EP0930104B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vernetzen und Härten von Lack - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Vernetzen und Härten von Lack Download PDF

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EP0930104B1
EP0930104B1 EP98123022A EP98123022A EP0930104B1 EP 0930104 B1 EP0930104 B1 EP 0930104B1 EP 98123022 A EP98123022 A EP 98123022A EP 98123022 A EP98123022 A EP 98123022A EP 0930104 B1 EP0930104 B1 EP 0930104B1
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wavelength
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Maximilian Zaher
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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
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for crosslinking and curing of paint on a substrate according to the preamble of claims 1 and 6, respectively.
  • the UV crosslinking (curing) of paints is state of the art.
  • the paint contains so-called photoinitiators (PI).
  • PI photoinitiators
  • the photoinitiators absorb the UV radiation and cause the networking.
  • Various photoinitiators have been used in the art used in a paint, so that over the entire wavelength range the irradiated radiation sufficient Absorption takes place. Photoinitiators are expensive. Become photoinitiators not activated when cross-linked, there is a risk of yellowing for the paint.
  • UV lamps have a very high operating temperature on (eg more than 1000 ° C). These high operating temperatures The UV lights make the use of cooling air or other coolants required. This cooling is expensive and cooling air also causes technical problems regarding Dust, temperature gradients and air swirls.
  • the invention is based on the finding that the use a monochromatic source of UV radiation has significant advantages brings with it.
  • monochromatic means here a relatively narrow wavelength range of UV radiation, as generated for example by an excimer laser, the no special means for wavelength selection (be it in the resonator or outside the resonator).
  • the bandwidth an excimer laser is in this sense as to understand "monochromatic”.
  • a method for curing a coating layer applied to a substrate by irradiation with UV radiation is also known from EP 0 440 178 A1.
  • the substrate passes on a conveyor belt at several UV sources over.
  • the UV sources are monochromatic sources at least partially different Wavelengths.
  • US 4,844,947 describes a method for selectively curing one on one Substrate applied photosensitive paint by means of a UV laser.
  • WO 96/33872 a UV-curable ink on a substrate with the Hardened light of a low-pressure gas discharge lamp.
  • the lamp is in one embodiment surrounded by a reflector arrangement which increases the Luminous efficacy and equalization of the illuminance is used.
  • the reflector assembly By Pivoting the reflector assembly, the lamp can be shielded so that in Essentially no light falls on the substrate. This is to avoid damage to the substrate during standstill of the substrate the lamp passing conveyor.
  • the UV radiation through a beam-expanding lens assembly is directed, by means of which they from different directions on the paint layer and the substrate is steered.
  • Comparable is a device according to the preamble of claim 6 by a beam-expanding lens arrangement, through which the UV radiation is directed to them from different directions on the lacquer layer and the Direct the substrate.
  • the wavelength of the UV radiation, the absorption characteristics of the photoinitiators in the paint and the power density of the radiation are essential parameters in the the curing play a role.
  • suitable tuning of these parameters can the benefits of using a monochromatic UV source are enhanced so that the varnish layer over its entire thickness of the UV radiation completely absorbed.
  • a substantially monochromatic UV radiation source a Excimer laser are used.
  • the wavelength of the UV radiation in the range of 190 to 250 nm, especially at about 248 nm is located.
  • the invention enables homogeneous crosslinking and hardening of paint layers with thicknesses of 50 ⁇ m and more.
  • a laser as a UV radiation source, in particular an excimer laser, has the further advantage that the Prior art still to be listed technical problems in terms of dimensional stability of the substrate (coated object) are largely overcome.
  • the curing with laser radiation allows a targeted local absorption, without the underlying substrate (object) strong is heated.
  • excimer lasers bends, microscopic cracks of the substrate, moisture leakage and other phenomena that affect the quality of the paint coating and in particular their adhesion to the substrate, avoided.
  • the distance between the radiation source (the laser) and the substrate is not critical to that Networking result, so that in the control of a relative movement between laser radiation and object not on the distance needs to be respected.
  • the curing with laser radiation also allows very good results for objects with sharp edges.
  • the networking takes place even on the edges without significant difference to Networking on the surfaces.
  • FIG. 1 shows a side view of the optical system and Figure 2 is a plan view.
  • a substrate (object) 10 is to be provided with a lacquer layer become.
  • the substrate 10 is in the illustrated embodiment from a wood material.
