DE60318422T2

DE60318422T2 - Verkaufsanlage mit antibeschlagbeschichtung und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60318422T2
Application number: DE60318422T
Authority: DE
Inventors: John M. Ballwin ROCHE; Sesha C. Maryland Heights MADIREDDI; Edward A. Corpus Christi Bernheim; Benjamin W. Mathis Raglin
Original assignee: Hussmann Corp
Current assignee: Hussmann Corp
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2023-05-01
Also published as: EP1499218B9; DE07018950T1; ES2299699T3; US20100068398A1; US20100062152A1; EP1499218B1; US20030205059A1; AU2003228772A1; US20070003700A1; ES2296572T1; WO2003092448A1; US20040194388A1; ES2626985T3; EP1499218A1; US8534006B2; DE60318422D1; US20060127586A1

Description

Niedertemperatur- bzw. Gefrierverkaufsanlagen für gefrorene Waren sollen die Produkttemperaturen in der Displayfläche auf weniger als ungefähr 0°C halten, und insbesondere auf weniger als oder entsprechend ungefähr –15°C für gefrorene Waren und unter ungefähr –24°C für Eiscreme, wobei in der Vergangenheit Kühlschlangentemperaturen in dem Bereich von –24°C bis zu ungefähr 37°C notwendig waren. Niedertemperaturverkaufsanlagen werden im Allgemeinen auf Temperaturen von weniger als ungefähr 0°C und insbesondere unter –21°C gehalten. Verkaufsanlagen mit mittlerer Temperatur halten nicht gefrorene Warengüter auf Temperaturen im Allgemeinen in dem Bereich von ungefähr –1°C bis ungefähr 5°C.
Verkaufsanlagen mit mehreren Ablagen zum Eingreifen zur Lagerung und zum Display von frischen und gefrorenen Warenerzeugnissen (einschließlich Eiscreme) stellen im allgemeinen ein vertikales Display für das Produkt zur besseren Sichtbarkeit und Produkterreichbarkeit für die Käufer zur Verfügung. Um das Entweichen der kalten Luft in den Verkaufsbereich zu verhindern, verschließt typischerweise eine Vordertür aus durchsichtigem Glas oder Kunststoff die Displayfläche der Verkaufsanlagen. Glas und Kunststoff sind schlechte thermische Isolatoren. Als ein Ergebnis werden die Türen im Allgemeinen durch zwei oder drei voneinander beabstandete Glasscheiben gebildet, welche ein oder zwei Lufträume definieren, um die thermische Isolierung der Tür zu erhöhen. Die Lufträume müssen für eine maximale Isolierwirkung abgedichtet werden und um das Eindringen von Feuchtigkeit in diese Lufträume zu verhindern. Feuchtigkeit in den Lufträumen kondensiert auf dem kalten Glas (oder beschlägt) und verschleiert den Blick auf das Erzeugnis in der Verkaufsanlage. In der Vergangenheit wurde das Abdichten des Luftraumes durch das Bilden einer "Isolierglaseinheit" oder "IG-Einheit" (manchmal auch ein "Glaspack" genannt) erzielt, welches aus zwei einander gegenüberliegenden Glasscheiben besteht (bezeichnet als "lights" oder "lites"), getrennt von einem metallischen Abstandshalter, gesichert durch ein geeignetes Polymer (z. B. Polysulfid, Polyisobutylen etc.). Das Glaspack wird in einem Metallrahmen angeordnet, um die Tür zu vervollständigen. Daher umfasst das Aufbauverfahren der Tür im Allgemeinen zwei getrennte Schritte des Bildens der abgedichteten Luftabstandshalter, da es ein gutes Festigkeits-zu-Gewicht-Verhältnis aufweist. Zusätzlich ist Metall eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsbarriere, welches, wenn es als Abstandshalter verwendet wird, den Luftraum für viele Jahre vor Feuchtigkeit abdichtet. Metall weist jedoch zwei wichtige Nachteile auf, wenn es in aufzumachenden Türen verwendet wird. Der erste ist, dass das Metall ein schlechter thermischer Isolator ist, und der zweite, dass das Metall ein ausgezeichneter elektrischer Leiter ist.
Herkömmliche Versuche die thermische Leitung durch das Metall in der Tür abzuschwächen umfassen das Anordnen von Barrieren in dem Weg der thermischen Leitung. Andere versuchten den Metallrahmen durch ein polymeres Material, mit einer wesentlich niedrigeren thermischen Leitfähigkeit, vollständig oder teilweise zu ersetzen. Es wird jedoch festgehalten, dass in diesen Versuchen, das in den Türen verwendete Metall zu verringern, die metallischen Abstandshalter nicht eliminiert wurden, noch haben sie die Notwendigkeit ersetzt die Glasscheiben abzudichten, bevor der Rahmen gebildet wurde.
Die elektrische Leitfähigkeit des Metalls ist auch ein Hinderungsgrund, da in der Vergangenheit normalerweise elektrische Leistung verwendet wurde, um eine oder mehrere Oberflächen der Glasscheiben in der Tür zu erwärmen, um zu verhindern, dass sich Kondensation sammelte und den Blick durch die Glas- oder Kunststoffscheibe verschleiert. Zum Beispiel kondensiert die Feuchtigkeit in der relativ warmen Umgebungsluft des Ladens sich sofort an der Außenseite der Tür, wenn diese nicht erwärmt wäre. Des Weiteren kondensiert Feuchtigkeit, wenn die Tür offen ist, an der kalten Innenoberfläche des Glases. Ohne Erwärmung würde sich dieses Kondenswasser nicht schnell entfernen und so den Blick auf das Erzeugnis in der Verkaufsanlage trüben. Typischerweise wurden zwei Arten von Heizvorrichtungen verwendet: (1) ein Antischwitzheizdraht wird auf den Umfang des Metallrahmens aufgebracht; und (2) eine halbleitende Beschichtung oder Film (z. B. Fluor-dotiertes Zinnoxid) auf der Innenoberfläche der Außenglasscheibe in der Tür wird von Stromschienen entlang den gegenüberliegenden Kanten der Scheibe versorgt, um ein elektrisches Potenzial bereitzustellen, wodurch ein Strom durch den elektrisch leitfähigen Film fließt und Wärme erzeugt. Es ist notwendig, die Verdrahtung und Stromschiene, welche den elektrischen Strom zuführen, vorsichtig von dem äußeren Metalltürrahmen und dem inneren Metallabstandshalter zu isolieren. Dies bedeutet, dass ein Teil des Heizfilmes an dem Kantenrand eliminiert werden musste, wo sonst ein Kontakt mit dem Metall stattfinden würde. Es ist erwünscht, elektrische Verdrahtung und Erwärmung zu vermeiden.
Daher werden neue Wege gesucht, das Vernebeln bzw. die Trübung der Scheibe oder der Kunststoffsubstrate zu verhindern oder zu hemmen, wenn eine Tür einer kalten Umgebung ausgesetzt wird (wie oben diskutiert und im größeren Detail im Folgenden), und anschließend Umgebungsbedingungen mit feuchter Luft ausgesetzt wird, wenn sie geöffnet wird. Die kühle Innenfläche einer Kühlschranktür kann einer Umgebung für einige Sekunden, dreißig Sekunden oder länger ausgesetzt werden, abhängig davon, wie lang die Käufer oder Angestellten die Tür offen lassen. In anderen Worten werden neue Wege zur Optimierung der Sichtbarkeit für den Verkauf von gefrorenen Warenprodukten überlegt.
Die Erfindung stellt eine Vielzahl von beschlag- bzw. trübungsbeständigen Beschichtungen zur Verfügung, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können. Insbesondere stellt die Erfindung eine Vielzahl von Kühlschranken und Verkaufsanlagen zur Verfügung, einschließlich eines Glas- oder Kunststoffsubstrates, mit der Beschichtung darauf, wodurch die Substrate im Wesentlichen beschlagbeständig werden.
In einem Gegenstand bietet die vorliegende Erfindung eine Kühlschranktür umfassend ein im Wesentlichen transparentes Substrat mit einer Antibeschlagbeschichtung auf wenigstens einem Teil dieser. Der Teil des Substrates beschlägt im Wesentlichen nicht, wenn der Teil eine anfängliche Oberflächentemperatur aufweist, und anschließend für einen Zeitraum einer Umgebung mit feuchter Luft mit einer Taupunkttemperatur, die der Oberflächentemperatur entspricht oder größer ist, ausgesetzt wird. Die Oberflächentemperatur kann weniger als ungefähr 0°C betragen und der Zeitraum kann größer als ungefähr 6 Sekunden sein.
In einem anderen Gegenstand stellt die Erfindung eine Kühlschranktür bereit, umfassend ein im Wesentlichen transparentes Substrat mit einer Polyurethanbeschichtung darauf. Die Beschichtung kann eine Oberflächenspannung von weniger als ungefähr 60 Dyn/cm besitzen.
In noch einem anderen Gegenstand stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kühlschranktür zur Verfügung, mit einem im Wesentlichen transparenten Substrat. Das Verfahren umfasst das Mischen eines Isocyanats mit einem Polyol um eine Mischung zu bilden, Aufbringen der Mischung auf wenigstens einen Teil des im Wesentlichen transparenten Substrats und anschließend Vernetzen der Mischung. Das Substrat kann Teil einer Kühlschranktür sein oder das Substrat kann zur Herstellung einer Kühlschranktür verwendet werden.
In den begleitenden Zeichnungen, die ein Teil dieser Beschreibung bilden, und wobei ähnliche Bezugszeichen ähnliche Teile bezeichnen, wo sie auftreten, zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer gekühlten Verkaufsanlage;
2 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht der Tür und des damit verbundenen Türgehäuses der Verkaufsanlage;
3 ein stark vergrößerter bruchstückartiger Querschnitt einer Dreischeibentür aufgenommen in der Ebene gemäß Linie 3-3 aus 2, welche eine perfekte Ausführungsform einer nicht erwärmten Tür darstellt, sowohl mit einem hydrophilen Film als auch mit einem niedrigen E-Glas;
4 eine bruchstückhafte Hochkantenaufsicht auf ein Abstandselement für die Tür, welche flach hingelegt wurde und ein metallisches Feuchtigkeitsdichtungsband zeigt, welches oberhalb des Abstandshalters dargestellt ist.
5 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht von einer Ecke des Abstandshalters, installiert auf den Glasscheiben, und teilweise in Explosionsdarstellung, um den Aufbau der Abstandshalteenden darzustellen mit einem Feststellschlüssel für den Abstandshalter für die Tür;
5A eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht von der gegenüberliegenden Seite aus 5;
6 eine seitliche Vergrößerung des Abstandshalterfeststellschlüssels für den Abstandshalter;
6A eine stark vergrößerte bruchstückhafte Ansicht des Abstandshalterfeststellschlüssels, aufgenommen von der rechten Seite aus 6;
7 eine bruchstückhafte vergrößerte Ansicht der oberen Ecke der Tür und des Türgehäuses; wobei Teile weggebrochen wurden, um Details des Aufbaus darzustellen;
7A eine bruchstückhafte vergrößerte Ansicht der unteren Ecke der Tür und des Türgehäuses, wobei Teile weggebrochen wurden, um Details eines Torsionsstabes und des unteren Gelenkaufbaus zu zeigen;
8 eine Explosionsdarstellung, wobei ein Torsionsstabeinstellmerkmal der Tür gezeigt ist;
8A ein Querschnitt aus 8, aufgenommen entlang der Linie 8A-8A;
9 ein Blick auf das Abstandselement, welches um die Glasscheiben aufgebaut ist, und weggebrochen, um die nicht erwärmte Beschichtung darzustellen, welche auf die freiliegende Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht wurde; und
10 eine Ansicht des Abstandshalters und der Glasscheibe von der Seite, welche der Seite in 9 gegenüberliegt, um die Außenscheibe zu zeigen, welche der Umgebung ausgesetzt ist, und teilweise weggebrochen ist, um eine Beschichtung mit niedrigem E darzustellen, welche auf der Innenfläche aufgebracht wurde.
Eine große Vielzahl von Kühlschränken, Kühlschranktüren und Verkaufsanlagen können im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Insbesondere können die hier offenbarten Beschichtungen in Verbindung mit bereits bestehenden Verkaufsanlagen verwendet werden, die Heizvorrichtung einsetzen (wie oben beschrieben) oder mit Verkaufsanlagen, die keine Heizvorrichtungen aufweisen. Beispiele können die gekühlten Verkaufsanlagen umfassen, welche in dem US-Patent Nr. 6,148,563 und 6,401,399 offenbart sind, beide von Roche, und welche beide hier vollständig durch Bezugnahme aufgenommen sind, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Das Folgende ist eine Beschreibung einer bestimmten Ausführungsform einer Verkaufsanlage oder eines Kühlschrankes, auf welche die Beschichtungen verwendet werden können. Wie hier verwendet können "Verkaufsanlagen" und "Kühlschränke" synonym verwendet werden. Die Beschichtung kann mit jedem Kühlschrank oder jeder Verkaufsanlage verwendet werden, und sollte nicht auf die Anwendung des folgenden Beispieles beschränkt werden.
1 zeigt ein Beispiel einer Niedertemperaturverkaufsanlage, welche im Allgemeinen mit M für Offenbarungszwecke bezeichnet ist. Die Verkaufsanlage weist ein äußeres isoliertes Gehäuses auf, mit einer vorderen Öffnung 11 (2), welche von einem Kastengehäuse C definiert wird und von Türen D verschlossen wird, die klappbar an dem Gehäuse C befestigt sind. Insbesondere ist die Tür an dem Türgehäuse C der gekühlten Verkaufsanlage M befestigt, um eine pendelnde Bewegung zwischen einer geschlossenen Position, in welcher die Tür die eingeschlossene vordere Öffnung 11 des Gehäuses 10 (mittlere Tür in 2) bedeckt, und einer offenen Position, für den Zugang zu der gekühlten Displayzone 13 innerhalb des Gehäuses (linke Tür in 2). Eine Vielzahl von Regalbrettern 12 sind wahlweise in dem Gehäuse bereitgestellt, um die Erzeugnisse in der gekühlten Innenzone 13 zu halten und auszustellen. Wie in 2 dargestellt, werden die Türen durch Griffe H geöffnet, um zu der gekühlten Zone 13 im Inneren der Verkaufsanlage Zugriff zu haben, in welcher das Produkt zum Display gehalten wird. Die gekühlte Zone 13 kann durch eine Beleuchtung L beleuchtet werden, welche auf Mittelpfosten 14 des Türgehäuses C befestigt ist. Diese Lampen L werden von Diffusoren 15 bedeckt, welche das Licht innerhalb der Displayfläche 13 der Verkaufsanlage verteilen, wie im Folgenden vollständig beschrieben werden wird.
3 zeigt die Niedertemperaturtür im größeren Detail, einschließlich der drei Glasscheiben, Scheiben oder Substrate G aus Glas, im Einzelnen eine innere Scheibe 17, eine mittlere Scheibe 18 und eine Außenscheibe 19, die montiert werden und zusammen durch den geformten Rahmen F gehalten werden. In einer typischen Dreischeibenplatte bzw. -Panel, sind die Glasoberflächen im Allgemeinen aufeinanderfolgend nummeriert, von 1 bis 6, beginnend an der äußersten, dem Laden zugewandten oder dem Käufer zugewandten Seite. Diese entsprechen den drei Scheiben 19, 18 und 17, als Oberflächen 19a, 19b, 18a, 18b, 17a und 17b (3). Die genaue Anzahl an Scheiben kann unterschiedlich sein, typischerweise werden jedoch wenigstens eine, und noch typischer wenigstens zwei Scheiben in der Tür verwendet. Die Antibeschlagbeschichtungen, die hier beschrieben werden, können unter Verwendung von Aufbringverfahren, die nachfolgend im größeren Detail beschrieben werden, auf jeden Bereich jeder der drei Scheiben aufgebracht werden. Typischerweise werden die hier beschriebenen Antibeschlagbeschichtungen jedoch auf die freiliegende Innenfläche 17b der Innenscheibe 17 aufgebracht, welche dem Produktbereich 13 mit niedriger Temperatur am Nächsten ist (2, 3 und 9).
