanten Temperatur gehalten,
bis das Temperaturgleichgewicht in der Probe erhalten worden war. Dann wurde die Schicht mit UV-Strahlen mittels
der 360 W Quecksilber-Dampflampe UA3 von General Electric während einer Dauer von 4 see und in einer Entfernung von
11,4 cm (4,5 inch) bestrahlt.
Die Zeit, nach der die Oberfläche der Schicht nicht-klebend
ist, wird festgestellt. Mindestens 1 h nach der Behandlung der Schicht mit UV-Strahlen wird die Schicht zwei gesonderten
Versuchen unterzogen, um die mechanischen Eigenschaften des dadurch erhaltenen Polymerisats zu ermitteln.
Bei einem Versuch wird ein Papiergewebe mit Methyläthylketon (MEK) rund um den Zeigefinger gewickelt und quer über die
Schicht unter Anwendung mäßigen Fingerdrucks gerieben. Ein vollständiges Hin- und Herbewegen wird als "eine Reibung"
bezeichnet. Jeglicher Bruch oder jegliche Erosion der Oberfläche der Schicht wird als Fehler angesehen.
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Bei dem zweiten Versuch wird die Nadel eines unter Wärmeeinwirkung
eingesetzten Analysators zur Bestimmung mechanischer Eigenschaften auf die Oberfläche der Schicht gesetzt. Die
Temperatur der Nadel wird solange angehoben, bis sie in die Schicht eindringt. Die Eindringungstemperatur ist ein Maß für
den Grad der Vernetzung und die Qualität der polymeren Schicht.
Die Ergebnisse von verschiedenen Versuchen mit den vorstehend beschriebenen Proben werden in der nachfolgenden Tabelle
wiedergegeben.
Zeit bis zum Zustand des Nicht-Klebens |
MEK- Reibungen |
Erweichungs punkt (0C) |
|
Härtungs- temperätur (0C) |
see | 13 | 66 |
25 | *60 + | 18 | 66 |
30 | 40 | 25 | 68 |
50 | 5 | 55 | 66 |
60 | 1 | *100 + | 66 |
70 | 1 | *100+ | 63 |
80 | 1 | 52 | 56 |
90 | 1 | 10 | 52 |
100 | 1 | 4 | 42 |
110 | 1 | 1 | 35 |
120 | i | 1 | 5 |
130 | kein Härten | ||
* Maximalzeit der Beobachtung bzw. Maximalzahl der Reibungen
Aus den obigen Daten ist ersichtlich, daß die Schicht zu einer nicht-klebenden Oberfläche innerhalb 5 see nach der
Bestrahlung bei 50°C polymerisiert, während das Härten und das Vernetzen unter der Oberfläche der Schicht offensichtlich
eine ausgedehntere Zeit erfordert, was auf den geringen Widerstand der Oberflächenabrasion mit MEK zurückgeht. Bei 6O0C 1st
die Härtungsgeschwindigkeit auf der Oberfläche dennoch des weiteren wesentlich verbessert. Der Widerstand gegen Oberfla-
030040/0689
chenabrieb wird beträchtlich gefördert. Innerhalb des optimalen Temperaturbereiches von 65 bis 800C werden die Oberflächeneigenschaften
sehr stark verbessert. Wenn jedoch die Temperatur auf über etwa 85°C angehoben wird, ist eine Verschlechterung
der Eigenschaften feststellbar, was sowohl für den MEK-Reibungsversuch als auch für den Versuch zur Ermittlung
des Erweichungspunktes gilt. Bei 1300C hört das Härten auf.
Dieses weist die Bedeutung des angehobenen Temperaturbereiches, auf dem die Schicht der Bestrahlung folgend gehalten
wird, aus.
Um den Effekt des Ersatzes verschiedener Epoxymonomerer zu beurteilen, wurden verschiedene VersuchsZubereitungen II-VI
hergestellt und unter Bedingungen erprobt, die einem Hochgeschwindigkeitsproduktionsgang
relativ angeglichen sind. Die Substrate stellen wiederum Platten mit einem elektrolytischen
Weißblech dar. Die Zubereitungen werden mittels eines Walzdrahtes Nr. 5 aufgetragen, um eine Schicht in
einer Menge von 0,47 kg/m2 (95 lbs/1000 square feet) auf der
Substratoberfläche auszubilden. Die beschichtete Seite der Platten wird mittels Infrarotstrahlen auf 65,56°C (1500F)
vorerhitzt, wobei diese Temperatur mittels eines Wärmeverfärbungsindikators
ermittelt wird. Darauf wird mit zwei 200 W/ 2,54 cm-UV-Lampen bestrahlt, während die Platten mit einer
Lineargeschwindigkeit von 33,5 m/min vorgeschoben werden. Die Zeit, nach der die Schicht nicht-klebend wird, wird festgestellt.
