EP0317949B1 - Verfahren zum Beschichten von festen, geschlossenen Oberflächen - Google Patents

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EP0317949B1
EP0317949B1 EP88119406A EP88119406A EP0317949B1 EP 0317949 B1 EP0317949 B1 EP 0317949B1 EP 88119406 A EP88119406 A EP 88119406A EP 88119406 A EP88119406 A EP 88119406A EP 0317949 B1 EP0317949 B1 EP 0317949B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gap
coating
protective film
coated
process according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP88119406A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0317949A2 (de
EP0317949A3 (de
Inventor
Heinz Dr.-Ing. Vetter
Walter Hellmann
Otmar Krajec
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Roehm GmbH Darmstadt
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Filing date
Publication date
Application filed by Roehm GmbH Darmstadt filed Critical Roehm GmbH Darmstadt
Priority to AT88119406T priority Critical patent/ATE91439T1/de
Publication of EP0317949A2 publication Critical patent/EP0317949A2/de
Publication of EP0317949A3 publication Critical patent/EP0317949A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0317949B1 publication Critical patent/EP0317949B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/40—Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2201/00—Polymeric substrate or laminate
    • B05D2201/02—Polymeric substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/11—Methods of delaminating, per se; i.e., separating at bonding face
    • Y10T156/1105—Delaminating process responsive to feed or shape at delamination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/19—Delaminating means
    • Y10T156/1906—Delaminating means responsive to feed or shape at delamination

Definitions

  • the invention relates to a method for coating a solid, closed surface which carries a peelable protective film with a low-viscosity coating agent.
  • a surface is considered to be solid if it can be stuck to the entire surface with a removable protective film and the protective film can be removed again without destroying or damaging the surface. It is considered closed if it is free of cavities or openings where the protective film is not in contact with the surface. In this sense, fabrics and fleeces do not have a closed surface.
  • the invention preferably relates to the coating of surfaces of flat substrates, such as sheets, sheets and foils.
  • the coating of such surfaces with decorative or functional cover layers has a significant scope.
  • Sensitive surfaces of flat substrates are often provided with a removable protective film to protect them from damage during storage, transport or processing, which can be easily removed before use.
  • a removable protective film When the protective film is removed, electrostatic charges can arise Tighten dust particles and hold on to the surface. If such a surface is to be coated with a low-viscosity coating agent, careful cleaning is required first, followed by coating under clean room conditions.
  • Various methods are used for coating solid surfaces with liquid coating agents, such as dipping, brushing, spraying, pouring, knife coating, rolling, etc.
  • the thickness of the coating provided, the viscosity of the liquid coating agent, the process and apparatus costs play a role , the speed of work, the requirements for the quality of the surface etc. a role.
  • Very thin, high uniformity coatings are best made with a low viscosity coating agent by the dip coating process.
  • the substrate to be coated is immersed in a bath of the coating agent and pulled out vertically at a uniform speed.
  • the thickness of the coating depends primarily on the viscosity of the coating agent and to a lesser extent on the rate of ascent.
  • the process requires an immersion bath that is larger than the substrate. In addition, it is only suitable for substrates that can be immersed in a bath at all and should be coated on the entire immersed surface.
  • the aim of the invention was to provide a method for coating a solid, closed surface, which carries a peelable protective film, with a low-viscosity coating agent, in which a surface equivalent to the dipping process is produced without necessarily coating the entire surface and such a large one Amount of bath as required by the immersion process and correspondingly extensive clean room measures would be required. Furthermore, it should be possible to work continuously to coat the surfaces of sheets, strips and foils.
  • the protective film is spread from the surface and the thin coating agent is filled into the gap between the exposed surface and the spread protective film and the protective film is pulled off the surface so that the gap moves over the surface to be coated, with the thin coating agent being added according to consumption.
  • the protective film has either been on the surface since manufacture or is only applied to the surface to be coated for the purposes of the invention; in this case one can speak of an auxiliary film, however the term "protective film" is retained in the following for the purpose of uniform designation.
  • the gap is filled with the low-viscosity coating agent. It is held in the gap by the capillary force, so that the excess coating agent in the gap moves with the migrating gap and leaves the surface coated evenly. If the amount of coating agent in the gap has been consumed and has not been replenished, the coating tears off with a sharp boundary.
  • the capillary force has the effect of distributing the coating agent evenly over the length of the gap and the coating as the coating moves on Extend the gap to an even small thickness.