Die hier verwendeten Kühlschränke können auch selektiv ein Glas mit geringem Emissionsvermögen (Low-E) Glas in Kombination mit dem Innenglas 17 verwenden, welches einen Antibeschlagfilm 80 aufweist. Die Verwendung des Low-E-Glas ist in dieser bestimmten Ausführungsform nicht beschränkt. Eine oder mehrere der Scheiben (17, 18 oder 19) können das Low-E-Glas umfassen oder eine Low-E-Beschichtung darauf aufweisen (wie nachfolgend im größeren Detail beschrieben), und bei der Dreischeibentür D aus 3, können beide Scheiben 18 und 19 mit den Low-E-Beschichtungen 85 bereitgestellt werden. Obwohl jedes der Substrate 19a, 19b, 18a, 18b, 17a, 17b Low-E-Glas umfassen kann oder mit einer Low-E-Beschichtung beschichtet sein kann (d. h. ein geringes Emissionsvermögen besitzen), wird besonders typisch wenigstens eines der Substrate 19b, 18a, 18b und 17a Low-E-Eigenschaften aufweisen. In einem Beispiel können die Substrate 19b und 18b Low-E- Eigenschaften aufweisen, während in einem anderen Beispiel das Substrat 18a und 17a Low-E-Eigenschaften besitzen können. Alternativ können die Substrate 19b und 17a Low-E-Glas umfassen oder eine Low-E-Beschichtung darauf aufweisen. Die Scheiben können erwärmt sein oder nicht. Demzufolge kann die Wirksamkeit der Tür, dem Beschlagen zu widerstehen und/oder eine hohe Durchsichtigkeit beizubehalten, von der Beschaffenheit und dem Aufbringen der Oberflächenbeschichtung abhängen, welche oben beschrieben wurde (zusammen mit dem Türrahmen ohne Metall, welcher jetzt beschrieben wird).
Die Glas- oder Kunststoffscheiben werden in parallelen, voneinander beabstandeten, im Allgemeinen Fläche-zu-Fläche-Positionen relativ zueinander durch einen Abstandshalter S gehalten, um Glasplatten- bzw. -panelgrundbauteil vor dem Formen des Rahmens F zu bilden. Bezug nehmend auf die 3 und 4, kann der Abstandshalter aus Polypropylen, oder einem anderen geeigneten Material bestehen, welches eine niedrige thermische und elektrische Leitfähigkeit in einer Dreischeibentür aufweist, wobei zwei Separator- oder Abstandshalterkörperteile 21 des Abstandshalters S nach innen zwischen den benachbarten Paaren der Glasscheiben (z. B. 17, 18 und 18, 19) angeordnet sind, und wobei diese Bereiche 21 miteinander von einem integralen, einheitlichen Außenwandbereich 22 verbunden werden. Die Anzahl der Separatorteile sind abhängig von der Anzahl der Glasscheiben, welche durch die Separatorteile voneinander beabstandet werden sollen. Jeder Separator- oder Abstandshalterkörperbereich 21 weist einen im Allgemeinen D-förmigen oder rechteckigen Aufbau auf, mit voneinander beabstandeten Seitenwänden 21a, die durch eine freie Innenwand 21b miteinander verbunden sind, die dem Außenwandelement 22 gegenüberliegt. Die Seitenwände 21a befinden sich in Oberflächenkontakt mit den jeweiligen Glasscheiben (17, 18 oder 18, 19) neben den freien Kantenrändern 23 dieser. Zusätzlich kann eine Dichtlippe 23a entlang der Verbindungsstelle der äußeren Seitenwand und freien Wand (21a, 21b) jedes Abstandshalterkörpers 21 bereitgestellt werden, als eine zusätzliche Sicherung des kontinuierlichen dichtenden Eingriffs der Abstandshalterkörper 21 mit den jeweiligen Innenflächen 17a, 19b der äußersten Glasscheiben 17, 19. Ein kontinuierlicher Dichtkontakt der Abstandshalter um die Scheiben verhindert, dass geformtes Material in die abgedichteten Lufträume 23b zwischen den benachbarten Scheiben während der Bildung des Türrahmens F eindringt.
Die planare Außenwand 22 bildet eine Wand jedes Abstandshalterkörpers 21 und weist ein verbindendes Band 22a zwischen den Abstandshalterkörper auf und erstreckt sich lateral nach außen, um Flansche 22h zu bilden, an den äußeren Längskanten der Abstandshalter. Die lateral bzw. seitlich vorstehenden Flanschbereiche 22b stoßen gegen die äußeren Umfangskantenränder 23 der inneren und äußeren Scheiben 17, 19 in der Tür zur zusätzlichen Dichtung und um den Abstandshalter in der Position während des Rahmenformdrucks zu halten. Bezug nehmend auf 3 sind die Abstandshalterkörper 21 typischerweise hohl (24), jedoch mit einem geeigneten Trocknungsmittel 24a (z. B. Molekularsieb) gefüllt, um Feuchtigkeit einzuschließen.
Bezug nehmend auf 4 ist der Abstandshalter S ein flacher extrudierter Streifen mit vier winklig geschnittenen oder abgeschrägten Einkerbungen 25, die in dem Abstandshalter 21 gebildet sind, entsprechend den vier Ecken des Grundglaspanels für die Tür D. Der Abstandshalter S bildet eine äußere Umfangsabdeckung für die drei Scheiben 17, 18, 19, indem er an den Ecken zusammenkommt (auf die Weise einer Gärungsverbindung), wenn der Abstandshalter um die Scheiben herumgelegt wird, so dass die Abstandshaltersegmente sich kontinuierlich entlang der Seiten erstrecken und sich an den Ecken treffen. Der Abstandshalter S ist mit fünf aufeinanderfolgenden Segmenten aufgebaut, welche in 4 aus 26a–26e identifiziert werden, und welche an den Winkelschnitten 25 durch die kontinuierliche Außenwand 22 verbunden sind. Wenn der Abstandshalter S während der Montage mit den Glasscheiben gefaltet oder gebogen wird, befinden sich zwei abwechselnde kurze Segmente 26b und 26d in gegenüberliegender Beziehung und bilden die kurzen horizontalen oberen und unteren Wände des Panels. Das lange Segment 26c definiert den langen vertikalen Wandrand des Panels, welcher der äußere freie (nicht befestigte) Handhabungsrad der Tür wird, und die zwei übrigbleibenden Segmente 26a und 26e an den freien Enden 25a des Streifens werden dem inneren klappbaren vertikalen Rand des Panels schließen und können über einen Abstandshalterfeststellschlüssel 30 miteinander verbunden werden.
Wie am Besten in den 5, 5A, 6, 6A und 9 dargestellt, weist der Feststellschlüssel 30 einen Hauptgruppen- oder Feststellkörper 31 auf (und ursprünglich einschließlich eines elektrischen Verbindungsbereiches 32 für die herkömmliche elektrische Erwärmung der Innenscheibe 17). Der HauptFeststellkörperbereich 31 ist aufgebaut und angeordnet, um zu den freien Enden 25a des Abstandshalters S zu passen und sich mit diesem zu verbinden, und ist mit voneinander beabstandeten Separatorkörperbereichen 31a und einer Verbindungswand 31b mit äußeren Flanschen ausgestattet, um zu dem Aufbau des Abstandshalters 21 zu passen. Verbindungsblöcke oder -schlüssel 31c erstrecken sich längs aus beiden Enden der Separatorkörper 31a, und diese sind so abgemessen, dass sie in die hohlen Aussparungen 24 der Abstandshalterkörper 21 passen (5, 5A und 6A). Zusätzlich besitzt die Innenwand 21b der Abstandshalterkörper 21 eine Öffnung 31d, in der Nähe der freien Kante 25a, und jeder Schlüssel 31c weist eine abgeschrägte Verschlussraste 31c auf, welche in diese Löcher 31d einschnappt und eine sichere Verriegelung mit diesem bildet. Die Tür D, welche eine erwärmte Glasscheibe (17) umfasste, erforderte eine elektrische Schaltung, welche durch elektrische Verbindungsabschnitte 32 und Leitungen 50, 50a zu Verbindungen anpasste und Stromschienen, welche auf der Tür angeordnet und aufgebaut waren, um ein elektrisches Heizfeld über die Innenscheibe 17 bereitzustellen. Da jedoch eine nicht erwärmte Tür bereitgestellt werden kann, die immer noch eine ausgezeichnete Antischleierwirkung bzw. sich schnell reinigende Wirkung aufweist, ist es möglich, die elektrische Schaltung für das Erwärmen des inneren Panels zu eliminieren, einschließlich des vorstehenden elektrischen Verbindungsbereiches 32.
Die bevorzugte Türausführungsform umfasst ein Feuchtigkeitssperrband 33, welches an der Außenfläche der Außenwand 22 und Flansch 22b aufgebracht wird. Dieses Band 33 kann ein Aluminiumfolienband sein oder kann ein dünnes im Wesentlichen nicht metallisches Band aus feuchtigkeitsdichtem metallisierten Polyester/Polyethylenfilm sein, welcher elektrisch nicht leitend ist. Bezug nehmend auf die 3, 4 und 5, weist das Band 33a einen Hauptkörper 33a auf, welcher die gesamte Außenwand 22 des Abstandshalters S bedeckt und weist einen Kantenumbruch auf, welcher sich um die äußeren Flanschsegmente 22b erstreckt und vorzugsweise, auf die benachbarten Außenflächen der inneren und äußeren Scheiben 17, 19. So kann, wie in 4 dargestellt, das Band 33 als ein einheitlicher einstückiger Hauptkörperbogen bzw. -blatt 33a mit integralen Kantenumbruchbereichen (33b) oder als eine Reihe von Hauptkörperbögen oder Segmenten bereitgestellt werden, entsprechend den fünf Abschnitten 26a–26e des Abstandshalterstreifens 21. Die Folien- oder die Filmbögen bzw. -blätter 33a können aufgebracht werden, um die Außenwand 22 über die Länge abzudecken, so dass die äußere Abstandshalterwandoberfläche bedeckt wird, bevor sie mit den Glasscheiben 17–19 verbunden wird. In dem Fall wäre die Breite des Bandes oder Filmes nur etwas größer als die Breite der Außenwand 22. Das Band kann um und unter die Flansche 22b gewickelt werden und würde sich dann, nach der Installierung, in Kontakt mit der Umfangskante der Außenscheiben 17, 19 befinden. Der Feststellschlüssel 30 wird auch von dem gleichen Film oder Band 33c bedeckt. Das Band 33 bietet eine nicht strukturelle Feuchtigkeitssperre, um jeden wesentlichen Übergang oder Wanderung von Wasserdampf in die Räume 23b zwischen den Scheiben zu verhindern.
Wie ausgeführt wird das Grundglaspanel mit den montierten Scheiben, Abstandshalter und Feuchtigkeitssperrband in den äußeren geformten Türrahmen F eingeschlossen. Wie in 3 dargestellt, weist dieser Rahmen F einen Hauptkörperbereich 35 auf, welche den Umfang der Glaspanelbaugruppe umgibt, und besitzt einen äußeren Wandseitenrahmen 35a und Seitenwände 35b, welche sich nach innen erstrecken und die äußeren Glasoberflächenseitenränder (35c) der inneren und äußeren Scheibe 17, 19 umgreifen.
In Verwendung wird die Tür D an das Türgehäuse C der gekühlten Verkaufsanlage M befestigt, um eine schwingende Bewegung zwischen einer geschlossenen Position, in welcher in Tür die eingeschlossene vordere Öffnung 11 in dem Gehäuse (Mitteltür in 2) bedeckt, und einer offenen Position, für den einen Zugang in die gekühlte Displayzone 13 innerhalb des Gehäuses (linke Tür in 2), zu ermöglichen.
Bezug nehmend auf 7 und 7A wird das Gelenk zur Befestigung der Tür während des Rahmenformverfahrens angeordnet, indem eine obere zylindrische Öffnung 38, welche eine Metallhülse oder Buchse 38a aufnimmt, und eine untere zylindrische Öffnung 39, welche eine Hülse oder Buchse 39a aufnimmt, gebildet wird. Nach der Vervollständigung des Formens des Rahmens F um die Glasscheibenbaugruppe, nimmt die obere Buchse 38a vorzugsweise eine Kunststoffhülse 38b auf (9), in welcher ein oberer Gelenkstift 40 gleitbar für eine freie drehende Bewegung aufgenommen wird, so dass dieser Gelenkstift keine feste Verbindung mit dem geformten Rahmen F aufweist. Die Buchse 38a enthält eine Druckfeder 40a, welche den Stift 40 für eine vertikale nach außen gerichtete Bewegung relativ zu dem Rahmen F vorspannt, so dass der Stift nach oben vorsteht, um in einer Öffnung in einer oberen Befestigungsplatte 40b aufgenommen zu werden, welche über Bolzen 40c mit dem Türgehäuse C der Verkaufsanlage M verbunden ist. Die Bolzen 40c werden durch längliche Schlitze 40e aufgenommen, welche an versetzten Positionen in der oberen Befestigungsplatte 40b angeordnet sind, um zu ermöglichen, dass die obere Befestigungsplatte 40b seitlich auf dem Türgehäuse bewegt werden kann. Auf diese Weise kann die Drehachse der Tür für eine optimale Ausrichtung innerhalb der Gehäuseöffnung eingestellt werden.
Die obere Buchsenhülse 38a für den oberen Gelenkstift 40 kann Teil eines oberen Verstärkungselementes 40g sein, geformt in dem Türrahmen, um den Rahmen E in dem Bereich der oberen Türbefestigungsverbindung zu versteifen und zu festigen. Das Element 40g stellt auch einen Bereich (41a) bereit, um einen Gelenkstift 41b aufzunehmen, um ein Ende einer Aufhaltestange 41 mit der Tür zu verbinden. Die Aufhaltestange 41 begrenzt den maximalen Winkel der Öffnung der Tür relativ zu der Verkaufsanlage und dient dazu, die Tür vollständig aufzuhalten, wenn notwendig (z. B. zur Befüllung der Verkaufsanlage).
Wie in 7A dargestellt, ist der untere Schamierstift 43 bereitgestell, um während des Rahmenformverfahrens die untere zylindrische Öffnung 39 für die Buchse 39a zu formen, und nach dem Formverfahren wird eine Kunststoffhülse 39h in eine Metallbuchse aufgenommen, als ein Lager für den unteren Scharnierstift 43, welcher keine feste Verbindung mit dem geformten Rahmen R aufweist. Die untere Buchse 39a kann an ein unteres Verstärkungselement 43a gesichert werden, um den Rahmen F in dem Türbefestigungsbereich zu verstärken, in welchem das Hauptgewicht der Tür I) auf das Gehäuse C übertragen wird. Das untere Ende 43b des Scharnierstiftes steht nach außen unter den Rahmen F und ist hexagonal (oder auf andere Weise geformt) um einen nicht rotierenden Sitz in einer komplementären Öffnung 43c in einer Gehäuselagerplatte 43d aufzuweisen, welche an 43e mit dem Gehäuse C verbolzt ist, siehe 9A. Auf diese Weise dreht die Tür D auf dem unteren Scharnierstift 43 wenn sie geöffnet und geschlossen wird, während der untere Scharnierstift relativ zu dem Gehäuse C stationär ist.
8 und 8A zeigen die Torsionsstangenanordnung 144 für das Selbstverschließen der Tür. Die Anordnung 144 ist in der vertikalen Öffnung 39 in dem geformten Türrahmen F angeordnet. Die Anordnung 144 umfasst ein oberes Torsionsgehäuseelement 146, welches in dem Rahmen F geformt ist, einen Torsionsstab 145 mit einem oberen Nackenende 145b, welches in dem Gehäuseelement 146 aufgenommen wird und ein unteres Ende, welches an einem Drehmomentsteuerelement 148 gesichert ist, und eine untere Lagerplatte 143d mit einer gezahnten Ratschen- bzw. Klinkenöffnung 143c. In dieser Ausführungsform wird die vertikale Öffnung 139 mit der Hülse bzw. Hülle 139a zum Zeitpunkt des Formens des Türrahmens erzeugt, wie zuvor. Das obere Gehäuseelement 146 ist jedoch aufgebaut und angeordnet, um das untere Nackenende 145b des Torsionsstabes mit einer gleitenden Passung in den fertigen Bauteil 144 aufzunehmen. Daher ist das Gehäuseelement 146 aufgebaut, um einen röhrenförmigen Bereich 146d mit einer vertikalen Öffnung 146a bereitzustellen, mit einem Endbereich 146b, um die Hülse 139a aufzunehmen, und einer sich erweiternde Öffnung 146c mit rechteckigem Querschnitt, in welche das Nackenende 145b in einer festen (relativ nicht rotierend) Beziehung mit der Tür D per se aufgenommen wird. Dieses Gehäuseelement 146 wird mit einem integralen starren Seitenbereich 146e gebildet, welche sich lateral von dem röhrenförmigen Bereich 146d erstreckt, um als ein Anker in dem geformten Rahmen F zu dienen.