030040/0689
Epoxyharz niedrigen Molekulargewichts auf der Basis von
Bis-phenol A (vertrieben unter dem Warenzeichen Araldite 6004 von Ciba-Geigy) 63,7
Bis-phenol A (vertrieben unter dem Warenzeichen Araldite 6004 von Ciba-Geigy) 63,7
aliphatischer Diglycidyläther (vertrieben unter der Bezeichnung RD 2 von Ciba-Geigy) 27,2
n-Butanol 3,8
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben unter dem Warenzeichen SR 82
von General Electric) 1,9
Photoinitiatorlösung (33 Gew.% der p-Methoxybenzoldiazoniumhexafluorophosphatlösung
in Sulfolan) 3,4
100,0
Zeit zur Ausbildung einer nicht-klebenden
Oberfläche 5 see
Epoxyharz niedrigen Molekulargewichts auf der Basis von Bisphenol A (vertrieben von Ciby-Geigy
unter dem Warenzeichen Araldite 6004) 47,6
tetrafunktionelles aromatisches Epoxyharz (vertrieben von Shell Chemicals unter dem Warenzeichen
Epon 1031) 17,2
aliphatischer Diglycidyläther (vertrieben von Ciba-Geigy unter
der Bezeichnung RD-2) 15,2
aliphatischer Monoglycidylather
(vertrieben von Procter & Gamble unter dem Warenzeichen Epoxide-7) 15,2
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben von General Electric unter der
Bezeichnung SR-82) 1,9
Photoinitiatorlösung (33 Gew.% p-Methoxybenzoldiazoniumhexafluorophosphat
in Sulfolan) 2,9
100,0
Zeit bis zur Ausbildung einer nicht-klebenden Oberfläche 2 see
030040/0689
monomerer Diglycidyläther des
Bis-phenols A (vertrieben von Celanese
Corp. unter der Bezeichnung JD-508) 62,9
Kresylglycidylather (vertrieben von
Celanese Corp. unter dem Warenzeichen
Epirez 5011) 28,6
n-Butanol · 3,8
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben von
General Electric unter der Bezeichnung
SR-82) 1,9
Photoinitiatorlösung (33 Gew.% p-Methoxy-
benzoldiazoniumhexafluorophosphat in
Sulfolan) 2,0
100,0
Zeit bis zur Ausbildung einer nicht-klebenden
Oberfläche 5 see
monomerer Diglycidyläther des
Bis-phenols A (vertrieben von Celanese
Corp. unter der Bezeichnung JD-508) 31,3
epoxidiertes Leinöl (vertrieben von
Viking Chemical Co. unter dem Warenzeichen
Vikoflex-7190) 62,5
Viking Chemical Co. unter dem Warenzeichen
Vikoflex-7190) 62,5
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben von
General Electric unter der Bezeichnung SR-82) 2,3
Photoinitiatorlösung (33 Gew.% p-Methoxy-
benzoldiazoniumhexafluorophosphat in
Sulfolan) 3,9
100,0
Zeit bis zur Ausbildung einer nicht-klebenden
Oberfläche 3 see
030040/0689
Zubereitung VI
Bestandteile ■ Teile
monomerer Diglycidylather des
Bis-phenols A (vertrieben von Celanese
Corp. unter der Bezeichnung JD-508) 53,6
aliphatischer Diglycidylather (vertrieben
von Ciba-Geigy unter der Bezeichnung RD-2) 26,8
Cumphenylglycidyläther (vertrieben von Kenrich Chemical Co. unter der Bezeichnung
CPE) 14,3
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben von
General Electric unter der Bezeichnung
SR-82) 1,9
Photoinitiatorlösung (33 Gew.% p-Methoxy-
benzoldiazoniumhexafluorophosphat in
Sulfolan) 3,4
100,0
Zeit bis zur Ausbildung einer nicht-klebenden
Oberfläche 2 see
Beispiel 3
Um die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Einsatz verschiedener Katalysatoren zu beurteilen,
wurden verschiedene VersuchsZubereitungen VII-X hergestellt und die Proben beschichtet und den gleichen Bedingungen,
die im Beispiel 2 beschrieben wurden, unterworfen. Es wird wieder die Zeit angegeben, nach der die Oberfläche der
Schicht durch Aushärten nicht-klebend geworden ist.