  • the influence of gravity on the distribution of the coating agent in the gap and on the excess of the coating film flowing back into the gap increases.
  • the gap runs horizontally and is open at the top and if the surface to be coated is as steep as possible, preferably vertical, in the region of the gap. This also makes it much easier to add used coating agent in the gap.
  • At least one of the two surfaces that together form the gap is curved about an axis parallel to the gap, and possibly both. If the surface to be coated is rigid and is flat, only the protective film is curved. If a film is coated, it can itself be curved. The resulting coating is particularly uniform if the radius of curvature of the curved surface always remains the same as the gap migrates over the surface to be coated.
  • a radius of curvature is formed which depends on the pulling force, the pulling angle and the elasticity of the film. If these sizes remain constant, the gap profile also remains constant. Constant radii of curvature are, however, maintained more reliably if the protective film is pulled off on a roller running parallel to the gap.
  • the take-off roller preferably has a soft elastic surface and lies against the still adhering protective film at the take-off limit. The removed film follows the take-off roller so that it has its radius of curvature in the gap.
  • the radius of curvature is preferably between 10 and 200 mm.
  • a coating system is preferably used which contains two parallel and horizontally arranged rollers at the take-off point, which abut the two sides of the substrate and let it pass upwards.
  • Rigid Substrates emerge tangentially to the rollers, elastic substrates can follow the rollers over a limited distance.
  • Rigid substrates preferably emerge vertically upward from the nip, but angles deviating from the vertical, for example up to 60 degrees C, can usually also be used.
  • a protective film can be removed from both sides of the substrate and a coating can be carried out.
  • the method of the invention can be applied discontinuously in cases in which a surface could otherwise only be coated with difficulty with a uniform, thin layer of the low-viscosity coating agent.
  • a surface could otherwise only be coated with difficulty with a uniform, thin layer of the low-viscosity coating agent.
  • An auxiliary film is adhesively adhered to the closed surface of the mold and spread at the edge to form a gap. A sufficient amount of the thin coating agent is poured into the gap and evenly distributed. When the auxiliary film is gradually removed, the coated tool surface remains. In the case of small areas, it is usually possible to meter the amount of coating agent so precisely that it is just sufficient to coat the surface. Otherwise, the coating agent is replenished as required and the excess is sucked in after the auxiliary film has been completely removed.
  • the resulting coating is more uniform the thinner the coating agent is. Under the application conditions, a viscosity of 500 mPa s should not be exceeded if possible; 50 to 500 mPas are preferred.
  • the uniformity of the coating film is further promoted in that the filling height is as uniform as possible and constant over time over the entire width of the nip.
  • This can be achieved by allowing the coating agent to flow continuously from one or more outlet nozzles into the gap in accordance with the current consumption.
  • the outlet nozzles should be so close together that the coating agent is distributed uniformly over the gap length. Distances between 2 and 20 cm are advisable. However, a split nozzle can also be used.
  • the feed of the coating agent into the gap is metered in such a way that it does not run out at the ends of the gap. This can also be prevented by wedge-shaped sealing pieces fitted into the gap or by elastic sealing tabs placed on the side. With a small filling height of the gap, the capillary force alone has the effect of holding the coating agent in the gap in such a way that it is evenly filled to the end, but no coating agent flows off at its open ends.
  • the gap is preferably guided along the surface at a speed of about 0.1 to 10 m / min, particularly preferably from 0.5 to 2 m / min.
  • Higher Speeds can lead to turbulent flow of the coating agent in the gap and consequently to a non-uniform coating.
  • Lower speeds are generally uneconomical due to low productivity and can lead to malfunctions due to drying in the area of the roll gap.
  • Disruption of the coating by dust particles should of course be avoided in the process of the invention as well as in the known immersion process. However, it is sufficient to maintain clean room conditions in the limited area from the gap to the drying or curing zone. This area can be easily encapsulated with a relatively small housing and kept dust-free by blowing in cleaned air.
  • the protective film is the protective film
  • the protective film covers the entire surface of the substrate and is adhesively bonded to it, for example by means of a pressure-sensitive adhesive. If the protective film is made of corona-treated polyolefin, it can also be adhered by hot lamination without additional adhesive. Soft-elastic protective films made of polyethylene, polypropylene, polyester or soft PVC with a thickness of, for example, 20 to 100 micrometers are preferred. These films have the effect that they bind dust particles that were on the substrate surface before lamination and take them with them when they are removed.