  • substrate made of a plastic, metal or consist of a composite material.
  • the lacquer layer 12 has a thickness of 50 ⁇ m.
  • the source of UV radiation is an excimer laser 14 (type EMG 50 from LAMDA PHYSICS) with KrF gas.
  • the laser 14 emits at a wavelength of about 248 nm.
  • Special facilities for Reducing the bandwidth of the emitted radiation 16 has the laser 14 is not on (eg no grid in the resorner).
  • the excimer laser 14 is operated pulsed.
  • the repetition rate the pulses and the energy of each pulse is adjustable.
  • Figures 1 and 2 show the optical system for steering the Radiation of the excimer laser 14 on the with the lacquer layer 12th Provided substrate 10.
  • a stage 20 is vertical as shown in FIG movable up and down.
  • About a prism 18 of the laser beam passes 16 to another prism 22 and into a double prism 24.
  • the arrangement causes a division of the laser beam 16th in three beam parts, each via lenses 26a, 26b and 26c ( Figure 2) reach the lacquer layer 12.
  • a beam component is let through by the double prism 24 straight and over the Lens 26b shown, a beam component is from the double prism 24th deflected upwards on a mirror 28, from where he over the Lens 26a reaches the lacquer layer 12 and a third Beam portion is directed by the double prism 24 on a mirror 30, from where the beam component through the lens 26c on the paint layer 12 is directed.
  • Figures 3 and 4 show a further embodiment of optical devices for directing the UV laser radiation.
  • Figures are similar or functionally similar Components provided with the same reference numerals.
  • a movable relative to the stage 20' plate 34 is arranged, which supports a prism 32 and a lens 26.
  • Figure 3 shows a side view of the optical system and
  • Figure 4 is a plan view (from above).
  • the stage 20 ' is according to the arrow P 2 vertically up and down sliding.
  • the plate 34 is rotatable about an axis A corresponding to the arrow P 1 (with respect to the stage 20 ').
  • the laser radiation directed via the lens 26 onto the lacquer layer and the substrate 10 is pivoted in accordance with the arrow P 3 .
  • This arrangement also enables homogeneous curing of the lacquer layer 12 on the substrate 10.
  • a cross hatch test gave a very good crosshatch characteristic in the range between Gt1 and Gt2.
  • An abrasion test with steel wool showed a high mechanical resistance the paint layer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vernetzen und Härten von Lack auf einem Substrat nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 6.
Die UV-Vernetzung (Härtung) von Lacken ist Stand der Technik. Als Quelle für UV-Strahlung werden im Stand der Technik breitbandige UV-Strahler eingesetzt, d. h. es wird ein breites Spektrum von Wellenlängen auf das mit Lack beschichtete Substrat gerichtet. Im Lack sind sog. Photoinitiatoren (PI) beigemischt. Die Photoinitiatoren absorbieren die UV-Strahlung und bewirken die Vernetzung. Entsprechend der breitbandig eingestrahlten UV-Strahlung wurden im Stand der Technik verschiedene Photoinitiatoren in einem Lack eingesetzt, so daß über den gesamten Wellenlängenbereich der eingestrahlten Strahlung eine hinreichende Absorption erfolgt. Photoinitiatoren sind teuer. Werden Photoinitiatoren beim Vernetzen nicht aktiviert, besteht eine Vergilbungsgefahr für den Lack. Die im Stand der Technik verwendeten herkömmlichen UV-Strahler weisen eine sehr hohe Betriebstemperatur auf (z. B. mehr als 1000° C). Diese hohen Betriebstemperaturen der UV-Leuchten machen den Einsatz von Kühlluft oder anderen Kühlmitteln erforderlich. Diese Kühlung ist aufwendig und Kühlluft bedingt auch technische Probleme hinsichtlich Staub, Temperaturgradienten und Luftwirbel.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Einsatz einer monochromatischen Quelle für UV-Strahlung erhebliche Vorteile mit sich bringt. Der Begriff "monochromatisch" bedeutet hier einen relativ engen Wellenlängenbereich der UV-Strahlung, wie er beispielsweise von einem Excimerlaser erzeugt wird, der keine besonderen Mittel für die Wellenlängenselektion (sei es im Resonator oder außerhalb des Resonators) aufweist. Die Bandbreite eines Excimerlasers ist in diesem Sinne als "monochromatisch" zu verstehen. Wird eine in diesem Sinne monochromatische UV-Strahlungsquelle verwendet, so braucht der Lack vorteilhafterweise nur einen ganz bestimmten Photoinitiatortyp zu enthalten, der beim Aushärten vollständig umgesetzt wird, so daß keine "unverbrauchten" Photoinitiatoren verbleiben, die die oben angesprochene Vergilbungsgefahr bringen.