Bestandteile Teile
aliphatischer Diglycidylather (vertrieben von Ciba-Geigy unter der Bezeichnung
RD-2) 44,4
monomerer Diglycidyläther des Bisphenols A (vertrieben von der Celanese
Corp. unter der Bezeichnung JD-508) 44,4
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben von
General Electric unter der Bezeichnung
SR-82) 1,9
Photoinitiator (vertrieben von 3M Co. unter der Bezeichnung FC-503)
0300A0/0689
Zeit bis zur Ausbildung einer nicht-klebenden Oberfläche 2 see
aliphatischer Diglycidyläther (vertrieben von Ciba-Geigy unter der Bezeichnung
RD-2) 47,1
monomerer Diglycidyläther des Bisphenols A (vertrieben von Celanese
Corp.- unter der Bezeichnung JD-508) 47,1
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben von General Electric unter der
Bezeichnung SR-82) * 1,9
Photoinitiator (vertrieben von General Electric unter der Bezeichnung
UV Cat-14)
Zeit bis zur Ausbildung einer nichtklebenden Oberfläche ' 2 see
aliphatischer Digylcidyläther (vertrieben von Ciba-Geigy unter der Bezeichnung
RD-2) 46,2
monomerer Diglycidyläther des Bisphenols A (vertrieben von Celanese
Corp. unter der Bezeichnung JD-508) 46,2
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben von General Electric unter der
Bezeichnung SR-82) 1,9
Bis-4-(diphenylsulfonio)-phenylsulfidbis-hexafluorophosphat
(technische Qualität)
Zeit bis zur Ausbildung einer nichtklebenden Oberfläche 2 see
aliphatischer Diglycidyläther (vertrieben von Ciba-Geigy unter der Bezeichnung
RD-2) 47,2
monomerer Diglycidyläther des Bisphenols A (vertrieben von Celanese
Corp. unter der Bezeichnung JD-508) 47,2
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben von General Electric unter der
Bezeichnung SR-82) 2,0
030040/0689
Photoinitiatorlösung (33 Gew.% p-Methoxybenzoldiazoniumhexafluorophosphat
in Sulfolan) . 3,6
100,0
Zeit bis zur Ausbildung einer nicht-klebenden
Oberfläche 2 see
Die obigen Angaben zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei Zusammensetzungen unter Verwendung der Diazoniumkatalysatorvorstufen,
von denen angenommen wird, daß sie die direkte Bildung von Lewis-Säuren bewirken, als auch bei solchen
Zusammensetzungen unter Verwendung von Sulfoniumkatalysatorvorstufen,
von denen postuliert wird, daß sie zunächst Brönsted-Säuren und dann ein aktives Wasserstoffion als
Lewis-Säure erzeugen, anwendbar ist.
Um die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Schichten verschiedener Stärke zu beurteilen, wurden die
folgenden Standardzubereitungen hergestellt.
Bestandteile ' Teile
monomerer Diglycidyläther des
Bis-phenols A (vertrieben von Celanese
Corp. unter der Bezeichnung JD-508) 47,2
aliphatischer Diglycidyläther (vertrieben von Ciba-Geigy unter der
Bezeichnung RD-2) 47,2
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben
von General Electric unter der
Bezeichnung SR-82) 2,0
Photoinitiatorlösung (33 Gew.% p-Methoxybenzoldiazoniumhexafluorophosphat
in Sulfolan) 3,6
100,0
Versuchsplatten werden hergestellt und im wesentlichen in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 mit der Ausnahme behandelt,
daß verschiedene Mengen der Beschichtungszubereitung aufgetragen werden, um verschiedene Schichtstärken zu erhalten.
Die Ergebnisse dieses Versuchs werden in der folgenden
030040/0689
- .25 -
Tabelle wiedergegeben.
nicht-klebend
aufgebrachtes Filmgewicht nach
mg/cm2 (mg pro 4 in.2) see
0,77 20 2
1,24 32 · 2
2,21 57 2
5,31 137 2
Bei den ersten drei Proben wird festgestellt, daß sie unmittelbar durchgehärtet werden. Die letzte Probe härtet langsam
über mehrere nachfolgende Minuten, bis sie durchgehärtet ist.