Das Nackenende 145b ist umgebogen um zu vereinfachen, dass der Torsionsstab 145 daran gehindert wird, um seine Achse an dem oberen Ende innerhalb des Rahmens F zu drehen. Durch das Biegen des Stabes 145 zurück zu sich selbst, wird die wirksame Breite des Stabes an dem Nackenende 145b verdoppelt. Die zwei Kontaktpunkte des Nackenendes 145b, welche in die Wände des Gehäuseelementes 146 innerhalb der erweiterten Öffnung 146c eingreifen, sind für zusätzliche mechanische Vorteile voneinander beabstandet, um dem Drehen um die Achse des Torsionsstabes 145 zu widerstehen. Obwohl das Biegen des Torsionsstabes 145, um das Nackenende 145b zu bilden, dargestellt ist, kann die gleiche Wirkung erzielt werden, indem der Stab mit einem flachen oder breiteren Oberteil (nicht dargestellt) erzielt werden. Zum Beispiel könnte das obere Ende des Stabes 145 (wenigstens der Bereich, welcher in der erweiterten Öffnung 146c aufgenommen wird) abgeflacht werden.
Das Gehäuseelement 146 ist zur allgemeinen Verwendung für rechte und linke Türen aufgebaut und am Ende mit einer mittleren Bahn 146f verdoppelt, welche sich über den Seitenbereich 146e und durch den Mittelpunkt des röhrenförmigen Bereichs 146d in der Nähe der Enden (146b) erstreckt. So kann das Verankern des Gehäuseelementes 146 für den Seitenbereich 146e orientiert werden, um sich in jede Richtung zu erstrecken. Der Seitenbereich 146e ist mit einer Reihe von Taschen oder Aufnahmen 146g ausgebildet, definiert durch voneinander beabstandete Bahnen oder Rippen 146h, um eine Masse des Formmaterials aufzunehmen und mit der Kraft auf das Gehäuseelement zu arbeiten, um eine Schwächung oder Zerstörung des geformten Rahmen zu verhindern, wie von dem Torsionsstab 145 während des Öffnens und Verschließens der Tür D durch eine kontinuierliche Verwendung über lange Zeiträume ausgeübt.
Das Drehmomentsteuerelement 148 an dem unteren Ende des Torsionsstabes 145 weist eine sägezahnartig geformte Ratsche 148a mit typischen vertikalen Arretierkanten 148b und schräge Nockenoberflächen 148c auf. Eine hexagonale oder ähnliche Mutter 148d ist integral oder mit der Ratsche 148a verbunden, zur selektiven Vorspannung des auf die Tür ausgeübten selbstschließenden Drehmomentes. Das heißt, vor dem Einführen der Ratsche 148a in die Öffnung 143c in der unteren Lagerplatte 143d, wird die Mutter 148d gedreht, um den Torsionsstab 145 innerhalb der Buchse 39a zu drehen. Die Ratsche 148a wird anschließend in die Öffnung 143c eingeführt, wobei die Zähne der Ratsche mit den Zähnen der Öffnung im Eingriff stehen, um den Torsionsstab 145 in einem vorgespannten Aufbau zu halten.
Es wird daher deutlich, dass die geformte Tür D einen Metallrahmen vermeiden kann und eine bessere Isolierung und thermische Eigenschaften bereitstellt, bei dem Verschließen der Niedertemperaturproduktzone 13. Um die Tür vor äußerer Kondensation freizuhalten und/oder die innere Kondensation nach dem Öffnen der Tür zu reinigen, kann eine der Türscheiben und die Innenoberfläche der äußeren Scheibe 19 erwärmt werden, indem ein elektrisches Potenzial über einen transparenten, elektrisch leitenden Film auf der Innenoberfläche angelegt wird. Alternativ wird nur die Innenfläche 17a der Innenscheibe 17 erwärmt und dann würde der elektrisch leitende Film nur auf diese Oberfläche (17a) aufgebracht. Zusätzlich kann der Raum zwischen den benachbarten Scheiben mit einem trockenen Gas angefüllt werden, wie Argon oder Krypton, mit einer niedrigen thermischen Leitfähigkeit. Die erhöhte thermische Beständigkeit dieser Anordnung kann die Bedenken hinsichtlich der externen Kondensation reduzieren. Daher wurde die erwärmte Oberfläche auf die Innenscheibe verschoben, auf welcher noch eine Reinigung der Tür benötigt wurde. Man nahm an, dass die Ausführungsform energetisch wirksamer sein, da nur die Hälfte der Leistung notwendig war, um die Tür in einer kommerziell akzeptierbaren Zeit freizumachen.
Die Tür D dieser Ausführungsform kann so ausgebildet sein, dass eine elektrische Wärme zugeführt wird oder nicht, erzielt jedoch kommerziell geeignete Leistung unter Einsatz einer Antischleierbeschichtung (im Folgenden im Detail beschrieben). Die Beschichtung kann auf jeden Bereich der Scheiben 17, 18, 19 aufgebracht werden und kann auf andere Innenbereiche des Kühlschrankes, z. B. Regale oder Spiegel aufgebracht werden. Typischerweise wird die Beschichtung auf die innerste Oberfläche 17b der Innenscheibe 17 aufgebracht, welche der Produktzone 13 gegenüberliegt. Die Antibeschlagbeschichtungen können zusammen mit einem niedrig emittierenden (low-E) Glas oder Beschichtungen verwendet werden. Die Verwendung von Low-E-Gläsern oder Beschichtungen auf den Scheiben ist jedoch nicht erforderlich. Eine Vielzahl von Aufbringverfahren, die im Stand der Technik gut bekannt sind, von denen im Folgenden einige diskutiert werden, können bei den Türen eingesetzt werden.
Die hier beschriebenen Antibeschlagmittel sind mit jeder Kühlschrankeinheit kompatibel, die Glas, Kunststoff oder ähnliche Substrate aufweist, insbesondere wenn diese Substrate im Wesentlichen durchsichtig sind. Die Antibeschlagbeschichtungen funktionieren insbesondere gut, wenn sie zusammen mit einer oder mehreren anderen Scheiben verwendet wird (z. B. 18 und 19), welche wenigstens teilweise aus einem Low-E-Glas hergestellt sind oder umfassen, oder mit einer Low-E-Beschichtung beschichtet sind. Das Low-E-Glas kann ausgewählt werden um zwei primäre Kriterien zu erfüllen: 1) Eine stark reflektierende Fähigkeit bezüglich des Infrarotspektrums (wodurch die unsichtbare Strahlungswärme reflektiert wird); und 2) eine hohe Lichtdurchlässigkeit (so dass die Sichtbarkeit durch dasselbe nicht unklar oder getrübt wird). Low-E-Beschichtungen sind typischerweise "Interferenz"-Beschichtungen von ungefähr einem Viertel Wellenlänge mit einem Emissionsvermögen von "Null", welches einen perfekten Infrarotreflektor identifiziert, bis "Eins", welches das am wenigstens reflektierende und unerwünschteste Material ist. Es gibt eine große Anzahl solcher Glasbeschichtungsmaterialien mit unterschiedlichen niedrig emittierenden Eigenschaften. Klares Fensterglas überträgt die Strahlung zwischen 0,3 bis 2,7 Mikrometer Wellenlänge. 95% der Energie der Strahlung eines schwarzen Körpers ist in diesem Spektrum enthalten. Das sichtbare Spektrum beträgt 0,4–0,7 Mikrometer. Die Infrarotstrahlung beträgt 0,7 bis 1000 Mikrometer. Daher ist es, um den Strahlungswärmezugewinn in einem Kühlschrank zu reduzieren, wünschenswert die nicht sichtbare 0,7 bis 2,7 Mikrometer Infrarotstrahlung zu reflektieren. Das Emissionsvermögen ist das inverse des Reflexionsvermögens. Daher weist ein perfekter Emitter ein Emissionsvermögen von 1 auf und reflektiert nichts. Low-E-Glas und Low-E-beschichtetes Glas oder Kunststoff, wie hier verwendet, sollen sich auf Gläser oder Kunststoffe beziehen, welche so aufgebaut sind, dass sie Strahlung oberhalb von 0,7 Mikrometer nicht emittieren (sondern reflektieren). Dies kann erzielt werden, indem eine dünne Beschichtung (typischerweise ein Viertel der gewünschten Wellenlänge) auf die Oberfläche des Glases oder des Kunststoffes aufgebracht wird. Insbesondere neigen Low-E-Gläser oder Kunststoffe dazu ein hemisphärisches spektrales Emissionsvermögen über 0,7 zu besitzen, und insbesondere zwischen 0,7 bis 2,7. Typischerweise werden verschiedene Schichten verwendet, um einen größeren Prozentanteil in dem 0,7 bis 2,7 Mikrometerbereich zu reflektieren. Die Low-E-Oberflächen oder -beschichtungen können eine sichtbare Lichtdurchlässigkeit von ungefähr 70% bis ungefähr 90% besitzen.
Niedertemperatur- und Norm altem peraturverkaufsanlagen werden normalerweise zur Lagerung und zum Display von Nahrungsmittelprodukten verwendet, die in einem Supermarkt oder einem anderen Nahrungsmittelladen verkauft werden, mit einer temperatur- und feuchtigkeitsgesteuerten Atmosphäre. Das ASHRAE-Design für die beste Verkaufskomfortzone liegt bei ungefähr 24°C DB (dry bulb) mit 55% relativer Luftfeuchtigkeit. Eine Niedertemperaturverkaufsanlage (M) mit einer Temperatur der Produktzone (13) von –21°C führt zu einer Oberflächentemperatur von –18°C auf der Innenoberfläche 17b der inneren Türscheibe 17. Der resultierende Gradient über die Tür zu der äußeren Scheibe 19 hängt teilweise von der Verwendung des Low-E-Glases und der Ladenumgebung ab, in dem obigen Beispiel mit 24°C DB und 55% Raumfeuchtigkeit weist die resultierende Außenscheibenoberfläche (19a) eine Temperatur von ungefähr 15° bis 18°C auf. Es wird daher deutlich, dass ein Teil der Wärme über die Tür D zwischen der Ladenumgebung und der Kaltproduktzone 13 übertragen wird, auch wenn die Tür geschlossen ist und die Zone 13 gegenüber dem Laden abgedichtet ist. Es ist des Weiteren klar, dass die Umgebungswärme und -luftfeuchtigkeit auf die kalte Innenscheibenoberfläche 17b auftrifft, wenn die Tür von einem Käufer geöffnet wird, wobei es die unmittelbar Wirkung ist, dass Wasserkondensation (und Vernebelung) auf den inneren kalten Oberflächen der Tür bewirkt werden (und dem benachbarten Gehäuse und der Produktzone).
Im Allgemeinen weist die Tür D eine Antibeschlagbeschichtung auf, die auf der offenen, nach innen gerichteten Oberfläche 17b der Innenglasscheibe 17 aufgebracht ist, wodurch die Notwendigkeit einer elektrischen Erwärmung einer Glasscheibe vermieden werden kann. Hydrophile Beschichtungen oder Filme können dazu dienen, dass sie die Oberflächenenergie des Substrats erhöhen, wodurch bewirkt wird, dass sich Wasserkondensat auf die Oberfläche legt (im Gegensatz zu dem Tropfenbilden). Daher stellt die Kondensation der Feuchtigkeit, die auf dieser freiliegenden kalten Innenscheibenoberfläche 17b auftritt, wenn die Tür D geöffnet wird, ein transparentes durchsichtiges Phänomen bereit, im Gegensatz zu einer die Sicht verschleiernden Trübung, und wird schnell frei. Typischer Beispiele von hydrophilen Antibeschlagbeschichtungen (welche sich von Beschichtungen unterscheiden können, mit einer hydrophoben Oberfläche und einem hydrophilen Inneren, welche nachfolgend beschrieben werden) sind hydrophile Polyesterfilme und hydrophile pyrolische Titandioxid-Beschichtungen für Glas, welche zusammengesetzt werden und aufgebracht werden, um bestimme bevorzugte Leistungskriterien zu erfüllen, im Vergleich mit typischen erwärmten Türen.
Wie angegeben ist es wünschenswert, dass die hier genannten Beschichtungen ein im wesentlichen nicht beschlagendes Ergebnis auf der inneren Glasoberfläche 17b erzeugt, während der Zeiträume, über die die Tür während des Kaufens offen ist, und diese Wirksamkeit wird durch die Verwendung eines Low-E-Glases 85 gesteigert, insbesondere für die mittlere und äußere Scheibe 18 und 19. Die Türöffnungsdauern können eine Sekunde oder zwei oder mehrere Minuten oder viel länger betragen. Obwohl die Verwendung von zwei Low-E-Beschichtungen auf der Oberfläche 19b (#2) der Außenscheibe und Oberfläche 18b (#4) der mittleren Scheibe offenbart ist, sollte deutlich sein, dass die zwei Low-E-Beschichtungen auf die Oberflächen 2 und 5 oder Oberflächen 3 und 5 mit gleicher Wirksamkeit aufgebracht werden können. Des weiteren wird in den Fällen, in denen die Verkaufsanlage M in Umgebungen mit höherer Luftfeuchtigkeit angeordnet ist, in dem Fall von hydrophilen Beschichtungen welche sich gleichmäßig ausbreiten oder überdecken und zu einer nichtbeschlagenden transparenten Schicht der Feuchtigkeit aufgrund der hohen Affinität der hydrophilen Materialien für Wasserdampf werden, eine größere Feuchtigkeitskondensation auf der Filmoberfläche stattfinden. Solch eine Feuchtigkeitsschicht, wird von dem kälteren Innenraum der Verkaufsanlage angezogen und schnell und gleichmäßig von diesem absorbiert und verdampft.
Typischerweise erzeugen die hydrophilen Materialien dieser Erfindung eine harte, dichte Beschichtung durch die molekulare Bindung an der Zwischenfläche mit der Glasscheibe 17. Eine Härte von ungefähr 2 bis 8 H (Bleistifthärte) ist wünschenswert. Der hydrophile Film setzt den Gefrierpunkt der Oberfläche herunter, um das Anfrieren zu verhindern.
Zusätzlich zu den hydrophilen Beschichtungen kann auch eine breite Vielzahl von hochkratzbeständigen Beschichtungen mit einer hydrophoben Oberfläche und einem hydrophilen Inneren verwendet werden, um das Beschlagen der Oberfläche des Kühlschrankes oder der Verkaufsanlage zu hemmen. Diese Beschichtungen können auf ähnliche Weise wie oben diskutiert aufgebracht werden, um das Beschlagen zu verhindern, und so die Sichtbarkeit für den Handel mit gefrorenen Gütern zu optimieren. Zum Beispiel können Polyurethanzusammensetzungen verwendet werden. Polyurethanzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können nichtbeschlagend und wasserabweisend sein und können eine ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit, Klarheit und Hafteigenschaften auf den meisten Kunststoffen und Gläsern beibehalten. Eine hydrophile Schicht der Zusammensetzung besitzt eine wasserabweisende Oberfläche aufgrund der einzigartigen Materialkombination, welche in der Erfindung ausgeführt ist. Hydrophile und wasserabweisende Eigenschaften werden im Allgemeinen ohne Zugabe von Beschlag verhindernden oberflächenaktiven Mitteln oder der Notwendigkeit nach Kettenverlängerern erzielt. Hierdurch wird die Antibeschlagzusammensetzung gegenüber anderen Materialien hinsichtlich der Beschlageigenschaften überragend. Das Zusammensetzungssystem kann eines oder mehrere der Folgenden umfassen: Ein Isocyanatvorpolymer mit reaktiven oder blockierten Isocyanatgruppen oder einem blockierten Isocyanat, ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares Polyol, kompatible organische Lösungsmittel oder Wasser (und Emulgatoren, sofern sie auf Wasser basieren), jeden notwendigen Katalysator und rheologische Zusatzmittel. Die Erfindung kann auch in einem lösungsmittelfreien Zustand gegossen werden, um einen Film zu erzeugen, oder durch Gießen der Formzusammensetzung.
Die Beschichtungen, welche das Ergebnis des Härtens der Mischungen sind, die auf ein Substrat aufgebracht wurden, neigen dazu, permanente Antibeschlageigenschaften zu besitzen und hart genug zu bleiben, um in jedem Tag Situationen verwendet zu werden, die in Anwendungen wie Kühlschranktüren, Regalen und Spiegeln innerhalb eines Kühlschrankes anderer inneren Bereiche eines Kühlschrankes, optischer Linsen, Schutzbrillen, Frontscheiben, Sonnendächern, Regalen, Spiegeln etc. notwendig sind. Diese Beschichtungen sind insbesondere gut, wenn sie zusammen mit dem oben beschriebenen Low-E-Glas verwendet werden, insbesondere in der Verwendung in einer Verkaufsanlage. Durch das Kombinieren einer porösen hydrophoben Oberfläche mit einem hydrophilen Basispolymer ist es möglich, eine Zusammensetzung zu erhalten, welche ausgezeichnete Antibeschlageigenschaften und Oberflächenhärte besitzt. Die Härte und Hafteigenschaften der Zusammensetzung können deutlich verbessert werden, um die Beschichtungen insbesondere an schwierige Substrate anzupassen, hydrophile (Antibeschlag) Eigenschaften können auch verändert werden, um an die beabsichtigte Endverwendung angepasst zu werden. Lösungsmittelfreie, flüssige Zusammensetzungen, welche als Beschichtungen oder beim Gießen von geformten Elementen verwendet werden können, liegen auch in dem Umfang der Erfindung. Die gewünschten Eigenschaften der Beschichtungen werden im Folgenden im Detail diskutiert.
