DE3325028C2 - Verfahren zur Herstellung eines eine Oberflächentextur aufweisenden gehärteten Substrats - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines eine Oberflächentextur aufweisenden gehärteten Substrats

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Abstract

Bei einem dreistufigen Härtungsprozeß mit ultravioletter Strahlung wird ein mit ultravioletter Strahlung härtbares Substrat zunächst langwelligem Licht mit geringer Stärke ausgesetzt, wodurch der untere Abschnitt des Substrats geliert, während die Oberseite im wesentlichen unbeeinflußt bleibt. Auf diese erste Bestrahlungsstufe folgt eine Bestrahlung mit kurzwelligerem ultraviolettem Licht und einer Inertgasatmosphäre, wodurch die Oberfläche des Substrats geliert. Die abschließende Stufe des Härtungsprozesses besteht aus der herkömmlichen Belichtung mit starkem ultraviolettem Licht, wodurch die gesamte Anordnung gehärtet wird und man ein Produkt erhält, das eine fein eingestellte Oberflächentextur hat. Die erhaltenen Produkte können als Flächenbeläge, insbesondere als Fußboden- und Wandbeläge verwendet werden.

Description

a) die Substratmasse mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 300 bis 420 nm so lange bestrahlt wird, bis ihre Bodenschicht geliert ist,
b) die Substratmasse dann mit der Inertgasatmosphäre abgeschirmt und mit ultraviolettem Licht aus einer Niederdruckquecksilberlampe so lange bestrahlt wird, bis ihre obere Schicht geliert und eine festgelegte Oberflächentextur ausgebildet ist. und
c) anschließend durch Bestrahlen mit starker Ultraviolettstrahlung die Substratmasse gehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe r>) mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 330 bis 360 nm bestrahlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 356 nm mit einer Leistung von 0,4 W/cm bestrahlt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines eine Oberflächentextur aufweisenden gehärteten Substrats nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 38 40 448 bekannt, bei welchem eine Beschichtungsmasse zunächst mit einer Ultraviolettstrahlung von 253,7 nm abgeschirmt von einer Inertgasatmosphäre bestrahlt wird, woran sich eine Bestrahlung aus einer Mitteldruckquecksilberlampe anschließt, wodurch sich eine Oberflächenhärtung bei der ersten Bestrahlung einstellt. Das Verfahren eignet sich besonders für die Behandlung von relativ dicken Filmen. Durch entsprechende Einstellung des Zeitraums für die anfängliche Bestrahlung und durch Vergehen eines bestimmten Zeitrsums bis zur darauffolgenden Bestrahlung kann die Oberflächenfaltenbiidung beeinflußt werden.
Mit dem bekannten Verfahren ist es nicht möglich, eine genau einstellbare feine Oberflächentextur in reproduzierbarer Weise zu verwirklichen.
Bekannt ist außerdem die Strahlungshärtung einer photohärtbaren Beschichtung mit ultraviolettem Licht, bei welchem in einer ersten Stufe Licht mit einer Wellenlänge von 185 bis 500 nm und in einer zweiten Stufe Licht der gleichen Wellenlänge, jedoch aus einer anderen Quelle auf die Masse einwirken gelassen wird, um bei der ersten Bestrahlung den unteren Teil der Masse zu härten, wobei der obere Teil noch ungehärtet bleiben soll, während dann bei der zweiten Bestrahlung eine volle Aushärtung erfolgen soll, wobei auf die Erzielung einer glatten glänzenden Oberfläche ohne Oberflächentextur abgestellt wird (US-PS 41 65 265).
Stand der Technik ist schließlich auch die Herstellung einer Beschichtung, die unterschiedliche Glanzbereiche aufweist, wofür eine erste Schicht aus einem strahlungshärtbaren Material auf ein Substrat aufgebracht und in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird (US-PS 43 09 452). Anschließend wird eine zweite Schicht aus strahlungshärtbarem Material auf ausgewählte Bereiche der ersten Schicht aufgebracht, wonach beide Schichten mit ultraviolettem Licht in einer Inertatmosphäre voll ausgehärtet werden. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine genau einstellbare feine Oberflächentextur reproduzierbar erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst Die Unteransprüche 2 und- 3 betreffen vorteilhcite Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte lassen sich als Oberflächenbeläge und insbesondere als Fußboden- und Wandbeläge verwenden.