  • the method of the invention is suitable for coating solid, closed surfaces of any kind, provided that their geometry allows a protective film to be applied. This is the case for all flat and uniaxially curved surfaces, such as cylindrical or conical surfaces. Spherically curved surfaces can sometimes be covered with elastic protective films.
  • Flat surfaces of flat substrates with a uniform thickness, such as sheets, sheets or foils, are preferably coated. The coating of flat, rigid substrates in the form of flat sheets or webs is particularly preferred.
  • the surface can consist of any coatable material and may differ from the material of the layer lying below the surface.
  • the surface is preferably made of plastic.
  • Thermoplastic extrudable plastics are preferred; eg polycarbonate, acrylic glass (polymethyl methacrylate or copolymers of methyl methacrylate), polyethylene, polypropylene, ABS plastics, polystyrene or polyester. They can be crystal clear or clouded or colored by pigments or fillers and can contain impact-resistant or other customary additives.
  • the thickness ranges from about 10 microns to 1 mm for foils and from 1 to 20 mm for sheets.
  • the width of the surface is at most limited by the machine width and can be, for example, 0.2 to 3 m. The length is arbitrary.
  • the coating system can be connected directly to the production system.
  • the substrate can be coated on one or both sides in the same operation, but foils are mostly coated on one side only and panels are mostly coated on both sides.
  • the coating agent is the coating agent
  • any type of decorative or functional cover layers can be applied to the surfaces.
  • All low-viscosity curable lacquers can be used as the coating agent, provided that they sufficiently wet the surface and are continuously curable at a sufficient speed. Curing can occur physically through evaporation of a solvent or chemically through crosslinking or polymerization.
  • Preferred coating compositions are cured by both methods by first evaporating a solvent under the action of heat and then polymerizing or crosslinking, for example under the action of UV radiation.
  • Corresponding coating compositions are known in large numbers. They are used, for example, for generation Power-resistant, UV-protective, reflection-reducing, adhesion-promoting or matting top layers and may contain the undissolved ingredients required for this purpose. The production of glossy top layers is of outstanding importance in the context of the invention.
  • Typical thicknesses of the hardened cover layers are between 1 to 20 micrometers; they are made from e.g. 3 to 60 micrometer thick layers of the low viscosity coating agent produced.
  • the protective film is inevitably co-coated in the process of the invention. Since the coating produced is thin, the amount of coating agent remaining on the auxiliary film is economically insignificant. In order to avoid losses of the coating agent, the coating agent can be scraped off the surface of the protective film just behind the gap filling so that it flows back into the gap.
  • the peeled off auxiliary film can optionally be laminated with the uncoated side as a removable protective film back onto the panel or film coated according to the invention.
  • the coating always follows in practice.
  • the curing conditions depend in a manner known per se on the nature of the coating agent. Physically drying coatings harden by evaporation of the solvent. Evaporation can be done by heating with Radiant heaters, rear-facing heating surfaces or warm air are conveyed. Chemically curing coating compositions can be cured in the same way by heating or by activating radiation, such as UV, gamma or electron radiation. In the case of continuous operation, this is expediently carried out in a stationary, dust-free hardening tunnel, the length of which is such that the coating is cured through the tunnel at the same speed at which it is applied. Usual curing times are between 1 and 60 ec.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer festen, geschlossenen Oberfläche, die eine abziehbar haftende Schutzfolie trägt, mit einem dünnflüssigen Beschichtungsmittel. Eine Oberfläche gilt im Sinne der Erfindung als fest, wenn sie sich vollflächig mit einer abziehbar haftenden Schutzfolie bekleben läßt und sich die Schutzfolie ohne Zerstörung oder Beschädigung der Oberfläche wieder abziehen läßt. Sie gilt als geschlossen, wenn sie frei von Hohlräumen oder Durchbrechungen ist, an denen die Schutzfolie nicht Berührung mit der Oberfläche steht. Gewebe und Vliese haben in diesem Sinne keine geschlossene Oberfläche.
  • Die Erfindung betrifft vorzugsweise die beschichtung von Oberflächen von flächigen Substraten, wie Tafeln, Bahnen und Folien. Die Beschichtung derartiger Oberflächen mit dekorativen oder funktionellen Deckschichten hat einen bedeutenden Umfang.