Die Verwendung von farbigem Licht anstelle von weißem Licht bei einem Trockenverfahren, das beispielsweise auch dem Trocknen eines Lackanstrichs dienen kann, ist aus der DE 162 696 bekannt. Zur Erzielung des farbigen Lichts wird ein Lichtfilter verwendet. Dieser gewährleistet nicht eine derart enge Bandbreite, daß dieses Licht als monochromatisch im Sinne der obigen Definition zu verstehen ist.
Die Verwendung von monochromatischem UV-Licht zum Härten eines Lacks ist aus dem Artikel "Mattieren ohne Mattierungsmittel-Möglichkeiten der Excimer-UV-Bestrahlung" von Dr. A. Roth, Coating 8/97, S. 305, bekannt. Diese ergibt sich in natürlicher Weise aus der Verwendung eines Excimerlasers. Als Vorteil wird hervorgehoben, daß aufgrund der fehlenden niederwelligen spektralen Anteile sowohl das Substratmaterial als auch dessen Beschichtung nicht geschädigt wird. Eine verbesserte Härtung des Lacks wird nicht erwähnt.
Ähnlich wird in einem Verfahren, das in der DE 41 23 915 A1 vorgestellt wird, monochromatisches UV-Licht verwendet, um die Möglichkeit der Schädigung einer unter der Lackschicht liegenden thermoempfindlichen Schicht stark zu reduzieren.
Aus EP 0 706 834 A1 ist es bekannt, eine auf ein flächiges Trägermaterial aufgebrachte Lackschicht durch Bestrahlung mit UV-Licht aus mehreren Strahlungsquellen zu härten. Die Strahlungsquellen sind für unterschiedliche Wellenlängenbereiche ausgelegt. Insbesondere wird die Lackschicht zunächst mit UV-Licht einer niedrigeren Wellenlänge bestrahlt und anschießend mit UV-Licht einer höheren Wellenlänge bestrahlt.
Ein Verfahren zum Härten einer auf ein Substrat aufgebrachten Überzugsschicht durch Bestrahlung mit UV-Strahlung ist auch aus EP 0 440 178 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren läuft das Substrat auf einem Fließband an mehreren UV-Quellen vorbei. Die UV-Quellen sind monochromatische Quellen zumindest teilweise unterschiedlicher Wellenlängen.
US 4,844,947 beschreibt ein Verfahren zum selektiven Aushärten einer auf einen Untergrund aufgebrachten fotoempfindlichen Farbe mittels eines UV-Lasers.
In WO 96/33872 wird eine UV-härtbare Druckfarbe auf einem Bedruckstoff mit dem Licht einer Niederdruck-Gasentladungslampe gehärtet. Die Lampe ist bei einem Ausführungsbeispiel von einer Reflektoranordnung umgeben, welche der Erhöhung der Lichtausbeute und der Vergleichmäßigung der Beleuchtungsstärke dient. Durch Schwenken der Reflektoranordnung kann die Lampe so abgeschirmt werden, dass im Wesentlichen kein Licht mehr auf den Bedruckstoff fällt. Dies dient der Vermeidung von Schäden an dem Bedruckstoff bei Betriebsstillstand einer den Bedruckstoff an der Lampe vorbeiführenden Fördereinrichtung.
Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgesehen, dass die UV-Strahlung durch eine strahlaufweitende Linsenanordnung geleitet wird, mittels welcher sie aus unterschiedlichen Richtungen auf die Lackschicht und das Substrat gelenkt wird.
Vergleichbar zeichnet sich eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 durch eine strahlaufweitende Linsenanordnung aus, durch welche die UV-Strahiung geleitet wird, um sie aus unterschiedlichen Richtungen auf die Lackschicht und das Substrat zu lenken.