Die polymere Zusammensetzung zeigt eine ausgezeichnete Oberflächenhärte und wasserabweisende Eigenschaften, ohne dass Kettenverlängerer oder oberflächenaktives Material notwendig sind, um das gewünschte Gleichgewicht der physikalischen und nicht beschlagenden Eigenschaften bereitzustellen. Obwohl die meisten der Mischungen keine oberflä chenaktiven Mittel oder Kettenverlängerer einsetzen, können oberflächenaktive Mittel und Kettenverlängerer in einigen Fällen eingesetzt werden. Demzufolge sind viele der hier beschriebenen Beschichtungen „im wesentlichen frei" von Kettenverlängerern oder oberflächenaktiven Materialien. In diesem Fall bedeutet „im wesentlichen frei" das weniger als ungefähr 3%, insbesondere weniger als 1 und noch typischer 0,5 bis 0% der Kettenverlängerer oder oberflächenaktiven Mittel vorhanden sind. Die hydrophobe Natur der Oberfläche reduziert die Anwesenheit von Wasser, welches auf der Oberfläche abgeschieden ist. Jedes Wasser, das darauf abgeschieden ist, kann wenigstens teilweise durch die porösen Oberflächenschichten absorbiert werden und in das hydrophile Innere der Beschichtung absorbiert werden. Diese Kombination der hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften bietet eine sehr wirksame nichtbeschlagende und Kratzbeständige Oberfläche.
Das Zusammensetzungssystem umfasst typischerweise ein Isocyanat-Vorpolymer mit reaktiven Isocyanatgruppen und einem Blockisocyanat, und ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares Polyol. Das System kann des weiteren geeignete organische Lösungsmittel oder Wasser, Emulgatoren oder Katalysatoren und Farbzusatzmittel (typischerweise mit Anteilen unter 1 Gew.-%) enthalten. Die Reaktion des Isocyanats und des Polyol bildet ein Teil eine hydrophile und ein Teil eine hydrophobe Polyurethanzusammensetzung, wenn sie unter bestimmten Bedingungen reagiert und gehärtet wird. Durch die Veränderung der Art des Isocyanats, der Art und des Molekulargewichts des Polyols, den Prozentanteil der Feststoffe des Materials und des Katalysators, können die Härte, Trübungsbeständigkeit, Wirksamkeit und andere physikalische und chemische Eigenschaften variiert werden.
Insbesondere kann die Beschichtung das Produkt der Reaktion, normalerweise unter Wärme, eines Isocyanatvorpolymers und eines Polyalkylenglycols sein. Isocyanataddukte und Vorpolymere sind besonders wirksam bei der Erfindung, einschließlich blockierte oder nicht blockierte cyclische oder aliphatische Diisocyanate. Polyalkylenglycolpolymere, die verwendet werden können, umfassen Diole, multifunktionelle Varianten, wie Tri- und Tetrahydroxyglycole, verzweigte Ethylenoxid/Propylenglycolcopolymer und Blockpolymere der obigen. Katalysatoren können die herkömmlichen organometallischen Materialien umfassen, die normalerweise verwendet werden, um Polyurethansubstanzen herzustellen. Insbesondere kann Dibutylzinndilaurat als ein geeigneter Katalysator verwendet werden. Andere Zusatzstoffe umfassen Lösungsmittel, und rheologische Zusatzstoffe. Der Einschluss von katalytischen Substanzen ist abhängig von der Wahl der polymeren Funktionalität und des beab sichtigten Härteablaufs. Daher funktionieren einige Materialien gut ohne die herkömmlichen Polyurethaninitiatoren.
Diese Materialien werden im Folgenden im größeren Detail beschrieben.
Isocyanate
Typischerweise werden die Isocyanatvorpolymere verwendet, um die Beschichtung, welche 2 oder 3 Isocyanatgruppen enthalten, herzustellen, obwohl mehr Gruppen auch geeignet sind. Beispiele von Isocyanatsystemen umfassen ein Biuret oder ein Isocyanurat eines Diisocyanats, Triisocyanats oder Polyisocyanats. Die folgenden sind typische Diisocyanatvorpolymere, die verwendet werden können: Hexamethylendiisocyanat, Diisophorondiisocyanat und Toluoldiisocyanat. Blockisocyanate können auch verwendet werden um eine Bestandteilbegrenzung und Stabilitätsprobleme anzusprechen.
Mischungen mit den Blockpolyisocyanaten können unter Verwendung der hier diskutierten Aufbringverfahren aufgebracht werden. Typischerweise werden Mischungen mit den Blockpolyisocyanaten gehärtet oder erwärmt, nachdem sie auf ein Kunststoff- oder Glassubstrat aufgebracht wurden. Während des Härteas zersetzen sich die Blockpolyisocyanate, so dass die Isocyanatgruppen vorhanden sind, um mit den aktiven Gruppen der Polyole zu reagieren (im Folgenden im Detail diskutiert), wodurch sie zu einer wesentlichen Vernetzung und Härtung der Beschichtung führen. Blockisocyanate sind Isocyanate, bei welchem wenigstens eine Isocyanatgruppe mit einem schützenden oder Blockmittel reagiert hat, um ein Derivat zu bilden, welches sich beim Erwärmen zersetzt, um das Schutz- oder Blockmittel zu entfernen und die reaktive Isocyanatgruppe freizusetzen.
Beispiele der Blockiermittel für Polyisocyanate umfassen aliphatische, cycloaliphatische oder aralkylmonohydrische Alkohole, Hydroxylamine und Ketoxime. Andere Beispiele erhältlicher Blockierungsmittelfunktionalitäten umfassen die folgenden: Oxime (Verbindungen enthaltend das Radikal -CH(:NOH)), Pyrazole, Phenole und Caprolactame. Typische Pyrazole sind 4-gliedrige Ringe mit der folgenden Formel:
Blockisocyanate und Kombinationen der obigen erzeugen auch wirkungsvolle Zusammensetzungen.
Die meisten dieser Blockpolyisocyanate neigen dazu, sich bei Temperaturen von über 90°C bis ungefähr 180°C (160°C) zu zersetzen. Andere Blockpolyisocyanate können sich jedoch bei niedrigen Temperaturen zersetzen, insbesondere wenn sie in Begleitung eines Katalysators verwendet werden. Zum Beispiel kann die Temperatur, auf welche der beschichtete Gegenstand erwärmt werden muss, im Allgemeinen auf ungefähr 100 bis 140°C fallen, wenn die unten diskutierten Polyisocyanate verwendet werden. Die Anwesenheit eines Katalysators kann die Reaktionsrate zwischen den befreiten Polyisocyanaten und der aktiven Hydroxylgruppe des Polyols erhöhen. Beispiele der Blockpolyisocyanate mit einer niedrigeren Zersetzungstemperatur umfassen Verbindungen, mit den folgenden allgemeinen Formeln: R-Ym Formel A wobei R eine cycloaliphatischer, heterocyclischer, m-wertiger aliphatischer, oder aromatischer Rückstand ist und jedes Y, welches gleich oder voneinander verschieden sein kann, ist
wobei R₁ oder, wenn n mehr als 1 beträgt, jedes R₁, welches das gleiche oder unterschiedlich sein kann, ein Alkyl, Alkenyl, Aralkyl, N-substituiertes Carbamyl, Phenyl, NO₂, Halogen oder
Gruppe ist, wobei R₂ eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist,
n 0, 1, 2, oder 3 ist
und m eine ganze Zahl > 1 ist, vorzugsweise 2–6.
Wenn R₁ eine Alkyl- oder Alkenylgruppe darstellt, kann sie bis zu 4 Kohlenstoffatome enthalten. R₁ kann auch eine Aralkylgruppe sein, wobei der Arylteil Phenyl sein kann und der Alkylteil 1 bis 4 Kohlenstoffe enthalten kann. Wenn R₁ ein Halogen ist, kann es typischerweise Chlor oder Brom sein.
Das Blockpolyisocyanat der Formel A wird gebildet, indem das Polyisocyanat R(NCO)_m mit einer ausreichenden Menge eines Pyrazols der Formel:
vermischt wird, so dass das Reaktionsprodukt im Wesentlichen keine freien Isocyanatgruppen enthält und ein Urea der Formel I ist. Diese Reaktion ist exotherm und da sich das Reaktionsprodukt zersetzt, wenn die Temperatur ausreichend angehoben wird, kann ein Kühlen notwendig sein, um die Temperatur der Reaktionsmischung unten zu halten, vorzugsweise auf 80°C oder weniger.
Andere Blockiermittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können Pyrazole sein, der Formel:
wobei R₁ und n wie oben definiert sind. Beispiele der Pyrazole umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf 3,5-Dimethylpyrazol, 3-Methylpyrazol, 4-Nitro-3,5-dimethylpyrazol und 4-Bromo-3,5-dimethylpyrazol.
Einige dieser Pyrazole können hergestellt werden, indem Acetylaceton (AA) in ein Derivat umgewandelt wird, welches mit Hydrazin reagiert, um das gewünschte Pyrazol zu erzielen, wie unten dargestellt: AA + N_a + CH₂=CHCH₂Cl → Ac₂CHCH₂CH=CH₂ AA + N_a + PhCH₂Cl → Ac₂CHCH₂Ph AA + PhNCO → Ac₂CHCONHPh
Das Polyisocyanat, welches blockiert werden soll, kann jedes organische Polyisocyanat sein, welches zur Vernetzung von Verbindungen, die aktiven Wasserstoff enthalten, geeignet ist, z. B. solche die oben angeführt sind, wie auch aliphatische, einschließlich cycloaliphatische, aromatische, heterocyclische und gemischte aliphatische aromatische Polyisocyanate, enthaltend 2, 3 und mehr Isocyanatgruppen. Die Gruppe R ist normalerweise eine Kohlenwasserstoffgruppe, Substitution z. B. durch Alkoxygruppen ist jedoch möglich.
Andere Blockisocyanate können umfassen, sollten jedoch nicht beschränkt werden auf, Hexamethylendiisocyanat, Toluoldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Bis(methylcyclohexyl)diisocyanat, Oxim blockiertes Hexamethylendiisocyanat, Diethylmalonat blockiertes Toluoldiisocyanat. Das Isocyanat kann auch ein Biurat sein, z. B. definiert als die partielle Reaktion eines Polyisocyanats mit Hydroxyl- oder Aminbestandteilen um die Isocyanatterminalgruppen zu erhöhen. Alle Isocyanate, welche als Desmodur Warenzeichen angeführt sind, können auch verwendet werden, einschließlich Desmodur 75, bei welchem es sich um ein Hexamethylendiisocyanat hat.
Andere Isocyanatverbindungen können z. B. Ethylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Decamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, 2,4,4-Trimethylhexamethylen-1,6-diisocyanat, Phenylendiisocyanat, Tolylen- oder Naphthylendiisocyanate, 4,4'-Methylen-bis(phenylisocyanat), 4,4'-Ethylen-bis(phenylisocyanate), ω,ω'-Diisocyanato-1,3-dimethylbenzol, ω,ω'-Diisocyanato-1,3-dimethylcyclohexan, 1-Methyl-2,4-diisocyanatocyclohexan, 4,4'-Methylen-bis(cyclohexylisocyanat), 3-Isocyanato-methyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat, Dimersäure-diisocyanat, ω,ω'-Diisocyanato-diethylbenzol, ω,ω'-Diisocyanatodimethylcyclohexylbenzol, ω,ω'-Diisocyanatodimethyltoluol, ω,ω'-Diisocyanato-diethyltoluol, Fumarsäure-bis(2-isocyanatoethyl)ester oder Triphenylmethantriisocyanat, 1,4-Bis-(2-isocyanatoprop-2yl)benzol, 1,3-Bis-(2-isocyanatoprop-2yl)benzol.
Diese Isocyanate sind kommerziell von Herstellern und Vertreibern wie DuPont, Dow, Cytec, PPG, Crompton, Bayer und Baxenden erhältlich. Typischerweise weisen die Isocyanate, welche verwendet werden, niedrige Molekulargewichte auf, z. B. Hexamethylendiisocyanat und Toluoldiisocyanat, um die zur Verfügung stehende Antibeschlagwirkung zu maximieren.
Es können auch Polyisocyanate verwendet werden, erhalten durch die Reaktion einer überschüssigen Menge an Isocyanat mit a) Wasser, b) einem Polyol mit niedrigem Molekulargewicht (z. B. m. w. < 300) oder c) einem Polyol mit mittlerem Molekulargewicht, z. B. ein Polyol mit mehr als 300 und weniger als 8000 Molekulargewicht, z. B. Sucrose, oder durch die Reaktion des Isocyanats mit sich selbst, um zu einem Isocyanurat zu gelangen. Das Polyol mit niedrigerem Molekulargewicht umfasst z. B. Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,3-Butylenglycol, Neopentylglycol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, Hexamethylenglycol, Cyclohexandimethanol, hydrogeniertes Bisphenol-A, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, 1,2,6-Hexantriol, Glycerin, Sorbitol oder Pentaerythritol und deren Kombinationen.
Polyole
Typische Polyole, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden, weisen ein Molekulargewicht von wenigstens 90, und insbesondere von wenigstens ungefähr 600, und typischerweise wenigstens ungefähr 800 auf. Das Molekulargewicht der Polyole beträgt im Allgemeinen weniger als ungefähr 30.000, insbesondere weniger als ungefähr 12.000, noch bevorzugter weniger als ungefähr 4.000 und typischerweise unter 1.500. Die Polyole, welche in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden, können gerade, verzweigt oder zyklisch.
Beispiele einiger der vielen möglichen Polyole umfassen Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglycole (PEGs), und Polypropylenglykole (PPGs). Eine allgemeine Formel der Polyalkylenglykole folgt: H(OR)_nOH, wobei R eine Alkylgruppe und n > 10 ist. Eine allgemeine Formel für polyethylenglykole ist H(OCH₂CH₂CH₂)_nOH, wobei n > 2 ist. Eine allgemeine Formel für Polypropylenglycol ist H(OCH₂CH₂CH₂)_nOH, wobei n > 2. Typischerweise sind die Polyole wasserlöslich oder dispergierbar. Blockpolymere von Polyalkylenglycolen und insbesondere Blockpolymere von Polyethylenglycol und Polypropylenglycolen können verwendet werden. Insbesondere können üblicherweise Polyethylen-90 oder Polyethylen-180 verwendet werden. Polyoxyethylenglycole können auch verwendet werden.
Während eine breite Vielzahl von Polyolen verwendet werden können, setzt ein typisches System wenigstens eines der Polyalylenglycole, wasserlöslicher Triole, Tetrahydroxy funktionell verzweigter Ethylenoxid/propylenglycolcopolymere, Blockpolymere dieser und Kombinationen dieser ein. Andere Variationen umfassen wasserlösliche Triole oder Glycerinpolymere und andere multifunktionelle, verzweigte Polyhydroxylverbindungen, wie Tetrahydroxy funktionellen Copolymer von Ethylenoxid und Propylenglycol und/oder Blockpolymerkombinationen jedes der obigen. Tetrahydroxy funktionelle-verzweigte/Ethylenoxid/Propylenglycol Copolymere können auch verwendet werden.
Katalysatoren
Katalysatoren können in Verbindung mit den Mischungen und Beschichtungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden oder nicht. Wenn sie verwendet werden, kann eine breite Vielzahl von Katalysatoren, welche im Stand der Technik bekannt sind, verwendet werden. Zum Beispiel können Katalysatoren, wie Dibutylzinndilaurat oder Triethylendiamine, verwendet werden. Zusätzliche umfassen andere Katalysatoren, die verwendet werden können, die folgenden, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Amine, wie Tetraethylbutandiamin, Azine, wie 1,4 Diaza(2,2,2)bicyclooctan, oder andere Oganozinn-Verbindungen, wie Zinnoctat. Diese Katalysatoren können die Reaktion vereinfachen und können verwendet werden, um die Mischung zu härten. Insbesondere können die Katalysatoren während des Erwärmens wirksam sein, um die Dissoziation der blockierten Polyisocyanate zu vereinfachen, so dass die Isocyanatgruppe vorhanden ist, um mit den aktiven Gruppen der Polyole zu reagieren, um so zu einem wesentlichen Vernetzen und Härten der Beschichtung zu führen.
Lösungsmittel
Die Mischungen der vorliegenden Erfindung können wenigstens ein Lösungsmittel enthalten oder nicht. Eine breite Vielzahl von Lösungsmitteln können verwendet werden und werden von Fachleuten auf diesem Gebiet verstanden. Zum Beispiel kann tertiärer Butylalkohl, welcher unten dargestellt ist, verwendet werden:
Andere Lösungsmittel, die verwendet werden können, umfassen Diacetonalkohol, primären und sekundären Alkohol. Ein nicht polares Lösungsmittel, welches verwendet werden kann, ist Xylol, obwohl polare Lösungsmittel dazu neigen besser zu sein.