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß durch Verwendung von langwelligem Licht sehr geringer Stärke zur Vorgelierung der unteren Lage einer relativ starken Beschichtung aus einem mit Ultraviolettstrahlung härtbaren Material der mit Ultraviolettstrahlung härtbaren Struktur eine offensichtliche Stabilisierung gibt Wenn danach die obere Oberfläche, die von dem langwelligen Licht unbeeinflußt bleibt, in einer Ine.igasatmosphäre abgeschirmt wird und texturierenden Lampen mit keimtötendem Licht ausgesetzt wird, stellt sich eine Oberflächenhärtung ein, bei welcher die Oberflächentextur sehr sorgfältig gesteuert bzw. eingestellt werden kann. Wenn somit die abschließende Härtung bewirkt wird, in dem das Substrat starkem ultraviolettem Licht in bekannter Weise ausgesetzt wird, tritt keine weitere Änderung der Oberflächentextur ein, so daß die vorhandene Textur im wesentlichen fixiert wird.
Das erfindungsgemäß verwendete langwellige Licht hat eine Wellenlänge von etwa 300 bis 420 nm, vorzugsweise von etwa 330 bis etwa 360 nm bei einer Stärke von nicht mehr als etwa 0,4 bis 0,8 W/cm. Licht dieser Wellenlänge und Stärke wird von dem Substrat nicht ausgefiltert, ^St jedoch in Luft nicht stark genug, die Sauerstoffhemmung zu überwinden, um so die Gelierung der Oberfläche zu bewirken. Deshalb bleibt die Oberfläche naß, während die interne Gelierung eintritt. Besonders gute Ergebnisse erhält man mit Blaulicht-Lampen, die primär eine Strahlung mk einer Wellenlänge von etwa 356 nm emittieren. Für die letzten beiden Veifahrensschritte werden herkömmliche keimtötende Lampen bzw. starke Mitteldruckquecksilberlampen verwendet.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein mit Ultraviolettstrahlung härtbares Substrat unter einer Bank von langwelliges Licht geringer Stärke ausstrahlenden Lampen vorbeigeführt, wodurch man eine Gelierung der unteren Bereiche des Substrats erhält, ohne die Oberfläche im wesentlichen zu beeinträchtigen. Die Verweilzeit unter den Lampen kann abhängig von einer Anzahl von Parametern variieren, wozu die Anzahl der Lampen, ihre Wellenlänge und Stärke, der Abstand zwischen den Lampen und dem Substrat und die Art des Substrats gehören. Wenn jedoch eine Lichtbank verwendet wird, welche 10 Blaulicht-Lampen aufweist, reichen Verweilzeiten von etwa 4 bis etwa 25 s zum Härten der unteren Bereiche des Substrats aus, welches etwa 0,15 mm stark ist. Natürlich können auch
wesentlich dickere Beläge entsprechend behandelt werden, beispielsweise Beläge mit einer Stärke von 0,07 bis 0,4 mm und vorzugsweise von 0,1 bis 0,25 mm.
Bei der zweiten Verfahrensstufe wird das teilweise gehärtete Substrat mit einem Inertgas, wie Stickstoff, abgeschirmt bzw. bedeckt und mit herkömmlichen keimtötenden Lampen bestrahlt, wodurch die Oberfläche geliert und sich die gewünschte Textur ergibt Man nimmt an, daß sich die Oberflächentexturierung aufgrund einer Volumenänderung ergibt, wenn der Oberflächenfilm des Substrats sich vom flüssigen Zustand in den festen Zustand umwandelt, also geliert Wie bei den langwelligen Lampen kann die Belichtungszeit abhängig von einer Anzahl von Parametern variieren, beispielsweise der Lampenstärke, der Anzahl der Lampen und dergleichen. Zufriedenstellende Ergebnisse erhält man bei Verwendung einer Bank von 12 Lampen bei einer Verweilzeit im Bereich von etwa 4 bis etwa 25 s.
Bei der abschließenden Verfahrensstufe wird der gelierte Aufbau mit der gewünschten Oberflächentextur mit hochintensivem ultraviolettem Licht bestrahlt, um das abschließende Härten zu bewirken und um die Oberflächeneigenschaften dauerhaft werden zu lassen. Wenn zuviel Zeit zwischen der Belichtung mit den keimtötenden Lampen und der abschließenden Härtung vergeht, kann sich der Aufbau währe*id dieser Zwischenzeit selbst neu justieren, so daß die Texturierung auf ein Minimum reduziert werden oder völlig beseitigt werden kann. Wenn deshalb eine Texturierung erforderlich ist, sollte das Eintreten einer solchen Rejustierung vermieden werden.
Mit dem erfindungsgercäßen Virfahren kann die Oberflächentexturierung in rielfältiger Weise variiert werden. Bevorzugt wird jedoch, d' . relative Belichtungszeit der Substrate mit Lampen mit langwelligem Licht und mit den keimtötenden Lampen zu verändern. Wenn eine starke Oberilächenfältelung erwünscht wird, ist eine kürzere Belichtung mit langwelligem Licht erforderlich. Wenn eine feine Oberflächentextur erwünscht ist, muß langer mit dem langwelligen Licht belichtet werden.
Anhand von Beispielen wird die Erfindung näher erläutert
Beispiel 1