Die Wellenlänge der UV-Strahlung, die Absorptionscharakteristik der Photoinitiatoren im Lack und die Leistungsdichte der Strahlung sind wesentliche Parameter, die bei der Härtung eine Rolle spielen. Durch geeignete Abstimmung dieser Parameter können die Vorteile des Einsatzes einer monochromatischen UV-Quelle so verstärkt werden, dass die Lackschicht über ihre gesamte Dicke hinweg die UV-Strahlung vollständig absorbiert. Als im Wesentlichen monochromatische UV-Strahlungsquelle kann ein Excimerlaser zum Einsatz kommen.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
So ist bevorzugt vorgesehen, daß die Wellenlänge der UV-Strahlung im Bereich von 190 bis 250 nm, insbesondere bei etwa 248 nm liegt.
Die Erfindung ermöglicht die homogene Vernetzung und Verhärtung von Lackschichten mit Stärken von 50µm und mehr.
Wird ein Laser für die Lackhärtung verwendet, so hat dies weiterhin den Vorteil, daß die Laserstrahlung dreidimensional mit optischen Mitteln in einfacher Weise geführt werden kann, und zwar mit relativ großem Abstand zum Objekt (Substrat). Auch ist der Winkel steuerbar, unter dem die Strahlung auf die Objektoberfläche auftrifft.
Die Verwendung eines Lasers als UV-Strahlungsquelle, insbesondere eines Excimerlasers, hat weiterhin den Vorteil, daß beim Stand der Technik noch zu verzeichnende technische Probleme hinsichtlich der Dimensionsstabilität des Substrates (beschichteten Objektes) weitgehend überwunden sind. Die Aushärtung mit Laserstrahlung ermöglicht eine gezielte lokale Absorption, ohne daß das darunterliegende Substrat (Objekt) stark erhitzt wird. Bei Verwendung von Excimerlasern werden Verbiegungen, mikroskopische Risse des Substrates, Feuchtigkeitsaustritt und andere Phänomene, die die Qualität der Lackschicht und insbesondere deren Haftung am Substrat, vermieden.
Durch die Parallelität der Laserstrahlung über weite Strecken ist weiterhin gewährleistet, daß der Einstrahlwinkel, unter dem die Strahlung auf die Substratoberfläche auftrifft, genau und reproduzierbar steuerbar ist. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch ebenfalls die Qualität der ausgehärteten Lackschicht verbessert werden kann. Der Abstand zwischen der Strahlungsquelle (dem Laser) und dem Substrat ist nicht entscheidend für das Vernetzungsergebnis, so daß bei der Steuerung einer Relativbewegung zwischen Laserstrahlung und Objekt nicht auf den Abstand geachtet zu werden braucht.
Auch ermöglicht die Aushärtung mit Laserstrahlung sehr gute Ergebnisse bei Objekten mit scharfen Kanten. Die Vernetzung erfolgt auch auf den Kanten ohne wesentlichen Unterschied zur Vernetzung auf den Flächen.
Es wird eine gleichmäßige Aushärtung über die gesamte Schichtdicke und eine sehr gute Untergrundhaftung des Lackes erreicht.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Figuren 1 und 2
schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zum Lenken von Excimer-Laserstrahlung auf eine Lackschicht, die auf ein dreidimensional geformtes Substrat aufgetragen ist; und
Figuren 3 und 4
ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zum Lenken von Laserstrahlung auf eine Lackschicht, die auf ein dreidimensionales Objekt aufgetragen ist.
Die Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des optischen Systems und Figur 2 eine Draufsicht.
Ein Substrat (Objekt) 10 soll mit einer Lackschicht versehen werden. Das Substrat 10 besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Holzwerkstoff. Andererseits kann das Substrat beispielsweise auch aus einem Kunststoff, Metall oder einem Verbundwerkstoff bestehen.
Die Lackschicht 12 hat eine Stärke von 50µm.
Als Quelle für UV-Strahlung dient ein Excimerlaser 14 (Typ EMG 50 von LAMDA PHYSIK) mit KrF-Gas. Der Laser 14 emmitiert bei einer Wellenlänge von etwa 248 nm. Besondere Einrichtungen zur Reduzierung der Bandbreite der emmitierten Strahlung 16 weist der Laser 14 nicht auf (also z. B. kein Gitter im Resornator).
Der Excimerlaser 14 wird gepulst betrieben. Die Repititionsrate der Pulse und die Energie der einzelnen Pulse ist einstellbar.