In dem Fall der Beschichtungen, welche reaktive Isocyantate verwenden, werden nicht reaktive Lösungsmittel, wie tertiärter Butylalkohol, Diactetanalkohol, Isophoron, Glycolether EB (2-butoxyethanol), und dergleichen verwendet. In diesen Systemen besteht der größere Teil der Lösungsmittelmischung aus polaren Lösungsmitteln ohne primäre oder sekundäre Alkohole. Kleinere Mengen an Aliphaten, Aromaten und anderen nicht polaren Lösungsmitteln können den Rest bilden, wenn erwünscht.
Das System kann lösungsmittelfrei hergestellt werden. Diese Form der Erfindung kann verwendet werden, um Filme, gegossene/geformte Gegenstände und koextrudierte Gegenstände herzustellen. Unter Verwendung von Verfahren, welche in der Industrie bekannt sind, ist die Herstellung von dünnen Filmen, festen Filmen und monolithischen Formen (d. h. Linsen, 3-dimensionalen Gegenständen etc.) möglich.
In Systemen, welche blockierte Isocyanate verwenden, sind die meisten Lösungsmittel einsetzbar. Jedes einer Vielzahl von Lösungsmitteln, einschließlich Alkoholen, Ketonen, Aromaten und Aliphaten, können verwendet werden, abhängig von dem spezifischen Substrat und/oder Verwendung und den Härtebedingungen.
Rheologische Mittel
Die Mittel und Beschichtungen der vorliegenden Erfindung können auch rheologische Zusatzmittel umfassen. Rheologische Mittel können verwendet werden, um die Filmdicke zu erhöhen, ohne den Feststoffanteil zu erhöhen, um die Beschichtung, die Gleitsteuerung, Fluß/Verlaufsschwierigkeiten zu stabilisieren. Beispiele der rheologischen Mittel umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Ethylzellulose, Methylzellulose, assoziative PUR Verdicker, Antizerkratzmittel und Kombinationen dieser. Beispiele können DC 28, vertrieben von Dow Corning, oder L-7602 und 17608, erhalten von Crompton, Pittburg, PA, umfassen, von denen einige Polyethersilikon Fluß/Verlaufsmittel umfassen.
Die Mischung

Typischerweise umfasst die Mischung der vorliegenden Erfindung das folgende:

Polyol	ungefähr 10,0% bis ungefähr 85,0 Gew.-%;
Isocyanat	ungefähr 15,0% bis ungefähr 90,0 Gew.-%;
Katalysator	ungefähr 0,0% bis ungefähr 2,0 Gew.-%;
Lösungsmittel	ungefähr 0,0% bis ungefähr 95,0 Gew.-%; und
Rheologisches Mittel	ungefähr 0,0% bis ungefähr 2,0 Gew.-%.

Diese Bestandteile werden unter Verwendung von Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, gewogen. Einige oder alle der Bestandteile werden unter Verwendung von einfachem Vermischen, Zumischen, Homogenisieren oder einer Kombination dieser vermischt, um die Mischung zu bilden. Diese anfängliche Mischung wird normalerweise bei Umgebungsbedingungen durchgeführt, d. h. Umgebungstemperaturen und -druck. Jedes dieser Mischverfahren ist im Stand der Technik gut bekannt.
Die Mischungen können anschließend auf eine Vielzahl von Substraten unter Verwendung einer Vielzahl von Verfahren aufgebracht werden, welche im Stand der Technik gut bekannt sind. Zum Beispiel können die Mischungen, welche hier besprochen werden, direkt oder indirekt auf Glas oder Kunststoff aufgebracht werden. In anderen Worten können ein oder mehrere Substrate, Schichten oder andere Substanzen zwischen der Mischung (und nachfolgend der Beschichtung) und dem Glas- oder dem Kunststoffsubstrat existieren.
Wie hier verwendet bedeutet „das Aufbringen einer Mischung auf ein Substrat", „ein Substrat mit einer Beschichtung" darauf oder „ein Substrat mit einer Beschichtung auf wenigstens einem Teil dessen", dass ein oder mehrere Substrate, Beschichtungen, Schichten oder andere Substanzen dazwischen existieren können, es sei denn, es ist anders angegeben. Zum Beispiel können die Mischungen oder Beschichtungen, die hier beschrieben sind, auf ein Kunststofffilm (z. B. einem Akrylklebstoff) aufgebracht werden, wobei sich der Kunststofffilm mit dem Glas- oder Kunststoffsubstrat verbindet. Zusätzlich können Mischungen oder Beschichtungen auf einen Kunststofffilm mit niedrigem E oder einem Substrat aufgebracht werden. Bezug nehmend sind das Glas, die Härte, die Färbbarkeit, das Abweisen von Wasser und die hydrophile Eigenschaft Eigenschaften, die bei der Auswahl des Glases berücksichtigt werden müssen. Auf Kunststoffen sind die zu berücksichtigenden Eigenschaften die Härte, die Färbbarkeit unter Verwendung einer heißen Farbe bei 90°C, die Abweisung des Wassers, die hydrophile Eigenschaft, die Flexibilität, die Thermoverformbarkeit unter Verwendung von Wärme und/oder Druck und Adhäsion. Beispiele der möglichen Kunststoffsubstrate umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Polycarbonat, Allyldiglycolcarbonate oder deren Copolymere, Acryle, Urethan, Polysulfon, Polyarylat, PETG, PET, Polyolefine und deren Kombinationen. Die Auswahl der Basiskomponenten kann wichtig sein. Zum Beispiel trägt die Auswahl einer aliphatischen Polyurethanbasis zu einer guten Beständigkeit in Bezug auf nachteilige Wetterbedingungen und solare Alterungs/Ultraviolette Strahlen bei.
Die Verwendung der Low E-Oberflächen und der Beschichtungen, die oben beschrieben sind, erzeugen überragende Ergebnisse.
Die Mischungen können auf die Substrate unter Verwendung einer Vielzahl von Verfahren aufgebracht werden, die im Stand der Technik gut bekannt sind. Zum Beispiel können die Mischungen auf das Substrat unter Verwendung von Hochdrucksprühverfahren aufgebracht werden. Zusätzlich kann das Substrat in die Mischung getaucht werden. Fluß-, Spin-, Vorhang- und Bladeverfahren können auch verwendet werden.
Nachdem die Mischung auf das Substrat aufgebracht ist, wird die Mischung Umgebungstemperaturen ausgesetzt. Typischerweise dauert das Aussetzen mehr als eine Minute und insbesondere mehr als ungefähr 10 Minuten. Das Aussetzen gegenüber Umgebungstemperaturen nach dem Aufbringen beträgt im allgemeinen weniger als ungefähr 60 Minuten, und insbesondere weniger als ungefähr 40 Minuten. Die Mischung wird im Allgemeinen Umgebungsbedingungen ausgesetzt, so dass jedes Lösungsmittel in der Mischung verdampfen kann.
Die Mischung kann dann gehärtet werden. Typischerweise kann die Mischung wenigstens kurz bei einer Temperatur gehärtet werden, welche höher als 80°C ist, insbesondere höher als 100°C und besonders bevorzugt höher als 125°C. Das Härten wird im Allgemeinen bei Temperaturen von weniger als ungefähr 180°C, insbesondere weniger als ungefähr 135°C und noch bevorzugter weniger als ungefähr 125°C durchgeführt. Die Härtedauer kann variieren. Typischerweise wird die Mischung für wenigstens ungefähr 10 min gehärtet, insbesondere wenigstens ungefähr 20 min und noch bevorzugter wenigstens ungefähr 40 min. Die Härtedauer beträgt im Allgemeinen weniger als ungefähr 60 min und insbesondere weniger als ungefähr 40 min. Insgesamt hängt die Härtetemperatur und -dauer von dem Schmelzpunkt des Substrates ab, wie auch den Arten und Molekulargewichten des verwendeten Isocyanats, Polyols und Blockiermittels. Die beabsichtigte Verwendung des Teils kann auch die Härtetemperatur und -dauer bestimmen. Wenn ein blockiertes Isocyanat verwendet wird, muss die Härtedauer und -temperatur ausreichend sein, damit der Blocker dissoziieren kann, wodurch ermöglicht wird, dass die Isocyanatgruppe mit den Hydroxylgruppen reagieren und vernetzen kann. Im Allgemeinen sind die Mischungen, welche auf die Substrate aufgebracht werden, das Ergebnis wenigstens eines Vorpolymerisocyanates, welche wenigstens teilweise mit wenigstens einem der Polyole reagieren. Die resultierende Mischung umfasst demzufolge ein vernetztes Polyurethan.
Eine Änderung der Menge der einzelnen Bestandteile, d. h. Verhältnisse des Lösungsmittels, Polyole, Isocyanate, etc, führen zu Erzeugnissen mit variablen funktionellen Eigenschaften. Die Beschichtungen und Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können eine Vielzahl von chemischen und physikalischen Eigenschaften und Funktionalitäten besitzen.
Die resultierende gehärtete Beschichtung ist zum Teil hydrophil und zum Teil hydrophob. Insbesondere ist die Oberfläche im wesentlichen hydrophob, während das Innere im wesentlichen hydrophil ist. Indem eine poröse hydrophobe Oberfläche mit einem hydrophilen Basispolymer kombiniert wird, ist es möglich, eine Zusammensetzung zu erhalten, welche ausgezeichnete Antibeschlageigenschaften und Oberflächenhärte besitzt. Die absorbierende Polymerbeschichtung der Erfindung besitzt eine wasserabweisende Oberfläche aufgrund der einzigartigen Materialkombinationen, wie in der Anmeldung ausgeführt. Diese hydrophobe Oberfläche kann erzielt werden, während eine hydrophile Kernschicht beibehalten wird, indem die oberflächenaktiven Mittel im wesentlichen ausgeschlossen und Polyole mit höherem Molekulargewicht verwendet werden, wie hier diskutiert. Das Erhöhen des Molekulargewichtes der Polyole führt dazu zunehmend mehr nichtpolare Polyurethane nach der reaktion mit den Isocyanaten zu erzeugen, wie oben diskutiert. Diese Polyurethane mit höherem Molekulargewicht tragen zu der Wasserabweisung der Beschichtungen bei.
In Bezug auf die hydrophobe Eigenschaft kann Wasser zum Teil von der Beschichtung ablaufen, wenn diese auf ein Substrat aufgebracht ist. Ein Teil des Wasser wird tatsächlich abgewiesen bzw. abgestoßen. Die Oberflächen dieser bestimmten Beschichtungen werden von dem Wasser nicht bedeckt oder benetzt. Dies beruht auf der Oberflächenspannung der Beschichtung, welche die Wasserabweisung oder hydrophobe Eigenschaft der Beschichtungen begründet. Typischerweise ist die Oberflächenspannung der Beschichtungen größer als ungefähr 15 Dyn/cm, noch bevorzugter größer als ungefähr 20 Dyn/cm, und noch bevorzugter größer als ungefähr 25 Dyn/cm. Die Oberflächenspannung beträgt typischerweise weniger als ungefähr 60 Dyn/cm, obwohl die Oberflächenspannung geringer als ungefähr 50 Dyn/cm oder sogar geringer als ungefähr 45 Dyn/cm sein kann. Die Oberflächenspannung der Beschichtungen wurde gemäß des Wilhelmy Platten Verfahrens getestet, welches gut bekannt ist oder von Fachleuten auf diesem Gebiet herausgefunden werden kann.
Gehärtete Beschichtungen der vorliegenden Erfindung, welche Produkte der Reaktion von Polyolen mit einem Molekulargewicht von weniger als ungefähr 600 (siehe nachfolgendes Beispiel 1) sind, können dazu neigen, eine Oberflächenspannung von ungefähr 56 bis unge fähr 61 Dyn/cm aufzuweisen. Polyurethane, welche aus Polyolen mit einem Molekulargewicht von ungefähr 600–800 (siehe Beispiel 6), ungefähr 800–1500 (siehe Beispiel 4), ungefähr 1500–4600 (siehe Beispiel 3) und sogar ungefähr 12000 hergestellt sind, neigen dazu Oberflächenspannungen von ungefähr 50–57 Dyn/cm, ungefähr 27–38 Dyn/cm, ungefähr 23–25 Dyn/cm und ungefähr 21 Dyn/cm aufzuweisen. Je geringer die Messung in Bezug auf Dyn/cm ist, desto hydrophober ist die Oberfläche. In anderen Worten bedeutet die geringe Oberflächenspannung, dass das Wasser tatsächlich abgestoßen wird (d. h. es perlt ab), statt dass es eine Schicht bildet oder absorbiert wird. Demzufolge zeigen durch die Verwendung von Polyolen mit höheren Molekulargewichten die resultierenden Polyurethane eine hydrophobere Tendenz, wenigstens von der Oberfläche.
Wie hier diskutiert, weisen die hier beschriebenen Beschichtungen auch einen hydrophilen inneren Bereich auf. Die hydrophile Eigenschaft kann durch die Gewichtszunahme der Beschichtungen bei einem Eintauchen in Wasser gemessen werden. Insbesondere ist die „hydrophile Eigenschaft" ein Maß der prozentualen Gewichtszunahme, welche eine Beschichtung aufweist, nachdem sie vollständig in ein wässriges Medium für 96 Stunden bei 20 bis 25°C eingetaucht wurde. In anderen Worten neigt die Beschichtung dazu während diese Zeitraumes eine bestimmt Menge an Wasser anzuziehen. Der Unterschied zwischen dem Gewicht der Beschichtung nach dem Eintauchen und dem Gewicht der Beschichtung vor dem Eintauchen, ausgedrückt als die prozentuale Gewichtszunahme (im Vergleich mit dem Gewicht der nicht eingetauchten Beschichtung), misst die hydrophile Eigenschaft der Beschichtung. Typischerweise nehme die hier beschriebenen Beschichtungen mehr als ungefähr 20% Gewicht zu, insbesondere mehr als ungefähr 30% Gewicht und häufig mehr als ungefähr 35% Geicht. Die Gewichtszunahme in im Allgemeinen geringer als ungefähr 150% und typischerweise ist die Gewichtszunahme geringer als ungefähr 140% und noch bevorzugter weniger als ungefähr 110%.
Wie im Detail in den Beispielen dargestellt, können Polyurethane, welche aus Polyolen mit einem Molekulargewicht von ungefähr 400 (siehe Beispiel 1) hergestellt werden, eine Gewichtzunahme von ungefähr 140% aufweisen, wenn sie den oben beschriebenen Bedingungen ausgesetzt werden. Polyurethane, welche aus Polyolen mit Molekulargewichten von ungefähr 800–1.500 (siehe Beispiel 2) hergestellt werden, weisen eine Gewichtszunahme von zwischen ungefähr 75 und ungefähr 105% auf, während Polyurethane, welche aus Polyolen mit Molekulargewichten von ungefähr 4.600 hergestellt werden, eine Gewichtszu nahme von ungefähr 35% aufweisen können. Typischerweise ist, je höher das Molekulargewicht des Polyols, welches zur Herstellung der Beschichtung verwendet wird, ist, desto weniger hydophil ist die hydrophile Eigenschaft der Beschichtung. Für die meisten Fällen kann eine einfache Interpolierung verwendet werden, um die hydrophile Eigenschaft der Beschichtungen, welche hier diskutiert werden, basieren auf diesen Zahlen grob zu bestimmen.
Zusätzlich besitzen die Beschichtungen ausgezeichnete Antibeschlageigenschaften, nachdem sie gehärtet wurden. Demzufolge sind die Beschichtungen für eine Reihe von Anwendungen geeignet, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Eyewear-, Optik-, Kraftfahrzeug- und Gebäudeglasoberflächen und flache Bögen. Die gehärteten Antibeschlagbeschichtungen weisen die Fähigkeit auf Wasser sowohl abzustoßen als auch zu absorbieren, eher als das Wasser nur zu bedecken. Insbesondere weisen viele der Beschichtungen der vorliegenden Erfindung die Fähigkeit auf die EN-166, EN-168 und ENE-2205 (analog zu der hier beschriebenen ASTM D 4060 Verschleißtest) zu bestehen, bei welchen es sich um standardisierte Tests handelt, deren Beschreibungen von der europäischen Union erhalten werden können. Insbesondere können die hier beschriebenen Beschichtungen den EN-166 test in über einer Minute bestehen, und häufig in über fünf Minuten.