    • Stand der Technik
  • Empfindliche Oberflächen von flächigen Substraten, wie hochglänsende Kunststofftafeln, werden zum Schutz gegen Beschädigungen bei der Lagerung, beim Transport oder bei der Verarbeitung häufig mit einer abziehbar haftenden Schutzfolie versehen, die sich vor der Ingebrauchnahme leicht wieder abziehen läßt. Beim Abziehen der Schutzfolie können elektrostatische Ladungen entstehen, die Staubteilchen anziehen und an der Oberfläche festhalten. Wenn eine solche Oberfläche mit einem dünnflüssigen Beschichtungsmittel überzogen werden soll, ist zunächst eine sorgfältige Reinigung und danach die Beschichtung unter Reinraumbedingungen erforderlich.
  • Zum Beschichten fester Oberflächen mit flüssigen Beschichtungsmitteln sind verschiedene Verfahren gebräuchlich, wie Tauchen, Streichen, Spritzen, Gießen, Rakeln, Walzen, usw. Bei der Auswahl des Beschichtungsverfahrens spielen die Dicke der vorgesehenen Beschichtung, die Viskosität des flüssigen Beschichtungsmittels, die Verfahrens- und Apparatekosten, die Arbeitsgeschwindigkeit, die Anforderungen an die Qualität der Oberfläche u.a. eine Rolle. Sehr dünne Beschichtungen von hoher Gleichförmigkeit werden mit einem Beschichtungsmittel von niedrigen Viskosität am besten durch das Verfahren der Tauchbeschichtung erzeugt. Zu diesem Zweck wird das zu beschichtende Substrat in ein Bad des Beschichtungsmittels eingetaucht und mit gleichförmiger Geschwindigkeit senkrecht herausgezogen. Die Dicke der Beschichtung hängt vorwiegend von der Viskosität des Beschichtungsmittels und zum geringeren Teil von der Auftauchgeschwindigkeit ab. Das Verfahren erfordert ein Tauchbad, das größer ist als das Substrat. Darüberhinaus eignet es sich nur für Substrate die sich überhaupt in ein Bad tauchen lassen und auf der ganzen eingetauchten Oberfläche beschichtet werden sollen.
  • Für die Beschichtung der Oberflächen von flächigen Substraten durch Walzenauftrag sind zahlreiche Varianten bekannt, die M. Maggi in "Plastic Engineering", März 1984, S.61-65 zusammengestellt hat. Bei diesen Verfahren wird das Substrat durch einen von zwei Walzen gebildeten Spalt geführt und das Beschichtungsmittel auf eine der beiden Walzen aufgebracht und von dieser auf das Substrat übertragen. Die Auftragswalze kann gleich- oder gegensinnig zur Subtratoberfläche bewegt werden. Man erreicht hohe Arbeitsgeschwindigkeiten und eine genaue Einstellung der Schichtdicke. Die Oberflächenqualität bei Anwendung dünnflüssiger Beschichtungsmittel ist jedoch mit der des Tauchverfahrens nicht vergleichbar.
    • Aufgabe und Lösung
  • Ziel der Erfindung war die Schaffung eines Verfahrens zum Beschichten einer festen, geschlossenen Oberfläche, die eine abziehbar haftende Schutzfolie trägt, mit einem dünnflüssigen Beschichtungsmittel, bei dem eine dem Tauchverfahren gleichwertige Oberfläche erzeugt wird, ohne daß zwangsläufig die gesamte Oberfläche beschichtet wird und eine so große Badmenge wie beim Tauchverfahren benötigt würde und einsprechend umfangreiche Reinraummaßnahmen erforderlich wären. Weiterhin sollte zur Beschichtung der Oberflächen von Tafeln, Bändern und Folien eine kontinuierliche Arbeitsweise möglich sein.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird die Schutzfolie von der Oberfläche abgespreizt und das dünnflüssige Beschichtungsmittel in den Spalt zwischen der freigelegten Oberfläche und der abgespreizten Schutzfolie gefüllt und die Schutzfolie so von der Oberfläche abgezogen, daß sich der Spalt über die zu beschichtende Oberfläche hinwegbewegt, wobei das dünnflüssige Beschichtungsmittel entsprechend dem Verbrauch ergänzt wird.
  • Die Schutzfolie befindet sich entweder schon seit der Herstellung auf der Oberfläche oder sie wird nur für die Zwecke der Erfindung auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht; in diesem Falle kann man von einer Hilfsfolie sprechen, jedoch wird im Nachfolgenden zwecks einheitlicher Bezeichnungsweise dafür der Begriff "Schutzfolie" beibehalten.