Mit UV-Strahlung vernetzt - und aushärtbare Lacke werden am Markt mit unterschiedlichen Absorptionscharakteristiken geliefert. Es sind Lacke erhältlich, die bei 248 nm sehr stark absorbieren und Lacke, die bei 248 nm weniger stark absorbieren, also z. B. ein Absorptionsmaximum bei 270 nm aufweisen. Es wurden unterschiedliche Lacke getestet und es hat sich dabei gezeigt, daß es nicht unbedingt erforderlich, ja sogar vorteilhaft ist, einen Lack zu verwenden, der sein Absorptionsmaximum nicht genau bei 248 nm, also der verwendeten Wellenlänge der UV-Strahlungsquelle hat. Wichtig ist, daß die Absorptionscharakteristik der im Lack enthaltenen Photoinitiatoren, die Leistungsdichte der Laserstrahlung und deren Wellenlänge so aufeinander abgestimmt sind, daß die UV-Strahlung über die gesamte gewünschte Dicke der zu härtenden Lackschicht möglichst gleichmäßig absorbiert wird, beim beschriebenen Ausführungsbeispiel also über die gesamte Dicke von 50µm. Diese Optimierung muß experimentell mit dem gegebenen Lasersystem, den gegebenen Lacken und den gewünschten Lackstärken durchgeführt werden. Wird z. B. die Abstimmung zwischen der Absorptionscharakteristik der Photoinitiatoren im Lack und der Wellenlänge der UV-Strahlung nicht in der beschriebenen Weise durchgeführt, kann die UV-Strahlung bereits in den oberen Lagen der Lackschicht vollständig absorbiert werden, so daß die unteren Lagen der Lackschicht direkt über dem Substrat nur mangelhaft ausgehärtet werden. Ist umgekehrt die Leistungsdichte der Laserstrahlung, die Wellenlänge der Strahlung und die Absorptionscharakteristik der Photoinitiatoren so aufeinander abgestimmt, daß ein Großteil der UV-Strahlung nicht absorbiert durch die Lackschicht durchtritt, erfolgt eine zu starke Aufheizung des Substrates mit den oben beschriebenen nachteiligen Folgen hinsichtlich der Dimensionsstabilität, Rißbildung etc.
Die Figuren 1 und 2 zeigen das optische System zum Lenken der Strahlung des Excimerlasers 14 auf das mit der Lackschicht 12 versehene Substrat 10. Eine Bühne 20 ist gemäß Figur 1 vertikal auf- und abwärtsbewegbar. Über ein Prisma 18 gelangt der Laserstrahl 16 zu einem weiteren Prisma 22 und in ein Doppelprisma 24. Die Anordnung bewirkt eine Aufteilung des Laserstrahls 16 in drei Strahlteile, die jeweils über Linsen 26a, 26b und 26c (Figur 2) auf die Lackschicht 12 gelangen. Ein Strahlanteil wird vom Doppelprisma 24 geradlinig durchgelassen und über die Linse 26b abgebildet, ein Strahlanteil wird vom Doppelprisma 24 nach oben auf einen Spiegel 28 abgelenkt, von wo er über die Linse 26a auf die Lackschicht 12 gelangt und ein dritter Strahlanteil wird vom Doppelprisma 24 auf einen Spiegel 30 gelenkt, von wo der Strahlanteil über die Linse 26c auf die Lackschicht 12 gerichtet wird.
Durch Verschieben der Bühne 20 gemäß dem Pfeil P (Figur 1) wird die Laserstrahlung über die Lackschicht 12 geführt. Es ist vorteilhaft, das Substrat 10 stationär zu halten und den Laserstrahl zu bewegen. Die Anordnung gemäß den Figuren 1 und 2 bewirkt eine Strahlaufweitung mittels einer Zerstreuungslinse und hat zur Folge, daß die Laserstrahlung aus unterschiedlichen Richtungen aber genau reproduzierbar auf die Lackschicht und das Substrat 10 gelenkt wird. Es erfolgt mit dieser Anordnung eine weitestgehend homogene Aushärtung der Lackschicht.