Glas oder Kunststoff (der gewöhnlich durchsichtig ist), beschichtet mit den hier beschriebenen Beschichtungen, neigen sich dazu zu beschlagen, wenn die einer „kalten Umgebung", in welcher die Temperatur zwischen ungefähr 10°C bis ungefähr –25°C beträgt, für mehr als 30 Sekunden und anschließend feuchten Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden. Bei diesen Temperaturen ist die relative Luftfeuchtigkeit natürlich relativ gering. Auch nachdem sie der kalten Umgebung für mehr als eine Minute ausgesetzt wurden, beschlagen viele der Substrate nicht, unabhängig von der Zeit, über welche sie den Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Im Detail beschlagen die Substrate nicht, nachdem sie der kalten Umgebung für eine Minute oder mehr ausgesetzt sind, und anschließend Umgebungsbedingungen für zehn Sekunden, 30 Sekunden und sogar drei Minuten oder mehr ausgesetzt werden. Viele der beschichteten Substrate beschlagen nicht, nachdem sie einer feuchten Umgebung für mehr als fünf Minuten, mehr als 10 Minuten ausgesetzt wurden, und sogar undefinierbar nachdem sie aus der kalten Umgebung entfernt wurden, in welcher sie eine Minute oder länger waren.
Insbesondere wurden in einer Reihe von Experimenten, durchsichtige Glass- und Kunststoffsubstrate, welche mit den hier beschriebenen Beschichtungen versehen waren, einer Vielzahl von Temperaturen, die in die kalte Umgebung fallen, für ungefähr eine Minute ausgesetzt, und wurden anschließend Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Viele Substrate beschlugen nicht, nachdem sie den Umgebungsbedingungen für 10 Sekunden, 30 Sekunden und sogar drei Minuten oder länger ausgesetzt wurden. Viele der Beschichtungen beschlugen unter allen diesen Bedingungen überhaupt nicht. In einer weiteren Reihe von Experimenten wurden unterschiedlich beschichtete durchsichtige Glas- und Kunststoffsubstrate unterschiedlichen Temperaturen innerhalb der kalten Umgebung für ungefähr fünf Minuten oder länger ausgesetzt. Die Substrate wurden entfernt und unterschiedlichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Die Substrate beschlugen nicht nach 10 Sekunden. Viele der Substrate beschlugen nicht nach dreißig Sekunden, nach 3 Minuten, nach 5 Minuten, nach 10 Minuten oder länger. Viele der Substrate beschlugen überhaupt nicht.
Zusätzlich können die Teile der Substrate, welche mit den Antibeschlagbeschichtungen beschichtet sind im wesentlichen nicht beschlagen, wenn der beschichtete Teil eine anfängliche Oberfächentemperatur aufweist und dann einer feuchten Umgebungsluft mit einer Taupunkttemperatur entsprechend der Oberflächentemperatur oder höher über einen Zeitraum ausgesetzt wird. Insbesondere beschlagen die Substrate nicht, wenn die anfängliche Oberflächentemperatur geringer als eine oder mehrere der folgenden ist: 20°C, 10°C, 5°C, 0°C, –5°C, –10°C, –15°C, –18°C, –20°C und –25°C. Der Zeitraum des Aussetzens der Taupunkttemperatur, welche der Oberflächentemperatur entspricht oder höher ist, kann größer als einer oder mehre der folgenden sein: 0 Sekunden, ungefähr 1 Sekunde, ungefähr 3 Sekunden, ungefähr 5 Sekunden, ungefähr 6 Sekunden, ungefähr 10 Sekunden, ungefähr 30 Sekunden, ungefähr 1 Minute, ungefähr 2 Minuten, ungefähr 15 Minuten, ungefähr 30 Minuten und ungefähr eine Stunde. In anderen Worten, wenn die beschichteten Substrate zunächst einer der Temperaturen, welche oben angeführt sind oder darunter liegt, ausgesetzt werden und anschließend einer Taupunkttemperatur entsprechend der Oberflächentemperatur oder darüber über einen der oben beschriebenen Zeiträume ausgesetzt werden, wird das Substrat im wesentlichen nicht beschlagen. Nicht jede hier beschriebene Beschichtung wird das Beschlagen bei jedem und allen dieser Parameter verhindern, obwohl es einige der Beschichtungen können. Die Taupunkttemperatur, welche der Oberflächentemperatur entspricht oder größer ist, kann die Umgebungsbedingungen umfassen.
Typischerweise umfassen die Umgebungsbedingungen jede Temperatur oder Luftfeuchtigkeit, die in die unten diskutierten Umgebungstemperaturen und -feuchtigkeiten fallen. Umgebungstemperaturen umfassen Temperaturen, die typischerweise größer als 10°C sind, und im allgemeinen größer als 15°C sind. Umgebungstemperaturen sind normalerweise geringer als ungefähr 60°C, typischerweise geringer als ungefähr 55°C, und insbesondere geringer als ungefähr 50°C. Relative Umgebungsfeuchtigkeit bedeutet, das etwas Feuchte in der Luft vorhanden ist. Relative Feuchtigkeiten sind im allgemeinen größer als ungefähr 20%, typischerweise größer als ungefähr 30% und noch typischer größer als ungefähr 35%. Die relative Feuchtigkeit ist typischerweise geringer als ungefähr 100%, typischer geringer als 95%, und besonders bevorzugt geringer als ungefähr 90%. Die typischen Umgebungsbedingungen betragen 18°C bis ungefähr 30°C und eine relative Luftfeuchtigkeit von ungefähr 40 bis ungefähr 70%. Wie hier verwendet, sollen sich „feuchte Umgebungsbedingung" und „feuchte Umgebungsluft" auf Temperaturen und relative Feuchtigkeiten beziehen, die in die Bereiche diese Absatzes fallen, die meistens mit den feuchten Umgebungsbedingungen in einem Lebensmittelgeschäft, Verbrauchermarkt oder Supermarkt verbunden werden, oder den Bedingungen unmittelbar neben einem Getränkekühler. Feuchtigkeit ist typischerweise unter diesen Bedingungen vorhanden. Substrate, die zunächst der kalten Umgebung ausgesetzt werden, werden nicht beschlagen, wenn sie einigen oder allen der Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden.
Das Härten der Mischungen führt auch zu Beschichtungen mit ausgezeichneten Härteeigenschaften, wie durch die Untersuchung, angegeben durch ASTM D 4060 gezeigt. Insbesondere neigen die Beschichtungen dazu einen Taber-Haze-Wert von weniger als ungefähr 10% bei 100 Zyklen mit 500 g Beladung und einer CS-10F Beladung aufzuweisen, und insbesondere von weniger als ungefähr 5%. Einige der Beschichtungen, die hier beschrieben werden, können einen Taber-Haze-Wert von weniger als ungefähr 3% aufweisen oder sogar ungefähr 1%. Typischerweise zeigen bekannte Antibeschlagbeschichtungen einen Taber-Haze-Wert von mehr als 15%. Die meisten Polysiloxanhartbeschichtungen zeigen einen Taber-Haze-Wert von 3 oder mehr.
Wenn die Beschichtungen gemäß der ASTM 3363, welche nachfolgend im Detail erläutert wird, untersucht werden, neigen die Beschichtungen dazu eine Härte von mehr als ungefähr 2 H zu zeigen und typischerweise von mehr als ungefähr 4 H. Im allgemeinen ist die Härte geringer als ungefähr 8 H und geringer als ungefähr 6 H. Bei dieser Untersuchung werden die unteren 10–15 mm des Bleistift von dem Holz befreit, so dass nur die Bleimine aus dem Bleistiftkörper herausragt. Anschließend wird die Mine senkrecht auf eine flache Oberfläche gehalten, auf welcher ein Stück Sandpapier befestigt ist. Der vorstehende Abschnitt der Mine wird dann unter 90° abgeschliffen, um so die Spitze der Mine perfekt flach und senkrecht zu der Länge des Bleistiftes zu erzeugen. Der Härtetest wird durchgeführt, indem ein Bleistifthärtetester eingesetzt wird, bestehend aus einem rollenden Tester mit einem Gewicht von 200 g, und Befestigen des Bleistiftes mit einem Winkel von 45° an dem Körper des Testers und bis auf die darunter liegende Testoberfläche. Die Einrichtung wird über die Probe bewegt (flach liegend, horizontal auf einer harten Oberfläche) über eine Entfernung von 24 mm. Während er bewegt wird, schneidet/ätzt die Mine des Bleistiftes (unter einem Winkel von 45°) einen Kratzer/Linie in die Oberfläche der Probe, wenn das Graphit/die Härte des Bleistiftes härter ist als die beschichtete Oberfläche der Probe. Die Härte wird als die härteste Mine bewertet, bei welcher kein sichtbarer Kratzer zurückbleibt.
Die Beschichtungen der vorliegenden Erfindung können auch ausgezeichnete Haftungseigenschaften aufweisen, angegeben durch die Eigenschaft der Beschichtung das hier beschriebene ASTM B 3359 Verfahren B zu bestehen. Zum Beispiel können viele der Beschichtungen wenigsten einem, zwei, drei und sogar fünf Abzügen mit einem herkömmlichen Scotch Tape 3M 160 auf einer 100 Quadratbereich überstehen, ohne sich abzulösen. Des weiteren können einige der Beschichtungen sogar siedendem Wasser widerstehen und Adhäsionsuntersuchungen über 120 Minuten bestehen.
Die Beschichtungen neigen ferne dazu im wesentlichen klar zu sein. Diese Eigenschaft macht die Beschichtungen ideal für Substrate, die durchsichtig sind. In anderen Worten, die Beschichtungen trüben den Blick durch das durchsichtige Substrat nicht. Wenn sie auf durchsichtige Substrate aufgebracht werden, können die Beschichtungen weniger als 0,5% durch ein Hazemeter ermittelbare Trübung bzw. Nebel zeigen, und insbesondere weniger als 0,3% durch ein Hazemeter ermittelbare Trübung und noch bevorzugter weniger als 0,2% durch ein Hazemeter ermittelbare Trübung.
Die Lebensdauer der Beschichtung, wenn diese auf ein Substrat aufgebracht wird, ist typischerweise größer als ungefähr zwei Jahre, kann jedoch auch größer als ungefähr fünf Jahre sein, und sogar länger als ungefähr zehn Jahre. Die Lagerungslebensdauer der Mischungen ist auch exzellent. Zusammensetzungen können in Ein- oder Zwei Komponenten (2 K) Formen zusammengesetzt werden. Dies ermöglicht die Auswahl einzigartiger reaktiver Ma terialien, welche die verschiedenen Notwendigkeiten des Endproduktes erfüllen. Typischerweise beträgt die Lagerungslebensdauer der Mischungen wenigstens ungefähr 6 Monate, manchmal wenigstens ungefähr 1 Jahr und manchmal wenigstens ungefähr 2 Jahre.
Die Beschichtungen zeigen auch eine außergewöhnliche Thermoverformbarkeit. Insbesondere wurden die Beschichtungen auf Substrate aufgebracht und anschließend zwischen zwei Stücken aus gekrümmten Metal unter großer Wärme gebogen, insbesondere bei Temperaturen von mehr als ungefähr 150°C, und sogar von mehr als 180°C für ungefähr 1 bis ungefähr 2 Minuten. Die Beschichtungen rissen nicht oder verloren die Haftungseigenschaften während dieses Testes nicht.
Die Beschichtungen neigen dazu nach dem Härten eine Dicke von wenigstens einem halben Mikron aufzuweisen, insbesondere von mehr als ungefähr einem Mikron, noch bevorzugter von mehr als ungefähr 3 Mikron und typischerweise von mehr als ungefähr 5 Mikron. Die Dicken neigen auch dazu geringer als ungefähr 30 Mikron zu sein, insbesondere geringer als ungefähr 20 Mikron und typischerweise geringer als ungefähr 15 Mikron.
Die resultierenden Urethane akzeptieren auch kommerziell erhältliche Farbeneinfärbungen und Behandlungen mit funktionalisierten Lösungen (d. h. Antibeschlag, UV-Filtration, Antistatik), welche von der optischen Industrie eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert, welche den Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen.
Beispiele
Beispiel 1
Um die Herstellung einer verschleißbeständigen Antibeschlagbeschichtung mit einer hydrophilen Oberfläche zu erläutern. Teil A wurde unter Verwendung eines einfachen Mischens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, mit Teil B vermischt. Teil A umfasste ungefähr 28,1 g Desmodur N-75 (Bayer) gut vermischt mit ungefähr 21,9 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste ungefähr 37,8 g Diaceton gut vermischt mit ungefähr 11,0 g PEG-90, 0,2 g Dibutylzinndilaurat und DC-57 Zusatzmittel (Dow Corning). Die Mischung wurde unmittelbar auf ein Lexan-Polycarbonat mit 4 Inch im Quadrat über eine Spritzpistole aufgebracht. Die Mischung wurde anschließend für ungefähr 10 Minuten bei Raumtemperatur stehen gelassen.