Ein massives Vinylsubstrat wird mit einer Urethan-Acrylatbeschichtungsmasse mit einer Schichtstärke von 0,13 bis 0,15 mm belegt. Die Herstellung der Masse ist in der US-PS 42 89 798 beschrieben, auf die hier voll inhaltlich Bezug genommen wird.
Das beschichtete Substrat wird dann unter eine Reihe von Strahlungsquellen mit einer Geschwindigkeit von 1,8 m/min geführt. Die erste Strahlungsquelle besteht aus einer Bank von 10 Blaulicht-Lampen. Diese Lampen emittieren Licht mit Wellenlängen zwischen 300 und 420 nm, wobei eine Spitzenemission bei 356 nm mit einer Stärke von 0,4 W/cm stattfindet. Die Belichtung mit dieser Strahlung dauert 22 s und führt zu einer Vorgelierung des unteren Abschnitts der mit ultravioletter Strahlung härtbaren Beschichtung.
Bei dem zweiten Schritt des Härtungsprozesses wird das teilweise gelierte Substrat mit Stickstoff abgeschirmt und unter einer Bank von 12 keimtötenden Lampen vorbeigeführt, die Licht mit einer Wellenlänge von etwa 254 nm emittieren und ebenfalls eine Stärke von 0,4 W/cm haben. Die Belichtung während dieser zweiten Behandlungsstufe dauert 22 s und führt zu einer Gelierung der oberen Oberfläche der Beschichtung.
Beim abschließenden Schritt der Härtung wird in konventioneller Weise das gelierte Substrat mit ultraviolettem Licht vor Stärke, beispielsweise 120 W/cm mit bekannten Lampen belichtet, wodurch man ein vollständig ausgehärtetes Produkt erhält Die mit dieser Schrittfolge erhaltenen Ergebnisse können abhängig von der Verweilzeit des Substrats unter den Lampen mii langwelligem Licht variiert werden. Wenn das Substrat nur
ίο kurz mit der langwelligen Strahlung belichtet wird, stellt sich eine deutlich stärkere Fältelung ein, als bei einem Substrat, das über einen längeren Zeitraum dieser Strahlung ausgesetzt worden ist Der gleiche Effekt kann nicht durch Begrenzung der Anzahl der Lampen mit langwelligem Licht erreicht werden. So führt beispielsweise die Verwendung von 5 Lampen mit langwelligem Licht anstelle von 10 Lampen zu einer unzureichenden Gelierung des Substrats. Umgekehrt hat die Begrenzung der Anzahl der keimtötenden Lampen nicht den gleichen nachteiligen Effekt, wahrscheinlich weil nur der Oberflächenfilm durch die Belichtung mit diesen Lampen geliert Somit ergeben sich nur geringfügige Veränderungen in der Textur, wenn die Anzahl der keimtötenden Lampen von 12 auf 6 verringert wird.
Beispiel 2
Ein herkömmliches Ablösepapier wird mit der mit ultravioletter Strahlung härtbaren Beschichtung nach Beispiel 1 beschichtet Die Beschichtung wird wie in Beispiel 1 gehärtet, wobei jedoch nur 6 keimtötende Lampen verwendet werden. In den Ergebnissen ergeben sich keine Unterschiede, was vermuten läßt, daß die Art der Stützfläche für die Härtung der mit ultravioletter Strahlung härtbaren Beschichtung unwesentlich ist
Beispiel 3
Mit der Beschichtung von Beispiel Ί v. ird eine Fußbodenfliese beschichtet Die beschichtete Fliese durchläuft das Verfahren von Beispiel 1, wobei eine Fördergeschwindigkeit von 6 bis 9 m/min verwendet wird. Bei dieser Geschwindigkeit hat das Substrat eine Verweilzeit von 4,5 s unter jeder Lampenbank. Während dieses Versuchs v/erden 12 keimtötende Lampen eingesetzt, Wie vorher kann die Oberflächenkräuselung bzw. -fältelung durch die Belichtungsdauer des Substrats mit der langwelligen Strahlung eingestellt werden.
Beispiel 4
Unter Verwendung eines massiven Vinylträgers und einer mit ultravioletter Strahlung härtbaren Druckfarbe, welche acryliertes Urethan, N-Vinylpyrroüdon
und Äthoxy-äthoxyäthylacrylat aufweist und eine Viskosität von 1 Pas hat, wird das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt. Man erhält die gleichen Ergebnisse für die mit ultravioletter Strahlung härtbare Drucktinte wie bei der mit ultravioletter Strahlung härtbaren Beschichtung der Beispiele 1 bis 3,

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines eine Oberflächentextur aufweisenden gehärteten Substrats, bei welchem eine durch Ultraviolettstrahlung härtbare Substratmasse mit einer Stärke von nicht weniger als 0,05 mm unter Verwendung einer Inertgasatmosphäre in wenigstens zwei Stufen mit ultraviolettem Licht unterschiedlicher Wellenlänge bestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
DE3325028A 1982-09-29 1983-07-11 Verfahren zur Herstellung eines eine Oberflächentextur aufweisenden gehärteten Substrats Expired DE3325028C2 (de)

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