  • Beim Abziehen der Schutzfolie wird die zu beschichtende Oberfläche allmählich freigelegt, wobei sich stets an der Grenze zwischen der schon freigelegten und der noch foliengeschützten Oberfläche ein Ablösespalt befindet, der sich mit der Abzugsgeschwindigkeit über die Oberfläche hinwegbewegt. Erfindungsgemäß ist der Spalt mit dem dünnflüssigen Beschichtungsmittel gefüllt. Es wird durch die Kapillarkraft in dem Spalt festgehalten, so daß sich der im Spalt befindliche Überschuß des Beschichtungsmittels mit dem wandernden Spalt mitbewegt und die Oberfläche gleichmäßig beschichtet zurückläßt. Wenn die im Spalt befindliche Beschichtungsmittelmenge aufgezehrt ist und nicht ergänzt wird, reißt die Beschichtung mit einer schargen Grenze ab.
  • Bei einer geringen Füllung des Spalts mit flüssigem Beschichtungsmittel hat die Kapillarkraft die Wirkung, das Beschichtungsmittel gleichmäßig über die Länge des Spalts zu verteilen und die Beschichtung beim Weiterwandern des Spalts auf eine gleichmäßige geringe Dicke auszuziehen. Bei größerer Füllhöhe nimmt der Einfluß der Schwerkraft auf die Verteilung des Beschichtungsmittels im Spalt und auf das Zurücklaufen des Überschusses aus dem Beschichtungsfilm in den Spalt zu. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Spalt waagerecht verläuft und nach oben geöffnet ist und wenn die zu beschichtende Oberfläche im Bereich des Spaltes möglichst steil, vorzugsweise senkrecht steht. Dadurch wird auch die Ergänzung des verbrauchten Beschichtungsmittels im Spalt wesentlich erleichtert.
  • Dadurch daß der Spalt stets mit flüssigem Beschichtungsmittel gefüllt bleibt, wird die Ausbildung elektrostatischer Aufladungen und die Anziehung von Staubteilchen vermieden. Daher werden keine Fremdpartikel in die Beschichtung eingeschlossen. Um störungsfreie Beschichtungen zu erzeugen genügt es, das Eindringen von Staubteilchen in die flüssige Beschichtung auf dem Weg von dem Spalt bis in die Härtungszone zu verhindern. Dazu ist eine geringerer technischer Aufwand als zur Tauchbeschichtung unter Reinraumbedingungen erforderlich.
    • Ausführung der erfindung
  • Wenigstens eine der beiden Flächen, die zusammen den Spalt bilden, nämlich entweder die zu beschichtende Oberfläche oder die abgespreizte Schutzfolie, ist um eine zu dem Spalt parallele Achse gekrümmt, gegebenenfalls auch beide. Sofern die zu beschichtende Oberfläche starr und eben ist, ist nur die Schutzfolie gekrümmt. Wenn eine Folie beschichtet wird, kann diese selbst gekrümmt sein. Die entstehende Beschichtung ist besonders gleichmäßig, wenn der Krümmungsradius der gekrümmten Fläche bei der Wanderung des Spaltes über die zu beschichtende Fläche stets gleich bleibt.
  • Beim freien Abziehen der Schutzfolie bildet sich ein Krümmungsradius aus, der von der Abzugkraft, dem Abzugwinkel und der Elastizität der Folie abhängt. Wenn diese Größen dauernd gleichbleiben, bleibt auch das Spaltprofil konstant. Gleichbleibende Krümmungsradien werden jedoch sicherer eingehalten, wenn die Schutzfolie an einer parallel zum Spalt verlaufenden Walze abgezogen wird. Vorzugsweise hat die Abzugwalze eine weichelastische Oberfläche und liegt an der Abzuggrenze an der noch haftenden Schutzfolie an. Die abgezogene Folie folgt der Abzugwalze, so daß sie im Spalt deren krümmungsradius hat. Vorzugsweise liegt der Krümmungsradius zwischen 10 und 200 mm.