Anschließend wurde sie bei 125°C für eine Stunde gebrannt. Die Probe wies ausgezeichnete Antibeschlageigenschaften auf, wenn auf sie geblasen wurde. Ein Taber-Abraser-Verschleißtest mit 100 Zyklen führte zu einer Trübung von weniger als 5% unter Verwendung einer Beladung von 500 g und einem CS-10F Abraserrad. Es wird festgehalten, dass die Lichtdurchlässigkeit der beschichteten Probe die des unbeschichteten Polycarbonats überschritt (ungefähr 92% vor dem Aufbringen der Beschichtung). Einzeln zeigte jedes Teil eine Lebensdauer von mehr als 6 Monaten ohne einen Verlust der Eigenschaften nach dem geeigneten Mischen. Die Lagerungslebensdauer der hergestellten/gemischten Zusammensetzung betrug ungefähr 24 bis 36 Stunden. Siehe Tabelle 1 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 2
Teil A wurde mit Teil B unter Verwendung eines einfachen Rührens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, vermischt, um die Mischung zu bilden. Teil A umfasste 28,1 g Desmodur N-75 (Bayer) gut vermischt mit ungefähr 21,9 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste ungefähr 35,8 g Diaceton gut vermischt mit ungefähr 13,9 g Polyethylenglycol-180, 0,2 g Dibutylzinndilaurat und 0,05 DC-57 hergestellt von Dow Corning. Die Mischung wurde unmittelbar durch Fließbeschichtung auf ein Teflon beschichtetes Metal mit 4 Inch in Quadrat aufgebracht, und bei Umgebungsbedingungen für ungefähr 5–10 Minuten stehen gelassen. Der abgekühlte, gehärtete Film wurde von der Teflonoberfläche abgezogen und um einen Stahlstab mit 0,5'' gewickelt, um die Flexibilität des Films zu beobachten. Keine Risse oder Zerkratzen bzw. Beschädigung wurde beobachtet, nachdem der gehärtete Film selbst einige Male herumgewickelt wurde. Der Film zeigte ausgezeichnete Antibeschlageigenschaften, wenn auf ihn geblasen wurde oder er Änderungen der Temperaturen und Luftfeuchtigkeit unterworfen wurde. Kondensierter Wasserdampf verringerte die Klarheit nach einigen Minuten des Aussetzens. Der Film zeigte ausgezeichnete Antibeschlageigenschaften, wenn auf ihn geblasen wurde, er füllt leichte Kratzer auf, welche mit einem 6 H Bleistift erzeigt wurden und wies eine außergewöhnliche Flexibilität auf. Diese Beschichtungen widerstehen einem Reißen, wenn sie in eine runde Form gerollt werden. Siehe Tabelle 1 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 3
Beispiel 3 zeigt die Herstellung einer wasserabweisenden Antibeschlagbeschichtung für den Gebrauch bei niedrigen Temperaturen. In einem 1-Liter Becherglas, welches mit einem Rührfisch und einem Heizmantel ausgerüstet war, wurden ungefähr 200 g Baxenden 7683, erhalten von Baxenden, mit ungefähr 281 g Diacetonalkohol gerührt, um eine Lösung von blockiertem Polyisocyanat in Lösungsmittel herzustellen. Die Lösung wurde anschließend auf 60°C erwärmt. Zu der erwärmten, gerührten Lösung wurde eine Lösung aus 179 g PEG in ungefähr 179 g Diacetonalkohl zugegeben. Die Lösung wurde gerührt und auf 60°C für 10 Minuten gehalten. Anschließend wurden jeweils 1,6 g von Dibutylyindilaurat und von DC-57 Zusatzmittel (Dow Corning) eingerührt, um eine Beschichtungszusammensetzung zu erzeugen. Die erwärmte Mischung wurde anschließend auf Glasplatten über Fließbeschichtung aufgebracht und vertikal bei Umgebungsbedingungen für 5 Minuten hängen gelassen. Proben wurden für ungefähr 25 Minuten bei 150°C gebrannt. Anschließend wurden die abgekühlten, gehärteten Proben –25°C für 10 Minuten ausgesetzt und dann Umgebungsbedingungen (25°C, 70 bis 75% relative Luftfeuchtigkeit) ausgesetzt. Dies wurde 20-mal wiederholt. Das beschichtete Glas behielt seine Klarheit und sammelte keine übermäßige Feuchtigkeit auf den beschichteten Oberflächen. Die Oberflächenspannungen betrugen ungefähr 23 Dyn/cm² im Vergleich mit dem unbehandelten Glas, welches eine Oberflächenspannung von ungefähr 76–78 Dyn/cm² aufwies. (dies quantifiziert die hydrophobe Eigenschaft der Oberfläche der Erfindung, wenn diese mit Polyolen mit höherem Molekulargewicht hergestellt wird). Siehe Tabelle 1 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 4
Um die Herstellung einer wasserabweisenden Antibeschlagbeschichtung zu erläutert, wurden 396 g Desmodur N-75 (Bayer) mit ungefähr 193 g Diacetonalkohol in einem 1 Liter Becherglas, welcher mit einem Magnetfisch ausgestattet war, gerührt, um eine Lösung aus blockiertem Polyisocyanat in Lösungsmittel herzustellen. Zu dieser gerührten Lösung wurde eine Lösung mit ungefähr 147 g PEG-1500 in ungefähr 147 g Diacetonalkohol zugegeben. Anschließend wurden ungefähr 2,2 g Dibutylyindilaurat, ungefähr 0,5 g FC-4430 (3 M, Minnesota) – Fluß/Verlauf-Hilfsmittel und ungefähr 1,0 g Silwet L-7602 – Gleit/Antizerkratz-Hilfsmittel unter Rühren zugegeben, um eine Beschichtungszusammensetzung mit niedriger Viskosität herzustellen. Kommerzielle ADC (Allyldiglycolcarbonat, CR-39) Platten mit 4 Inch mal 4 Inch, wurden geätzt, gereinigt und anschließend in die gefilterte Beschichtungslösung eingetaucht, unter Verwendung einer 4,5 Inch/Minute Herausziehrate. Die beschichteten Proben wurden anschließend für 90 Minuten bei 105°C gebrannt. Die gehärteten Proben waren sehr gut. Die nach dem Konditionieren bei ungefähr 20–22°C, 70–75% relative Luftfeuchtigkeit für ungefähr 24 Stunden gemessene Oberflächenspannung betrug: 27–29 Dyn/cm². Siehe Tabelle 1 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 5
Um die Herstellung einer anderen wasserabweisenden Antibeschlagbeschichtung zu erläutern wurden 115 g eines DEM(Diethymalonat)-blockierten Hexamethylendiisocyantvorpolymers, enthaltend 70% Feststoffe (Baxenden 7683) in bezug auf das Gewicht in Methoxypropanl (Glycolether PM), zu 100 g 2-Butoxethanol (glycolether EB) zugegeben. Zu dieser gerührten Lösung wurden zugegeben: 1,1 g DBTDL (Dibutylzinndilaurat), 10% in EB. Anschließend wurden 38,5 g eines monohydroxy-funktionellen Polypropelenpolyglycols (B01/120 von Clariant Deutschland) und 20,0 g eines Polycaprolactons (CAPA 3091 von Solvay UK) zugegeben. Schließlich wurden eine Lösung aus 0,8 g DC-57, und 1,5 g Silwet L-7608 Verlauf & Luftabgabehilfsmittel in 150 g DA zugegeben, um die Beschichtungszusammensetzung zu vervollständigen. Polyamidlinsen (Trogamid Marke) wurden gereinigt, mit der Lösung bei 20°C durch Fließbeschichtung aufgebracht und anschließend für 15 Minuten vertikal aufgehängt, so dass die Lösungsmittel teilweise verdampfen konnten. Die beschichteten Proben wurden in einem Konvektionsofen gehärtet. Die Proben wurden nach 120 Minuten bei 1909°C entfernt und abgekühlt. Die Antibeschlageigenschaften waren ausgezeichnet, und beschleunigte Außenbewetterungs(QUV Testkammer von Q-Panel Corp)-Tests zeigten eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber UV und Feuchtigkeit. Siehe Tabelle 1 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 6

Um die Herstellung einer 3-dimensionalen Form (Monolith) zu erläutern, welche permanente intrinsische Antibeschlageigenschaften zeigt. Eine Mischung aus ungefähr 5500 g Caprolactam blockiertem 100% festem TDI Vorpolymerprodukt (Baxenden BI 7773), ungefähr 1200 g PEG-800, und 2200 g eines Polyethylenglycolmonomethylether mit einem Molekulargewicht von 720–780 (M750 von Clariant) wurden miteinander bei Raumtemperatur verrührt. Zu der gut gemischten Flüssigkeit wurden ungefähr 5,4 g DBTDL und ungefähr 0,5 g Zinndiocctoat zugegeben. Die flüssige Formzusammensetzung wurde in Rechtecke mit 100 cm × 100 cm × 1 cm Dicke gegossen. Die Probe wurde zwischen zwei Glassplatten gegossen, die mit einer elastomeren Silikondichtung abgedichtet waren und bei 165°C für 2 Stunden gehärtet. Nach dem Abkühlen und Entfernen aus der Form, zeigte die verfestigte Probe ausgezeichnete optische Eigenschaften und gute Härte. Die nicht beschlagenden Eigenschaften waren an allen Oberflächen ausgezeichnet. Die Linsen wurden auch gefärbt und behandelt um UV zu blockieren, unter Verwendung einer heißen (90–92°C) wässrigen Lösung aus Electron Beam Gray und UV-Shield (BPI von Miami FL). Nachdem sie 10 Minuten ausgesetzt wurden, wurden die Linsen abgespült und getrocknet. Der Lichttransmissionsgrad betrug < 2%. Siehe Tabelle 1 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften. Tabelle 1

ID	LT%¹	Nebel%²	Taber-Haze Test 3%	Haftung⁴ %	Bleistift Härte⁵	Chemische Beständigkeit⁶	Schlagbeständigkeit⁷	Antibeschlag⁸	Einsickern von Wasser – AF⁹
1	> 97,4	< 0,5%	4,7	100	6 H	Bei Aceton durchgefallen alle Anderen bestanden	Bestanden	40 s bestariden	20 s durchgefallen
2	> 99,1	< 0,1	3,9	100	-na-	Alle bestanden	-na-	-na-	-na-
3	> 98,0	< 0,3	1,8	90/100*	8 H	Alle bestanden	-na-	5 Min bestanden	5 min bestanden
4	> 96,8	< 0,2	2,2	100	4 H	Bei Aceton durchgefallen Bei Xylol durchgefallen alle Anderen bestanden	Bestanden	3 min bestanden	2 Min bestanden
5	> 92,5	< 0,5	1,1	100	4 H	Bei Isopropanol** durchgefallen alle Anderen bestanden	Bestanden	2 min bestanden	2 min bestanden
6	> 94,3	< 0,5	0,78	-na-	5 H	alle bestanden	Bestanden	Undefinierbar bestanden	Undefinierbar bestanden

* Beispiel #3, wenn wiederholt unter Verwendung eines lufttrockenen Primers hergestellt aus 0,5% Silquest A-1100 in Isobutanol. Der Primer wurde gerührt und auf das Glas Substrat gesprüht. Nach 30 Minuten Lufttrocknung wurde die Zusammensetzung aus beispiel #3 aufgebracht und wie zuvor gehärtet. Die Adhäsion war ausgezeichnet.
** Isopropanol Aussetzen führte zu dem Auftreten von sichtbarem Nebel – Polyamidsubstrate werden von den Alkoholen angegriffen.
1. ASTM (American Society for Testing and Materials) E 1348: Testverfahren zur Durchlässigkeit durch Spektroskopie unter Verwendung von hemispherischer Geometrie
2. ASTM E 284: Reflektionsnebel
3. ASTM D 4060: Verfahren zur Verschleißbeständigkeit organischer Beschichtungen – 100 Zyklen unter dualer 500 g Beladung unter Verwendung einer herkömmlichen Taber Abraser Einrichtung (CS-10F Calibrase Abraserrad)
4. ASTM D 3359 Verfahren B: herkömmliches Testverfahren zur Messung der Adhäsion durch den Tape-Test
5. ASTM D 3363: Testverfahren der Filmhärte
6. ASTM D 1308: Test Verfahren der Wirkungen von Haushaltschemikalien auf klare organische Schichten. Die Chemikalien umfassten: Isopropanol 70%, Aceton, Petroleum Ether/Hexan, Xylol, Ammoniak, Essigsäure, Salzsäure, Windex, Coca Cola/Kaffee/Tee, Schweiß/Salzlösung und Wasser.
7. ASTM D 2794: Testverfahren der Beständigkeit der organischen Beschichtungen gegenüber der Wirkung von schneller Verformung (Schlag)
8. EN 166 europäischer Antibeschlagstandart – kontinuierliche photometrische Messung des Lichttransmissionsgrades der Probe, welche einer nebel fördernden Umgebung. Misst den Punkt des verlustes von 20% Klarheit.
9. ASTM D 870: Praxis zur Überprüfung der Wasserbeständigkeit von beschichtungen unter Verwendung von Eintauchen in Wasser. Messung der Antibeschlagleistung (w/EN 166) nach 96 Stunden kontinuierlichen Aussetzen von Wasser, gefolgt von einem Konditionieren bei 25°C/70–75% relative Luftfeuchtigkeit für 24 Stunden vor dem Testen.

Beispiel 7
Beispiel 7 erläutert die Herstellung einer weiteren wasserabweisenden Antibeschlagbeschichtung zur Verwendung bei niedrigen Temperaturen. Die Vorpolymerlösung folgt: in einem 10 Liter Polyethylenbehälter, welcher mit einem mit Getriebe angetriebenen Rührer und einem eingetauchten Heizer ausgestattet war, wurde 1948 g Caprolactam blockierter TDI Vorpolymer mit einem Äquivalenzgewicht von 1395 mit 400 g 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon und 200 g 2-Butoxyethanol gerührt, um eine Lösung aus blockiertem Polyisocyanat in Lösungsmittel herzustellen.
Ein 3-halsiger Kolben mit rundem Boden wurde mit einem Magnetfisch, Refluxkondensator und einem Heizmantel ausgestattet. Eine Mischung aus 855 g pulverförmigen PEG-4600 und 200 g PEG-1000 wurde in den Kolben geschüttet und 400 g tert-Butanol wurde hinzugefügt. Wärme wurde angelegt und die Lösung wurde für 10 Minuten in Reflux gebracht, um die PEG Feststoffe aufzulösen. Die Lösung wurde auf 60°C abgekühlt und zu der Vorpolymerlösung unter Rühren zugegeben. 2,8 g Dibutylzinnlaurat (DBTDL) wurden für 15 Minuten eingerührt und anschließend wurden jeweils 0,4 g L-7602 und L-7608 zugegeben.
Die Lösung wurde auf 50–55°C über den eintauchenden Heizer gehalten und durch einen 0,5 μm Kartidge-Filter filtiert. Glasplatten wurden mit einer 0,25% eines aminofunktionellen Silikonadhäsionsbeschleunigers (Silquest A-1106) in einer 50/50 wässrigen Ethanollösung besprüht. Nach dem Trocknen für 5 Minuten bei 20°C, wurde das grundierte Glas IR-Lampen für 15 Minuten ausgesetzt um die grundierte Oberfläche zu härten und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die filtrierte heiße Beschichtungslösung wurde auf die grundierten Glasplatten aufgebracht und vertikal bei Umgebungsbedingungen für 25 Minuten hängen gelassen. Die Proben wurden 45 Minuten bei 150°C mit einem Umluftofen gehärtet. Nach dem Härten wurden die Proben auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Oberflächenspannung betrug ungefähr 29 Dyn/cm² und die Proben besaßen eine ausgezeichnete Oberflächenhärte.
Die hergestellten Proben wurden –10°C für 5 Minuten ausgesetzt und anschließend einer Feuchtigkeitstestkammer ausgesetzt, welche auf 20°C und 80% relative Luftfeuchtigkeit gehalten wurde. Das beschichtete Glas behielt die Klarheit undefinierbar bei und sammelte keine übermäßige Feuchtigkeit auf den beschichteten Oberflächen, d. h. die Oberflächen beschlugen nicht. Die Proben wurden auch in entionisiertem Wasser durch Eintauchen für 96 Stunden gesättigt. Nach dem Entfernen aus dem Wasser wurden die Proben einer Un tersuchung bei niedriger Temperatur wie oben unterworfen. Die Proben sammelten übermäßig Feuchtigkeit auf ihren Oberflächen nachdem sie 5 Minuten der Feuchtigkeitskammer ausgesetzt waren, beschlugen aber nicht. Nachdem die Proben 30 Minuten bei 20°C und 75% relativer Luftfeuchtigkeit im Gleichgewicht waren/zeigten die getrockneten Proben die gleichen Eigenschaften wie bei dem anfänglichen Test. Siehe Tabelle 2 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 8
Ähnlich zu Beispiel 7 wurden 2782 g eines Pyrazol blockierten Toluoldiisocyanatvorpolymers mit einem Äquivalenzgewicht von 560 g mit 400 g 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon und 250 g 2-Butoxyethanol gerührt um eine Lösung aus blockiertem Polyisocyanat in Lösungsmittel herzustellen.
Ein 3-halsiger Kolben mit rundem Boden wurde mit einem Magnetfisch, Refluxkondensator und einer Heizvorrichtung ausgestattet. Pulverförmiges PEG-4600, 1060 g wurde eingerührt und 400 g 4-Hydroxy-4-methyl-2pentanon zugegeben. Wärme wurde angelegt und die Lösung wurde für 2 Minuten in Reflux gebracht, um die PEG Feststoffe aufzulösen. Die Lösung wurde auf 60°C abgekühlt und zu der Vorpolymerlösung unter Rühren zugegeben. DBTDL 175 g wurde für 60 Minuten eingerührt und anschließend wurden jeweils 0,4 g L-7602 und L-7608 zugegeben.
Die Lösung wurde auf 50–55°C über den eintauchenden Heizer gehalten und durch einen 01,0 μm Kartidge-Filter filtiert. Glasplatten wurden mit einer 0,25% eines aminofunktionellen Silikonadhäsionsbeschleunigers (Silquest A-1106) in einer 50/50 wässrigen Ethanollösung besprüht. Nach dem Trocknen für 5 Minuten bei 20°C, wurde das grundierte Glas für 15 Minuten in einem thermischen Konvektionsofen bei 60°C gehärtet und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Die filtrierte heiße Beschichtungslösung wurde auf die grundierten Glasplatten aufgebracht und vertikal bei Umgebungsbedingungen für 15 Minuten hängen gelassen. Die Proben wurden 30 Minuten bei 125°C mit einem Konvektionsofen gehärtet. Die Proben auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die Proben wurden –20°C für 10 Minuten ausgesetzt und anschließend einer Feuchtigkeitstestkammer ausgesetzt, welche auf 20°C und 78% relative Luftfeuchtigkeit gehalten wurde. Das beschichtete Glas behielt die Klarheit undefinierbar bei und sammelte keine übermäßige Feuchtigkeit auf den beschichteten Oberflächen. Die Proben wurden auch in entionisier tem Wasser durch Eintauchen für 96 Stunden gesättigt. Nach dem Entfernen aus dem Wasser wurden die Proben einer Untersuchung bei niedriger Temperatur wie oben unterworfen. Die Proben waren klar nachdem sie 5 Minuten der Feuchtigkeitskammer ausgesetzt wurden und behielten die Klarheit undefiniert bei. Siehe Tabelle 2 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 9
Beispiel 9 wurde wie oben in Bezug auf Beispiel 7 ausgeführt durchgeführt, mit der Ausnahme, dass 2-Butoxyethanol durch Diacetonalkohol (DAA) ersetzt wurde, unter Verwendung der gleichen Menge. Beispiel 9 zeigte ähnliche Eigenschaften wie Beispiel 7, mit der Ausnahme, dass Beispiel 9 eine überragende Härte besaß. Dieses Beispiel zeigt die Wirkungen, die Lösungsmittel auf die Oberflächenhärte haben. Siehe Tabelle 2 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 10
Beispiel 10 wurde wie oben in Bezug auf Beispiel 9 ausgeführt durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Mischung mit einer Sprühaufbringung aufgebracht wurde, welche eine viel dünnere Beschichtung erzeugte – ungefähr 2–3 μm. Die Antibeschlagergebnisse waren denen des Beispiel 7 ähnlich, die Beschichtung beschlug jedoch nur nach Sättigung und Wiederholtem Aussetzen der niedrigen Temperatur in der Testkammer. Sie beschlug nicht wenn ein Gleichgewicht erzielt wurde/ausgetrocknet wurde. Siehe Tabelle 2 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 11
Die Probe entsprach Beispiel 8, mit der Ausnahme, dass sie gesprüht wurde. Die Ergebnisse waren im wesentlichen identisch mit Beispiel B. Es war ein etwas hydrophiler Antibeschlag aufgrund des reduzierten Molekulargewichtes des(r) Polyols(e), trotz der Änderung der Dicke. Siehe Tabelle 2 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 12
Dieses Beispiel war das Gleiche wie Beispiel 8, mit der Ausnahme, dass PEG-1000 in der gleichen Menge für das PEG aus Beispiel 8 ersetzt wurde. Zusätzlich wurde 2-Butoxyethanol durch 100 g Isophoron ersetzt und 2 g DC 57 wurden zugegeben. Die Be schichtung beschlug in 25 Sekunden nach dem Entfernen aus der niedrigen Temperatur –12°C für 5 Minuten) und dem Aussetzen der Feuchtigkeitskammer. Nach der Sättigung und dem Tränken beschlug das Substrat sofort, wenn es aus dem Gefriergerät in die Testkammer gebracht wurde. Dies zeigt die Wirkung der Verwendung eines Polyols mit niedrigerem Molekulargewicht. Siehe Tabelle 2 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften.