Um den Effekt der ersten Einwirkung der Photoinitiierung der Katalysatorvorstufe und der dazwischen liegenden zeitlichen
Verzögerungen, bevor die Schicht auf die gewünschte Temperatur von 650C gebracht wird, zu beurteilen, werden
verschiedene Versuchsplatten unter Verwendung der folgenden Bescnicntungszuberextung hergestellt.
Epoxyharz niedrigen Molekulargewichts auf der Basis von Bis-phenol A
(vertrieben von Ciba-Geigy unter dem Warenzeichen Araldite 6004) 56,8
aliphatischer Diglycidyläther (vertrieben von Ciba-Geigy unter der
Bezeichnung RD-2) 37,9
Siliconharz-Fließmittel (vertrieben
von General Electric unter der
Bezeichnung SR-82) 1,9
Photoinitiatorlösung (33 Gew.% p-Meth-
oxybenzoldiazoniumhexafluorophosphat
in SuIfolan) 3,4
100,0
030040/0689
Nach dem Beschichten werden die Platten auf ein sich mit einer Lineargeschwindigkeit von 33,5 m/min (110 ft pro min)
fortbewegenden Band gelagert und mittels eines Paares 200 W/2,54 cm-üV-Lampen zur Bestrahlung der Schicht behandelt.
Nach der Bestrahlung werden die Platten nach verschiedenen zeitlichen Verzögerungen auf 650C erhitzt. Die Zeit,
nach der die Oberfläche nicht-klebend geworden ist, wird wiederum angegeben. Die Ergebnisse zeigt die nachfolgende
Tabelle.
Zeitliche Verzögerung nicht-klebend
nach
see see
5 2
10 2
20 2
30 2
60 2
Die obigen Ergebnisse zeigen, daß die Folge der Bestahlung und der Temperatüranhebung umgekehrt werden kann und daß
der zeitliche Rahmen zwischen Bestrahlen und Temperaturanhebung innerhalb vernünftiger Grenzen im Hinblick auf die Produktionsausrüstung
nicht entscheidend ist.
Aus der vorausgehenden Beschreibung und den Beispielen wird es deutlich, daß bedeutsame Vorteile bezüglich beschleunigter
Aushärtungsgeschwindigkeit zu einer nicht-klebenden Oberfläche ohne weiteres ohne übermäßige Beeinträchtigung an
Polymerisateigenschaften durch eine genau kontrollierte und begrenzte Behandlung bei niedriger angehobener Temperatur
erreicht werden kann. Daher können relativ billige Epoxidzubereitungen bei Hochgeschwindigkeitsbeschichtungsanwendungen
eingesetzt werden, bei denen eine nicht-klebende Oberfläche
schnell erhalten werden muß, um weitere Behandlungen zu ermöglichen. Bei Schichten normaler Stärke tritt das Durchhärten
im wesentlichen augenblicklich ein. Bei relativ starken Schichten läuft das Härten unterhalb der Oberfläche
030040/0689
weiter ab, während das beschichtete Werkstück weiteren Behandlungen unterliegt.
030040/0889
Claims (14)
1. Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem
Epoxybeschichtungsmaterial zur Schaffung einer nicht-klebendenOberfläche
in relativ kurzer Zeitdauer, dadurch gekennzeichnet, daß
A) eine flüssige Schicht einer polymerisierbaren Zusammensetzung auf das Substrat aufgebracht wird, die mindestens
ein epoxidisches Vorpolymerisatmaterial, das auf ein höheres Molekulargewicht, bei dem es nicht klebt,
polymerisierbar ist/ und his zu 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die polymerisierbar Zusammensetzung
einer strahlungsempfindlichen Katalysatorvorstufe, die bei Bestrahlen mit elektromagnetischen Strahlen
zur Schaffung einer zur Initiierung der Polymerisation des epoxidischen Vorpolymerisatmaterials wirksamen
Lewis-Säure zerfällt, enthält, wobei die Katalysatorvorstufe zur Härtung des epoxidischen Vorpolymerisatmaterials
zu einer nicht-klebenden Oberfläche bei Raumtemperatur innerhalb einer Zeitdauer von 2 min
nach Strahlungsbehandlung zwecks ihrer Zersetzung unwirksam ist, und weniger als etwa 15 Gewichtsprozent
des epoxidischen Vorpolymerisatmaterials pro Molekül 2 Epoxycycloalkylgruppen enthalten,
B) die Schicht elektromagnetischer Strahlung zur Zersetzung der Katalysatorvorstufe unter Bildung einer Lewis-Säure
ausgesetzt wird und
C) die Schicht während einer Zeitdauer von mindestens etwa
0,5 see bis weniger als etwa 2 min auf einer Tempera-
030040/0689
tür von etwa 50 bis 900C nach der Einleitung der ·.