  • Bei kontinuierlicher betriebsweise bleibt der Spalt immer an der gleichen Stelle in der Beschichtungsanlage, während die mit der haftenden Schutzfolie versehene Oberfläche an der Abzugstelle entlangeführt wird. Vorzugsweise wird zur Beschichtung von flächigen Substraten, wie Platten, Bändern oder Folien, eine Beschichtungsanlage verwendet, die an der Abzugsstelle zwei parallel und waagerecht angeordnete Walzen enthält, die an den beiden Seiten des Substrats anliegen und es nach oben durchlassen. Starre Substrate treten tangential zu den Walzen aus, elastische Substrate können den walzen über eine begrenzte Strecke folgen. Starre Substrate treten bevorzugt senkrecht nach oben aus dem Walzenspalt aus, jedoch sind von der Senkrechten abweichende Winkel, beispielsweise bis zu 60 Grad C, meist auch anwendbar. Gegebenenfalls kann auf beiden Seiten des Substrats gleichzeitig eine Schutzfolie abgezogen und eine Beschichtung durchgeführt werden.
  • Das Verfahren der erfindung kann diskontinuierlich in Fällen angewendet werden, in denen eine Oberfläche auf andere Weise nur schwierig mit einer gleichmäßigen, dünnen Schicht des dünnflüssigen Beschichtungsmittels beschichtet werden könnte. Ein solcher Fall liegt zum Beispiel vor, wenn die Oberfläche eines Spritzgußwerkzeugs mit einer Beschichtung zu versehen ist, die beim anschließenden Spritzgußverfahren auf den gespritzten Formling übertragen wird. Auf die geschlossene Oberfläche des Formwerkzeugs wird eine Hilfsfolie anziehbar haftend aufgeklebt und am Rand unter Bildung eines Spalts abgespreizt. In den Spalt wird eine ausreichende menge des dünnflüssigen Beschichtungsmittels eingefüllt und gleichmäßig verteilt. Beim allmählichen Abziehen der Hilfsfolie bleibt die beschichtete Werkzeugoberfläche zurück. Bei kleinen Flächen ist es meistens möglich, die Beschichtungsmittelmenge so genau zu dosieren, daß sie zur beschichtung der Oberfläche gerade ausreicht. Andernfalls wird das Beschichtungsmittel entsprechend dem Bedarf nachdosiert und der Überschuß nach völligem Abzug der Hilfsfolie angesaugt.
    • Die Beschichtung
  • Die entstehende Beschichtung ist umso gleichmäßiger, je dünnflüssiger das Beschichtungsmittel ist. Under den Auftragsbedingungen soll eine Viskosität von 500 mPa s möglichst nicht überschritten werden; bevorzugt sind 50 bis 500 mPa s.
  • Die Gleichmäßigkeit des Beschichtungsfilms wird weiterhin dadurch gefördert, daß die Füllhöhe über die ganze Breite des Walzenspalts möglichst gleichmäßig und zeitlich konstant ist. Das läßt sich dadurch erreichen, daß man das Beschichtungsmittel entsprechend dem laufenden Verbrauch kontinuierlich aus einer oder mehreren Austrittsdüsen in den Spalt fließen läßt. Die Austrittsdüsen sollten so nahe beieinanderliegen, daß sich das Beschichtungsmittel gleichförmig über die Spaltlänge verteilt. Abstände zwischen 2 und 20 cm sind zweckmäßig. Es kann aber auch eine Spaltdüse Anwendung finden. Der Zulauf des Beschichtungsmittels in den Spalt wird so dosiert, daß es nicht an den Enden des Spalts abläuft. Das läßt sich auch durch in den Spalt eingepaßte keilförmig Dichtungsstücke oder durch seitlich angelegte elastische Dichtungslaschen verhindern. Bei einer geringen Füllhöhe des Spaltes hat die Kapillarkraft allein die Wirkung, das Beschichtungsmittel so in dem Spalt festzuhalten, daß er bis zum Ende gleichmäßig gefüllt ist, aber an seinen offenen Enden kein Beschichtungsmittel abfließt.
  • Der Spalt wird vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 bis 10 m/min, besonders bevorzugt von 0,5 bis 2 m/min an der Oberfläche entlanggeführt. Höhere Geschwindigkeiten können zu turbulentem Fließen des Beschichtungsmittels im Spalt und infolge davon zu einer ungleichförmigen Beschichtung führen. Geringere Geschwindigkeiten sind wegen zu niedriger Produktivität in der Regel unwirtschaftlich und können zu Störungen durch beginnende Trocknung im Bereich des Walzenspaltes führen.