Beispiel 13

Dieses Beispiel war das gleiche wie Beispiel 8, mit der Ausnahme, dass das blockierte Isocyanat des Beispiels 8 durch Baxenden BI 7986 (ein HDI Biuret blockiert mit Dimethylpyrazol) ersetzt wurde. Zusätzlich wurde das PEG aus Beispiel 8 durch 1250 g PEG 4000 substituiert. Dies ist ein Beispiel eines anderen Polyisocyanats. Siehe Tabelle 2 bezüglich der zusammengefassten Eigenschaften. Tabelle 2

ID	LT%¹	Nebel%²	Taber-Haze Test³ %	Haftung⁴ %	Bleistift Härte⁵	Chemische Beständigkeit⁶	Antibeschlag⁸	Wasser – AF⁹
7	> 97	< 0,5	6,9	100	6 H	Alle bestanden	5 min bestanden	3 bestanden
8	> 96	< 0,5	1,2	100	10 H	Alle bestanden	5 min bestanden	5 bestanden
9	> 99	< 0,5	2,1	100	8 H	Alle bestanden	5 min bestanden	3 bestanden
10	> 99	< 0,2	8,3	100	4 H	Bei Aceton durchgefallen Bei Xylol durchgefallen alle Anderen bestanden	3 min bestanden	1 bestanden
11	> 97	< 0,5	6,0	100	6 H	Bei Aceton durchgefallen bei Xylol durchgefallen alle Anderen bestanden	3 min bestanden	2 bestanden
12	> 93	< 0,5	12,8	100-klebrig	3 H	Bei Aceton durchgefallen alle anderen bestanden	40 s bestanden	Durchgefallen
13	> 93	< 0,5	5,5	100	6 H	Alle bestanden	Nicht vorhanden	Nicht vorhanden

Beispiel 14
Teil A wurde unter Verwendung eines einfachen Mischens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, mit Teil B vermischt. Teil A umfasste ungefähr 51,45 g Trixen 7683 (kommerziell erhältlich von Baxenden, Lancashire, England) gut vermischt mit ungefähr 20,67 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste ungefähr 20,67 g Diacetonalkohol gut vermischt mit ungefähr 27,79 g Polyethylenglycol 4600 (d. h. PEG mit einem Molekulargewicht von 4600), 0,053 g Dibutylzinndilaurat (erhalten von Gelest, PA, USA) und 0,037 g DC-28 (erhalten von Dow Corning). Die Mischung wurde unmittelbar auf ein Teflon beschichtetes Metal mit 4 Inch im Quadrat unter Verwendung von Fließbeschichtung aufgebracht und anschließend für ungefähr 10 Minuten bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die Mischung wurde bei 125°C für eine Stunde gebrannt um die Beschichtung herzustellen.
Beispiel 15
Teil A wurde mit Teil B unter Verwendung eines einfachen Rührens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, vermischt, um die Mischung zu bilden. Teil A umfasste 51,45 g Trixen 7683 (kommerziell erhältlich von Baxenden, Lancashire, England) gut vermischt mit ungefähr 20,83 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste 20,68 g Diacetonalkohol gut vermischt mit 27,79 g Polyethylenglycol 4600, 0,053 g Dibutylzinndilaurat (erhalten von Gelest, PA, USA) und 0,018 g L-7602 (erhalten von Crompton, Pittburg, PA, USA) und 0,018 g L-7608 (erhalten von Crompton). Diese letzten zwei Bestandteile sind Fließ/Verlaufshilfsmittel und Gleithilfsmittel. Die Mischung wurde unmittelbar durch Fließbeschichtung auf ein Teflon beschichtetes Metal mit 4 Inch im Quadrat aufgebracht, und bei Umgebungsbedingungen für ungefähr 10 Minuten stehen gelassen. Die Mischung wurde anschließend für ungefähr 1 Stunde bei 125°C gebrannt um die Beschichtung herzustellen.
Beispiel 16
Teil A wurde mit Teil B unter Verwendung eines einfachen Rührens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, vermischt, um die Mischung zu bilden. Teil A umfasste 42,88 g Trixen 7683 (kommerziell erhältlich von Baxenden, Lancashire, England) gut vermischt mit ungefähr 33,85 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste 33,85 g Diacetonalkohol gut vermischt mit 23,18 g Polyethylenglycol 3000 (d. h. mit einem Molekulargewicht von 3000), 0,053 g Dibutylzinndilaurat (erhalten von Gelest, PA, USA) und 0,037 g DC-28 (erhalten von Dow Corning). Die Mischung wurde unmittelbar auf ein Teflon beschichtetes Metal mit 4 Inch im Quadrat unter Verwendung von Fließbeschichtung aufgebracht und anschließend für ungefähr 10 Minuten bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die Mischung wurde bei 125°C für eine Stunde gebrannt um die Beschichtung herzustellen.
Beispiel 17
Teil A wurde mit Teil B unter Verwendung eines einfachen Rührens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, vermischt, um die Mischung zu bilden. Teil A umfasste 42,867 g Trixen 7683 (kommerziell erhältlich von Baxenden, Lancashire, England) gut vermischt mit ungefähr 33,75 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste 33,75 g Diacetonalkohol gut vermischt mit 23,49 g Polyethylenglycol 3000, 0,053 g Dibutylzinndilaurat (erhalten von Gelest, PA, USA) und 0,037 g DC-28 (erhalten von Dow Corning). Die Mischung wurde unmittelbar auf ein Teflon beschichtetes Metal mit 4 Inch im Quadrat unter Verwendung von Fließbeschichtung aufgebracht und anschließend für ungefähr 0 Minuten bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die Mischung wurde bei 125°C für eine Stunde gebrannt um die Beschichtung herzustellen.
Beispiel 18
Teil A wurde mit Teil B unter Verwendung eines einfachen Rührens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, vermischt, um die Mischung zu bilden. Teil A umfasste 42,88 g Trixen 7683 (kommerziell erhältlich von Baxenden, Lancashire, England) gut vermischt mit ungefähr 33,91 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste 33,91 g Diacetonalkohol gut vermischt mit 11,56 g Polyethylenglycol 3000, 11,56 g Polyethylenglycol 3000, 0,053 g Dibutylzinndilaurat (erhalten von Gelest, PA, USA) und 0,037 g DC-28 (erhalten von Dow Corning). Die Mischung wurde unmittelbar auf ein Teflon beschichtetes Metal mit 4 Inch im Quadrat unter Verwendung von Fließbeschichtung aufgebracht und anschließend für ungefähr 10 Minuten bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die Mischung wurde bei 125°C für eine Stunde gebrannt um die Beschichtung herzustellen.
Beispiel 19
Teil A wurde mit Teil B unter Verwendung eines einfachen Rührens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, vermischt, um die Mischung zu bilden. Teil A umfasste 42,88 g Trixen 7683 (kommerziell erhältlich von Baxenden, Lancashire, England) gut vermischt mit ungefähr 33,91 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste 33,91 g Diacetonalkohol gut vermischt mit 11,56 g Polyethylenglycol 1200 (d. h. mit einem Molekulargewicht von 1200), 11,56 g polyethylenglycol 1000, 0,053 g Dibutylzinndilaurat (erhalten von Gelest, PA, USA) und 0,037 g DC-28 (erhalten von Dow Corning). Die Mischung wurde unmittelbar auf ein Teflon beschichtetes Metal mit 4 Inch im Quadrat unter Verwendung von Fließbeschichtung aufgebracht und anschließend für ungefähr 10 Minuten bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die Mischung wurde bei 125°C für eine Stunde gebrannt um die Beschichtung herzustellen.
Beispiel 20
Teil A wurde mit Teil B unter Verwendung eines einfachen Rührens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, vermischt, um die Mischung zu bilden. Teil A umfasste 35,75 g Trixen 7683 (kommerziell erhältlich von Baxenden, Lancashire, England) gut vermischt mit ungefähr 42,98 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste 42,98 g Diacetonalkohol gut vermischt mit 21,22 g Polyethylenglycol 1000, 0,028 g Dibutylzinndilaurat (erhalten von Gelest, PA, USA) und 0,011 g L-7602 (erhalten von Crompton, Pittburg, PA, USA) und 0,011 g L-7608 (erhalten von Crompton). Diese letzten zwei Bestandteile sind Flie/Verlaufshilfsmittel und Gleithilfsmittel. Die Mischung wurde unmittelbar durch Fließbeschichtung auf ein Teflon beschichtetes Metal mit 4 Inch im Quadrat aufgebracht, und bei Umgebungsbedingungen für ungefähr 10 Minuten stehen gelassen. Die Mischung wurde anschließend für ungefähr 1 Stunde bei 125°C gebrannt um die Beschichtung herzustellen.
Beispiel 21
Teil A wurde mit Teil B unter Verwendung eines einfachen Rührens, d. h. einem Rührfisch und einer Platte, vermischt, um die Mischung zu bilden. Teil A umfasste 35,75 g Trixen 7683 (kommerziell erhältlich von Baxenden, Lancashire, England) gut vermischt mit ungefähr 42,98 g Diacetonalkohol. Teil B umfasste 42,98 g Diacetonalkohol gut vermischt mit 21,22 g Polyethylenglycol 1500, 0,028 g Dibutylzinndilaurat (erhalten von Gelest, PA, USA) und 0,011 g L-7602 (erhalten von Crompton, Pittburg, PA, USA) und 0,011 g L-7608 (erhalten von Crompton). Diese letzten zwei Bestandteile sind Fließ/Verlaufshilfsmittel und Gleithilfsmittel. Die Mischung wurde unmittelbar durch Fließbeschichtung auf ein Teflon beschichte tes Metal mit 4 Inch im Quadrat aufgebracht, und bei Umgebungsbedingungen für ungefähr 10 Minuten stehen gelassen. Die Mischung wurde anschließend für ungefähr 1 Stunde bei 125°C gebrannt um die Beschichtung herzustellen.
Beispiel 22
Antibeschlaguntersuchungen wurden an Kühlschranktüren durchgeführt, welche unter anderen die Beschichtung gemäß Beispiel 14 aufwiesen. Insbesondere wurde die Untersuchung an Kühlschranken mit einer Vielzahl benachbarter Türen mit den Beschichtungen darauf durchgeführt. Die Untersuchung wurde sowohl an nicht erwärmten Türen und erwärmten Türen durchgeführt. Die Testbedingungen für die nicht erwärmten Türen waren wie folgt: trockene Glühbirnentemperatur 75°F, relative Feuchtigkeit 55%, Temperatur der entweichenden Luft –12°F; Oberflächentemperatur der Tür an der Seite des Produktes –3°F und Oberflächentemperatur an der Seite des Kunden 64°F. Die Testbedingungen für die erwärmte Tür waren wie folgt: trockene Glühbirnentemperatur 75°F, relative Feuchtigkeit 55%, Temperatur der entweichenden Luft –12°F; Oberflächentemperatur der Tür an der Seite des Produktes 9°F und Oberflächentemperatur an der Seite des Kunden 74°F.
Wenn die proben untersucht wurden, war die beschichtete Oberfläche trocken und wies im wesentlichen keine Staubansammlung auf. Die Lichtdurchlässigkeit betrug 40 bis 50%. Die Antibeschlageigenschaften wurden in bestimmten Zeitintervallen überprüft. Insbesondere wurden die folgenden Zeitintervalle überprüft: 6 Sekunden, 15 Sekunden, 30 Sekunden, 1 Minute, 2 Minuten, 2 Minuten und 30 Sekunden, 3 Minuten, 4 Minuten, und 5–15 Minuten. Wenn die beschichteten Türen mit den oben genannten Temperaturen geöffnet wurden, und anschließend den oben beschriebenen Umgebungsbedingungen ausgesetzt wurden, trat im wesentlichen kein Beschlagen in einem dieser Zeiträume auf. Ähnlich beschlugen die Türen, welche neben den geöffneten Türen angeordnet waren, nicht während dieser Zeitintervalle. In anderen Worten, wenn eine Tür geöffnet wurde und Umgebungsluft in den Kühlschrank eindringen konnte, zeigten die geschlossenen Türen neben der geöffneten Tür im wesentlichen kein Beschlagen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Kühlschranktür mit einem im wesentlichen transparenten Substrat, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Mischen eines Isocyanats mit einem Polyol um eine Mischung zu bilden, wobei das Isocyanat ein blockiertes Isocyanat ist, umfassend wenigstens ein Oxim-blockiertes Hexamethylendiilsocyanat, Diethylmalonat-blockiertes Toluoldiisocyanat, mit 3,5-Dimethylpyrazol blockiertes Toluoldiisocyanat und deren Kombinationen; Aufbringen der Mischung auf wenigstens einen Teil eines im wesentlichen transparente Substrates; und Härten der Mischung, wobei das Substrat ein Teil der Kühlschranktür ist oder verwendet wird, um die Kühlschranktür herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das blockierte Isocyanat mit 3,5-Dimethylpyrazol blockiertes Toluoldiisocyanat umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Härten der Mischung bei einer Temperatur von zwischen 80 bis 180°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Härten der Mischung bei einer Temperatur von zwischen 125 bis 135°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Härten für wenigstens 10 Minuten durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Polyol wenigstens eines umfasst gewählt aus Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Blockpolymere dieser, und deren Kombinationen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Polyol ein Molekulargewicht von 600 oder darüber aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mischung im wesentlichen keine Vernetzer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mischung im wesentlichen keine oberflächenaktiven Mittel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Mischen des weiteren das Hinzufügen eines Katalysators umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mischung zwischen 10 bis 85 Gew.-% Polyol und zwischen 15 bis 90 Gew.-% Isocyanat umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mischung wenigstens eines umfasst, gewählt aus einem Katalysator, einem Lösungsmittel, einem Bindemittel und deren Kombinationen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kühlschranktür ein zusätzliches Substrat mit einer Oberfläche oder Beschichtung mit geringem Emissionsvermögen darauf umfasst, welche keine Strahlung oberhalb von 0,7 μm (Mikon) abgibt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Oberfläche oder Beschichtung mit geringem Emissionsvermögen keine Strahlung zwischen 0,7 und 2,7 μm (Mikron) abgibt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Oberfläche oder Beschichtung mit geringem Emissionsvermögen eine sichtbare optische Durchlässigkeit von 70 bis 90% besitzt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche eine hydrophobe Oberfläche mit einer Oberflächenspannung und eine hydrophile Innenseite mit einer hydrophilen Eigenschaft zwischen 20 und 150% Gewichtszunahme umfasst, wenn die Beschichtung für ungefähr 96 Stunden bei 20 bis 25°C eingetaucht wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Oberflächenspannung weniger als 3,0 × 10^–4 N/cm (30 dynes/cm) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung einen Taber Haze von weniger als 10% bei 100 Zyklen mit 500 g Beladung und einer CS-10F Beladung unter Verwendung der Überprüfung nach ASTM D 4060 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich im wesentlichen kein Nebel auf dem Bereich des Substrates, welcher die Beschichtung aufweist, bildet, wenn das Substrat eine anfängliche Oberflächentemperatur von weniger als 0°C aufweist und dann einer Umgebung mit feuchter Luft, welche eine Taupunkttemperatur aufweist, die der Oberflächentemperatur entspricht oder größer ist als diese, für eine Zeitdauer ausgesetzt wird, wobei die Zeitdauer länger als 6 Sek. ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Zeitdauer länger als fünf Minuten ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich im wesentlichen kein Nebel auf dem Bereich des Substrates, welcher die Beschichtung aufweist, bildet, wenn das Substrat eine anfängliche Oberflächentemperatur von weniger als –18°C aufweist und dann einer Umgebung mit feuchter Luft, welche eine Taupunkttemperatur aufweist, die der Oberflächentemperatur entspricht oder größer ist als diese, für eine Zeitdauer ausgesetzt wird, wobei die Zeitdauer länger als 6 Sek. ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Zeitdauer länger als fünf Minuten ist.
Kühlschranktür erhältlich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22.