Strahlungsbehandlung gehalten wird, um die Polymerisation während einer Zeitdauer von weniger als
30 see nach der Durchführung der Maßnahmen der Strahlungsbehandlung und Temperaturaufrechterhaltung
zu bewirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hauptsächlich ein epoxidisches Vorpolymerisatmaterial
eingesetzt wird, das frei von 2 Epoxycycloalkylgruppen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als epoxidisches Vorpolymerisatmaterial ein Glycidyläther
eines aromatischen Alkohols eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als epoxidisches Vorpolymerisatmaterial das Reaktionsprodukt
von Bis-phenol A und Epichlorhydrin eingesetzt wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorvorstufe in einer
Menge von nicht mehr als 3 %, bezogen auf die polymerisierbare Zusammensetzung, verwendet wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatorvorstufe ein aromatisches
Oniumsalz in Form von Oniumsalzen der Elemente der Gfruppe Va, Oniumsalzen der Elemente der Gruppe VIa und/oder
Haloniumsalz verwendet wird.
7. Verfahren nach^mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet/ daß als Katalysatorvorstufe ein aromatisches Diazoniumsalz verwendet wird.
030040/0689
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallisches Substrat verwendet
wird und das Erhitzen der Schicht durch Induktionsbeheizung des Substrats durchgeführt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen der Schicht dadurch
erfolgt, daß Wärme durch das Substrat geleitet wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen der Schicht mittels
Infrarotstrahlung direkt auf eine Schicht bewirkt wird.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß mit solchen elektromagnetischen Stehlen bestrahlt wird, die UV-Strahlen enthalten.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation der Schicht zu einer im wesentlichen nicht-klebenden Oberfläche während
einer Zeitdauer von weniger als 5 see durchgeführt wird.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf einer Temperatur gehalten wird, die zwischen 55 und 750C liegt.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht während einer Zeitdauer
von weniger als etwa 10 see nach der Einleitung der Strahlungsbehandlung erhitzt wird.
030040/0689
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/020,515 US4246298A (en) | 1979-03-14 | 1979-03-14 | Rapid curing of epoxy resin coating compositions by combination of photoinitiation and controlled heat application |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3009942A1 true DE3009942A1 (de) | 1980-10-02 |
DE3009942C2 DE3009942C2 (de) | 1983-08-25 |
Family
ID=21799036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3009942A Expired DE3009942C2 (de) | 1979-03-14 | 1980-03-14 | Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem flüssigen Epoxymaterial |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4246298A (de) |
JP (1) | JPS55124574A (de) |
AU (1) | AU533297B2 (de) |
DE (1) | DE3009942C2 (de) |
FR (1) | FR2451260A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3110754A1 (de) * | 1981-03-19 | 1982-09-30 | Letron GmbH, 8750 Aschaffenburg | Verfahren zur herstellung eines mit durch elektronenstrahlen gehaertetem lack beschichtetem flaechenfoermigen traegermaterials mit matter oberflaeche |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1552046A (en) * | 1977-02-02 | 1979-09-05 | Ciba Geigy Ag | Film adhesives |
JPS58204847A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-11-29 | Hitachi Chem Co Ltd | 樹脂で被覆された光フアイバ−の製造法 |
GB2168003B (en) * | 1984-10-16 | 1988-07-20 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | Polyester vessel having improved dimension stability and process for preparation thereof |
US4751103A (en) * | 1986-11-13 | 1988-06-14 | Ashland Oil, Inc. | Epoxy primers for polyurethane structural adhesives |
US4857562A (en) * | 1987-01-30 | 1989-08-15 | General Electric Company | UV curable epoxy resin compositions with delayed cure |