  • Störungen der Beschichtung durch Staubteilchen sollen natürlich beim Verfahren der Erfindung ebenso vermieden werden wie beim bekannten Tauchverfahren. Es genügt jedoch, Reinraumbedingungen in dem begrenzten Bereich von dem Spalt bis zur Trocknungs- bzw. Härtungszone aufrechtzuerhalten. Dieser Bereich läßt sich leicht mit einem verhältnismäßig kleinen Gehäuse umkapseln und durch Einblasen gereinigter Luft staubfrei halten.
    • Die Schutzfolie
  • In der Regel überdeckt die Schutzfolie das Substrat vollflächig und ist mit diesem abziehbar haftend verbunden, beispielsweise mittels eines druckempfindlichen Haftklebers. Wenn die Schutzfolie aus koronabehandeltem Polyolefin besteht, kann sie auch ohne zusätzlichen Kleber durch Warmkaschierung haftend aufgebracht sein. Bevorzugt sind weich-elastische Schutzfolien aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester oder Weich-PVC mit einer Dicke von beispielsweise 20 bis 100 Mikrometer. Diese Folien haben die Wirkung, daß sie Staubpartikel, die sich vor der Kaschierung auf der Substratoberfläche befanden, binden und beim Abziehen mitnehmen.
    • Die zu beschichtende Oberfläche
  • Das Verfahren der Erfindung eignet sich zur Beschichtung von festen, geschlossenen Oberflächen jeder Art, sofern ihre Geometrie es gestattet, eine Schutzfolie aufzubringen. Das ist bei allen ebenen und einachsig gekrümmten Flächen, wie Zylinder- oder Kegelflächen, der Fall. Sphärisch gekrümmte Flächen lassen sich manchmal mit elastischen Schutzfolien bedecken. Bevorzugt werden ebene Oberflächen von flächigen Substraten mit gleichförmiger Dicke, wie Tafeln, Bahnen oder Folien beschichtet. Besonders bevorzugt ist die Beschichtung flacher, steifer Substrate in Form von ebenen Tafeln oder Bahnen.
  • Die Oberfläche kann aus jedem beschichtbaren Material bestehen und sich gegebenenfalls von dem Material der unter der Oberfläche liegenden Schicht unterscheiden. Vorzugsweise besteht die Oberfläche aus Kunststoff Thermoplastische extrudierbare Kunststoffe sind bevorzugt; z.B. Polycarbonat, Acrylglas (Polymethylmethacrylat oder Copolymerisate des methylmethacrylats), Polyethylen, Polypropylen, ABS-Kunststoffe, Polystyrol oder Polyester. Sie können glasklar oder durch Pigmente oder Füllstoffe getrübt oder eingefärbt sein sowie schlagzäh machende oder andere übliche Zusätze enthalten. Die Dicke reicht von etwa 10 Mikrometer bis 1 mm bei Folien und von 1 bis 20 mm bei Tafeln. Die Breite der Oberfläche ist allenfalls durch die Maschinenbreite begrenzt und kann z.B. 0,2 bis 3 m betragen. Die Länge ist beliebig. Man kann zum Beispiel einzelne zugeschnittene Tafeln oder Folienabschnitte verarbeiten, wobei sie vorzugsweise auf Stoß hintereinanderfolgend durch den Walzenspalt geführt werden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Schutzfolien aufeinanderfolgender Tafeln, die in einer kontinuierlich arbeitenden Anlage beschichtete werden, an den Stoßstellen - z. B. mit einem Klebeband - miteinander zu verbinden. Ebenso können endlose Bahnen der Substrate verarbeitet werden. In diesem Falle kann die Beschichtungsanlage unmittelbar mit der Herstellungsanlge verbunden sein. Das Substrat kann im gleichen Arbeitsgang einseitig oder beidseitig beschichtet werden, jedoch werden Folien überwiegend nur einseitig und Tafeln überwiegend beidseitig beschichtet.