Die Figuren 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für optische Einrichtungen zum Lenken der UV-Laserstrahlung. In den Figuren sind aneinander entsprechende oder funktionsähnliche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Auf einer Bühne 20' ist eine in Bezug auf die Bühne 20' bewegbare Platte 34 angeordnet, die ein Prisma 32 und eine Linse 26 abstützt. Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des optischen Systems und Figur 4 eine Draufsicht (von oben). Die Bühne 20' ist entsprechend dem Pfeil P2 vertikal auf- und abwärts verschiebbar. Die Platte 34 ist um eine Achse A entsprechend dem Pfeil P1 drehbar (in Bezug auf die Bühne 20'). Durch Drehung der Platte 34 um die Achse A wird gemäß Figur 4 die über die Linse 26 auf die Lackschicht und das Substrat 10 gerichtete Laserstrahlung entsprechend dem Pfeil P3 verschwenkt. Auch diese Anordnung ermöglicht eine homogene Aushärtung der Lackschicht 12 auf dem Substrat 10.
Bei Verwendung eines Lackes, der zwar bei 248 nm absorbiert, aber bei 285 nm eine Spitze in der Absorptionskurve aufweist, wurden optimale Eregebnisse mit folgenden Einstellungen des Lasers erzielt: Es wurde mit Laserpulsen mit einer Energie von 45mJ/Puls und mit einer Frequenz von 1 Hz gearbeitet. Der Beginn der Vernetzung ist nach 10 Pulsen erkennbar. Der Lack ist dann sofort vollständig durchvernetzt und besitzt eine sehr gute Untergrundhaftung. Dies bedeutet, daß für eine Fläche von 10 x 20 mm2 und eine Schichtdicke von 50µm nach 10 Pulsen mit einer Energie von 45 mJ eine vollständige Vernetzung der Lackschicht erreicht ist, ohne daß zuviel überschüssige Energie vom Substrat absorbiert wird. Dies ergibt eine Energiedichte von 250 mJ/cm2, was mit kommerziellen Excimerlasern bei einer Vorschubgeschwindigkeit zwischen Strahl und Substrat von 6 m/min erreichbar ist.
Eine Gitterschnitt-Prüfung ergab einen sehr guten Gitterschnitt-Kennwert im Bereich zwischen Gt1 und Gt2. Eine Abriebprüfung mit Stahlwolle zeigte eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit der Lackschicht.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Vernetzen und Härten von Lack auf einem Substrat (10) mit im wesentlichen monochromatischer UV-Strahlung, wobei der Lack Photoinitiatoren enthält, wobei die Wellenlänge der UV-Strahlung, die Absorptionscharakteristik der Photoinitiatoren im Lack und die Leistungsdichte der Strahlung so aufeinander abgestimmt werden, dass die UV-Strahlung über die gesamte gewünschte Dicke der zu härtenden Lackschicht (12) absorbiert wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlung durch eine strahlaufweitende Linsenanordnung (26 oder 26a-c) geleitet wird, mittels welcher sie aus unterschiedlichen Richtungen auf die Lackschicht (12) und das Substrat (10) gelenkt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlung von einem Excimerlaser erzeugt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Lack nur einen Photoinitiatortyp enthält,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmaximum des Photoinitiatortyps bei einer anderen Frequenz als der der UV-Strahlung liegt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der UV-Strahlung bei 190 bis 250 nm, insbesondere bei etwa 248 nm, liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der ausgehärteten Lackschicht (12) 50 µm oder mehr beträgt.
  6. Vorrichtung zum Vernetzen und Härten von Lack auf einem Substrat (10), wobei der Lack Photoinitiatoren aufweist, wobei die Vorrichtung eine im wesentlichen monochromatische UV-Strahlungsquelle (14) umfasst, wobei die Wellenlänge der UV-Strahlung, die Absorptionscharakteristik der Photoinitiatoren im Lack und die Leistungsdichte der Strahlung so aufeinander abgestimmt werden, dass die UV-Strahlung über die gesamte gewünschte Dicke der zu härtenden Lackschicht (12) absorbiert wird,
    gekennzeichnet durch eine strahlaufweitende Linsenanordnung (26 oder 26a-c), durch welche die UV-Strahlung geleitet wird, um sie aus unterschiedlichen Richtungen auf die Lackschicht (12) und das Substrat (10) zu lenken.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Excimerlaser als UV-Strahlungsquelle vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der UV-Strahlung bei 190 bis 250 nm, insbesondere bei etwa 248 nm, liegt.
EP98123022A 1997-12-09 1998-12-07 Verfahren und Vorrichtung zum Vernetzen und Härten von Lack Expired - Lifetime EP0930104B1 (de)

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