US4975300A (en) * | 1987-12-31 | 1990-12-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for curing an organic coating using condensation heating and radiation energy |
US5209881A (en) * | 1991-12-05 | 1993-05-11 | W. R. Grace & Co.-Conn. | High accuracy control system and method for panel line production |
US5565240A (en) * | 1992-05-14 | 1996-10-15 | Sanderson Plumbing Products, Inc. | Process for producing powder coated plastic product |
US5344672A (en) * | 1992-05-14 | 1994-09-06 | Sanderson Plumbing Products, Inc. | Process for producing powder coated plastic product |
US5318808A (en) * | 1992-09-25 | 1994-06-07 | Polyset Company, Inc. | UV-curable coatings |
US5384339A (en) * | 1993-03-09 | 1995-01-24 | Starkey; Donn R. | Epoxy based balancing compound and method for balancing a rotor utilizing an ultraviolet-curable epoxy resin composition |
US5571569A (en) * | 1994-04-14 | 1996-11-05 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Thin-film forming method |
US5932297A (en) * | 1995-12-06 | 1999-08-03 | Kansai Paint Co., Ltd. | Method for formation of coating film |
JPH09171953A (ja) * | 1995-12-20 | 1997-06-30 | Sony Corp | 基板加熱装置、基板加熱方法および半導体集積回路装置、フォトマスクならびに液晶表示装置 |
US5656336A (en) * | 1996-03-08 | 1997-08-12 | Revlon Consumer Products Corporation | Glass decorating method using bis-phenol-a epoxy resins and related compositions and articles |
US5922473A (en) * | 1996-12-26 | 1999-07-13 | Morton International, Inc. | Dual thermal and ultraviolet curable powder coatings |
US5863327A (en) * | 1997-02-10 | 1999-01-26 | Micron Technology, Inc. | Apparatus for forming materials |
US5990006A (en) * | 1997-02-10 | 1999-11-23 | Micron Technology, Inc. | Method for forming materials |
US6488993B2 (en) | 1997-07-02 | 2002-12-03 | William V Madigan | Process for applying a coating to sheet metal |
KR100317169B1 (ko) * | 1998-10-28 | 2002-10-25 | 한국화학연구원 | 열과자외선개시형에폭시수지의잠재성경화제와그것을함유한에폭시수지조성물및에폭시경화물 |
US6099762A (en) * | 1998-12-21 | 2000-08-08 | Lewis; Paul E. | Method for improving lubricating surfaces on disks |
JP3218026B2 (ja) | 1999-01-30 | 2001-10-15 | 財団法人韓国化学研究所 | 体積膨張反応を随伴する潜在性触媒型の硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物 |
DE10105914C1 (de) * | 2001-02-09 | 2002-10-10 | Siemens Ag | Organischer Feldeffekt-Transistor mit fotostrukturiertem Gate-Dielektrikum und ein Verfahren zu dessen Erzeugung |
EP1586004B1 (de) * | 2003-01-09 | 2011-01-26 | PolyIC GmbH & Co. KG | Platine oder substrat für ein organisches elektronikgerät, sowie verwendung dazu |
DE10338277A1 (de) * | 2003-08-20 | 2005-03-17 | Siemens Ag | Organischer Kondensator mit spannungsgesteuerter Kapazität |
DE10339036A1 (de) | 2003-08-25 | 2005-03-31 | Siemens Ag | Organisches elektronisches Bauteil mit hochaufgelöster Strukturierung und Herstellungsverfahren dazu |
DE10340643B4 (de) * | 2003-09-03 | 2009-04-16 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Druckverfahren zur Herstellung einer Doppelschicht für Polymerelektronik-Schaltungen, sowie dadurch hergestelltes elektronisches Bauelement mit Doppelschicht |
DE10340644B4 (de) * | 2003-09-03 | 2010-10-07 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Mechanische Steuerelemente für organische Polymerelektronik |
DE102004002024A1 (de) * | 2004-01-14 | 2005-08-11 | Siemens Ag | Organischer Transistor mit selbstjustierender Gate-Elektrode und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE102004040831A1 (de) * | 2004-08-23 | 2006-03-09 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Funketikettfähige Umverpackung |
DE102004059464A1 (de) * | 2004-12-10 | 2006-06-29 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Elektronikbauteil mit Modulator |
DE102004059467A1 (de) * | 2004-12-10 | 2006-07-20 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Gatter aus organischen Feldeffekttransistoren |
DE102004059465A1 (de) * | 2004-12-10 | 2006-06-14 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Erkennungssystem |
DE102004063435A1 (de) | 2004-12-23 | 2006-07-27 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Organischer Gleichrichter |