    • Das Beschichtungsmittel
  • Mit dem Verfahren der Erfindung lassen sich beliebige Arten von dekorativen oder funktionellen Deckschichten auf die Oberflächen aufbringen. Als Beschichtungsmittel können alle dünnflüssigen härtbaren Lacke eingesetzt werden, vorausgesetzt daß sie die Oberfläche ausreichend benetzen und mit ausreichender Geschwindigkeit kontinuierlich härtbar sind. Die Härtung kann physikalisch durch Verdunsten eines Lösemittels oder chemisch durch Vernetzung oder Polymerisation eintreten. Bevorzugte Beschichtungsmittel werden nach beiden Methoden gehärtet, indem zuerst unter Wärmeinwirkung ein Lösemittel verdampft und anschließend, beispielsweise unter der Einwirkung von UV-Strahlung, eine Polymerisation oder Vernetzung erfolgt. Entsprechende Beschichtungsmittel sind in großer Zahl bekannt. Sie dienen beispielsweise zur Erzeugung kraftzfester, UV-schützender, reflexionsmindernder, haftvermittelnder oder mattierender Deckschichten und können gegebenenfalls die für diese Zwecke erforderlichen ungelösten Inhaltsstoffe enthalten. Die Herstellung hoghglänzender Deckschichten hat im Rahmen der Erfindung herausragende Bedeutung.
  • Typische Dicken der gehärteten Deckschichten liegen zwischen 1 bis 20 Mikrometer; sie werden aus z.B. 3 bis 60 Mikrometer dicken Schichten des dünnflüssigen Beschichtungsmittels erzeugt. Doe Schutzfolie wird beim Verfahren der erfindung zwangsläufig mitbeschichtet. Da die erzeugte Beschichtung dünn ist, fällt die an der Hilfsfolie verbleibende Beschichtungsmittelmenge wirtschaftlich nicht ins Gewicht. Um Verluste des Beschichtungsmittels zu vermeiden, kann man dicht hinter der Spaltfüllung das Beschichtungsmittel so von der Oberfläche der Schutzfolie abrakeln, daß es in den Spalt zurückfließt. Die abgezogene Hilfsfolie kann gegebenenfalls mit der unbeschichteten Seite als abziehbare Schutzfolie wieder auf die erfindungsgemäß beschichtete tafel oder Folie aufkaschiert werden.
  • Obwohl mit der Erzeugung einer gleichförmigen Beschichtung auf der behandelten Oberfläche das Ziel der Erfindung erreicht ist, schließt sich in der praxis stets eine Härtung der Beschichtung an. Die Härtungsbedingungen richten sich in an sich bekannter Weise nach der Natur des Beschichtungsmittels. Physikalisch trocknende Beschichtungsmittel härten durch Verdunsten des Lösemittels. Die Verdunstung kann durch Erwärmen mittels Wärmestrahlern, rückseitig anliegende Heizflächen oder durch Warmluft gefördert werden. Chemisch härtende Beschichtungsmittel können in gleicher Weise durch Erwärmen oder durch aktivierende Strahlung, wie UV-, Gamma- oder Elektronenstrahlung, gehärtet werden. Bei kontinuierlicher Betriebsweise geschieht dies zweckmäßig in einem stationären staubfreien Härtungstunnel, dessen Länge so bemessen ist, daß die Beschichtung bei der gleichen Geschwindigkeit, mit der sie aufgetragen wird, innerhalb der Durchlaufzeit durch den Tunnel ausgehärtet wird. Übliche Härtungszeiten liegen zwischen 1 und 60 ec.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Beschichten einer festen, geschlossenen Oberfläche, die eine abziehbar haftende Schutzfolie trägt, mit einem dünnflüssigen Beschichtungsmittel
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schutzfolie von der Oberfläche abgespreizt und das dünnflüssige Beschichtungsmittel in den Spalt zwischen der freigelegten Oberfläche und der abgespreizten Schutzfolie gefüllt wird und daß die Schutzfolie so von der Oberfläche abgezogen wird, daß sich der Spalt über die zu beschichtende Oberfläche hinwegbewegt, wobei das dünnflüssige Beschichtungsmittel entsprechend dem Verbrauch ergänzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzfolie so abgespreizt und abgezogen wird, daß der Spalt waagerecht verläuft.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzfolie so abgespreizt und abgezogen word, daß der Spalt nach oben geöffnet ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche im Bereich des Spalts senkrecht gehalten wird.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Beschichtungsmittel entsprechend dem Verbrauch aus einer oder mehreren Austrittsdüsen in den Spalt fließen läßt.
  6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Beschichtungsmittel mit einer Viskosität unter 500 mPa s verwendet wird.
  7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche aus Kunststoff beschichtet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche einer tafel oder eines Bandes aus Kunststoff beschichtet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen einer Tafel oder eines Bandes beschichtet werden, welche auf beiden Seiten der Tafel oder des bandes je eine abziehbar haftende Schutzfolie tragen, und daß gleichzeitig auf beiden Seiten die Schutzfolien abgezogen und Beschichtungen aufgebracht werden.
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