DE102005009819A1 (de) | 2005-03-01 | 2006-09-07 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Elektronikbaugruppe |
DE102005009820A1 (de) * | 2005-03-01 | 2006-09-07 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Elektronikbaugruppe mit organischen Logik-Schaltelementen |
DE102005017655B4 (de) * | 2005-04-15 | 2008-12-11 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Mehrschichtiger Verbundkörper mit elektronischer Funktion |
DE102005031448A1 (de) | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Aktivierbare optische Schicht |
DE102005035589A1 (de) | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements |
DE102005035590A1 (de) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Elektronisches Bauelement |
DE102005042166A1 (de) * | 2005-09-06 | 2007-03-15 | Polyic Gmbh & Co.Kg | Organisches Bauelement und ein solches umfassende elektrische Schaltung |
DE102005044306A1 (de) * | 2005-09-16 | 2007-03-22 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Elektronische Schaltung und Verfahren zur Herstellung einer solchen |
WO2011030143A2 (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-17 | Verdex Limited | Curable formulation |
KR102002280B1 (ko) * | 2011-09-07 | 2019-10-01 | 마이크로켐 코포레이션 | 저 표면 에너지 기재 상에 릴리프 패턴을 제작하기 위한 에폭시 제형 및 방법 |
WO2013134104A2 (en) | 2012-03-08 | 2013-09-12 | Microchem Corp. | Photoimageable compositions and processes for fabrication of relief patterns on low surface energy substrates |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2751611A1 (de) * | 1976-11-19 | 1978-05-24 | American Can Co | Verfahren zur herstellung eines vielschichten-ueberzugs |
DE2751612A1 (de) * | 1976-11-19 | 1978-05-24 | American Can Co | Verfahren zur herstellung eines vielschichten-ueberzugs |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3709861A (en) * | 1970-12-14 | 1973-01-09 | Shell Oil Co | Process for light-induced curing of epoxy resins in presence of cyclopentadienylmanganese tricarbonyl compounds |
US3711391A (en) * | 1971-05-18 | 1973-01-16 | American Can Co | Photopolymerizable epoxy systems containing sulfoxide gelation inhibitors |
US3816278A (en) * | 1971-05-18 | 1974-06-11 | American Can Co | Photopolymerizable epoxy systems containingn(itrile gelation inhibitors |
US3794576A (en) * | 1971-05-18 | 1974-02-26 | American Can Co | Epoxide blend radiation sensitive catalyst precursor |
US4058401A (en) * | 1974-05-02 | 1977-11-15 | General Electric Company | Photocurable compositions containing group via aromatic onium salts |
GB1516511A (en) * | 1974-05-02 | 1978-07-05 | Gen Electric | Curable epoxide compositions |
GB1512981A (en) * | 1974-05-02 | 1978-06-01 | Gen Electric | Curable epoxide compositions |
GB1516351A (en) * | 1974-05-02 | 1978-07-05 | Gen Electric | Curable epoxide compositions |
-
1979
- 1979-03-14 US US06/020,515 patent/US4246298A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-03-12 JP JP3150480A patent/JPS55124574A/ja active Granted
- 1980-03-14 DE DE3009942A patent/DE3009942C2/de not_active Expired
- 1980-03-14 FR FR8005817A patent/FR2451260A1/fr active Granted
- 1980-03-17 AU AU56501/80A patent/AU533297B2/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2751611A1 (de) * | 1976-11-19 | 1978-05-24 | American Can Co | Verfahren zur herstellung eines vielschichten-ueberzugs |
DE2751612A1 (de) * | 1976-11-19 | 1978-05-24 | American Can Co | Verfahren zur herstellung eines vielschichten-ueberzugs |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3110754A1 (de) * | 1981-03-19 | 1982-09-30 | Letron GmbH, 8750 Aschaffenburg | Verfahren zur herstellung eines mit durch elektronenstrahlen gehaertetem lack beschichtetem flaechenfoermigen traegermaterials mit matter oberflaeche |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55124574A (en) | 1980-09-25 |
JPS6311944B2 (de) | 1988-03-16 |
FR2451260A1 (fr) | 1980-10-10 |
DE3009942C2 (de) | 1983-08-25 |
AU533297B2 (en) | 1983-11-17 |
AU5650180A (en) | 1980-09-18 |
US4246298A (en) | 1981-01-20 |
FR2451260B1 (de) | 1982-12-17 |
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