WO2019185833A1 - Verfahren zur übertragung einer prägestruktur auf die oberfläche einer beschichtung und verbund enthaltend diese beschichtung - Google Patents

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WO2019185833A1
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Jan-Bernd Kues
Susanne Piontek
Joerg EXNER
Joerg Lenz
Birgit KLEINE-BLEY
Wilfried SCHIPPER
Robert VON DER AA
Frank Bergmann
Michael Lorenz
Sven Olle KRABBENBORG
Joerg DUENNEWALD
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Basf Coatings Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for transferring an embossed structure to at least a part of a surface of a coating (B2) using a composite (F1 B1) comprising a substrate (F1) and an at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) the coating (B2) and the coating (B1) of the composite (F1 B1) have mutually mirror-image embossed structures, the process comprising at least steps (1) and (2) and optionally (3), a composite (B2B1 F1) and a Use of this composite for producing an at least partially embossed coating (B2) in the form of a free film or a composite (B2KF2) from a substrate (F2), at least one adhesive (K) and the coating (B2).
  • Such structures are also referred to as microstructures (structures with features in the micrometer range) or nanostructures (structures with characteristics in the nanometer range). Such structures are e.g. used to influence material surfaces in terms of optical, bionic and / or haptic properties. Such structures are also referred to as imprints or prigest structures.
  • a common method is to transfer these structures into a paint.
  • the transfer of the structures into the lacquer is frequently achieved with an embossing process in which a die which contains the microstructures and / or nanostructures in a negative mold on an embossing surface or transfer surface is brought into contact with the lacquer and pressed into the latter becomes.
  • the coating is typically cured in situ.
  • the disadvantage of these processes known from the prior art is that continuous processes with high molding accuracy in a wide range of sizes, such as surface-to-surface or roll-to-plate processes, are only suitable for embossing films (metals, plastics, Paper) or plates (metal, plastic, glass) come into question.
  • the known methods can not be used for structuring the component surface.
  • the respective component material such as liquid plastic granules, embedded in a structured form and cured and after curing, the component surface, the positive of the die of the tool surface but are disadvantageous, because this process is discontinuous processes, there are restrictions on the matrix with the negative structure, for removing the component from the tool Trennmitel be required and the molding accuracy is very special for periodic structures with aspect ratios> 0.5 very is low.
  • EP 1 304 235 A1 describes a method for producing a structured lacquer layer with a carrier foil, in which a layer composite consisting of a structured carrier film with release properties and a lacquer layer is produced.
  • DE 10 2005 017 170 A1 describes a transfer film which comprises a carrier film and a structural layer arranged thereon. After leaving the structural layer, it can be bonded to the target surface to be provided with a structure.
  • US 2007/0218255 A1 describes a method for producing a structured film which can be used for the decoration of glass.
  • US 2010/0279075 A1 describes a method for producing a microstructured surface on a component by using a structured carrier film.
  • a disadvantage of the method is that the microstructured film is first coated with a release layer before the application of the structural layer. As a result, an additional step is required and also the impression quality is strongly negatively affected.
  • An exact, complementary transfer of the microstructure is not possible because the distance between the individual structural elements of the embossing is adversely reduced by the release layer.
  • WO 2015/154866 A1 relates to a method for producing a substrate with a structured surface.
  • first a first UV-curing coating is applied to the substrate and this hardened.
  • a second UV-curing coating is then applied to this cured coating as an embossing lacquer, embossed for the purpose of generating a microstructure and then cured.
  • DE 10 2007 062 123 A1 describes a method for applying an embossing lacquer, for example an embossing lacquer crosslinkable by UV radiation, to a carrier foil, structuring the embossing lacquer in the micrometer range and hardening the embossing lacquer applied to the foil to obtain an embossed foil, whose microstructure is followed by Deposition of a metal on the embossed surface, ie by metallization of the film, is molded.
  • EP 2 146 805 B1 describes a process for producing a material having a textured surface.
  • the method involves providing a substrate with a curable coating, bringing it into contact with a texturing medium for embossing, and then curing and removing the coating embossed in this manner from the texturing medium.
  • the texturing medium has a surface layer comprising 20 to 50% of an acrylic oligomer, 15 to 35% of a monofunctional monomer, and 20 to 50% of a multifunctional monomer.
  • the coating agent used to produce the surface layer must also contain a building block which has at least two thiol groups, for example trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate).
  • EP 2 146 805 B1, WO 2016/090395 A1 and ACS Nano Journal, 2016, 10, pages 4926 to 4941 are not always sufficiently suitable for embossing, in particular in the micrometer range and / or in the nanometer range, ie micro- and / or or nanostructures, in particular not without reducing in such a transfer the molding accuracy to an unacceptable level.
  • the methods known from the prior art as stated above, are not always suitable for providing, in particular, large components or components having a non-planar geometry with a nano- and / or microstructured paint film which, in addition, still has sufficient Weathering stability is characterized and its optical appearance is therefore not adversely affected. At the same time, the imprints are not always sufficiently replicated.
  • embossed structures such as, in particular, microstructures and / or nanostructures with a sufficient degree of accuracy and, in particular, to produce as recyclable as possible Embossing die for transferring the embossed structures allows or can be carried out using such a die-embossing.
  • embossed structures to be transferred should be able to be replicated to the highest possible extent and in particular the method should not have disadvantages caused by undesirable or inadequate properties of the coating compositions and coatings used, for example inadequate adhesion.
  • a first subject of the present invention is therefore a method for transferring an embossed structure onto at least part of a surface of a coating (B2) using a composite (F1 B1) comprising a substrate (F1) and an at least partially embossed and at least partially cured coating ( B1), wherein the coating (B2) and the coating (B1) of the composite (F1 B1) have mutually mirror-image embossed structures, and wherein the method comprises at least steps (1) and (2) and optionally (3), viz
  • step (3) optionally removing the coating (B2) from the composite (B2B1 F1) to recover the composite (B1 F1) used in step (1), the coating (B2) being previously coated within the composite (B2B1 F1) (B1) surface facing the mirror image of the at least partially embossed surface of the coating (B1) used in step (1) and recovered in this step composite (B1 F1), wherein for the preparation of the coating (B1) in step (1 ) used and recovered in step (3) composite (B1 F1) used
  • Coating agent (B1a) is a radiation-curable coating composition, characterized in that the coating agent (B1 a) at least one component (a) in an amount in a range of
  • At least one additive as component (b) in an amount in the range from 0.01 to 5% by weight,
  • At least one photoinitiator as component (c) in an amount ranging from 0.01 to 15% by weight
  • radicals R 1 each, independently of one another, represent a C -CE-alkylene group
  • each R 2 is independently H or methyl
  • the parameters m are each independently an integer parameter in a range of 1 to 15, but with the proviso that in at least one of the structural units of the Formula (1) within component (a) of the parameter m at least
  • the parameter m in the at least three structural units of the formula (I) of the component (a) of the coating agent (B1a) which are each different or at least partially identical is in each case at least 2.
  • the method according to the invention makes it possible to transfer embossed structures, in particular microstructures and / or nanostructures, to the coating (B2) in a very high degree of precision, so that no depth of modulation is lost during embossing, in particular at a high level Impression accuracy in a range of 10 nm to 1000 pm structure width and in a range of 0.1 nm to 1000 pm structure depth.
  • the method according to the invention makes it possible to use a composite (F1 B1) which can be obtained by coating a radiation-curable coating agent (B1a) on a substrate (F1), embossing structures having a very high molding accuracy and a transfer high success of replication.
  • the method according to the invention can be used so advantageously, since the coating (B1) of the used composite (F1B1), which is obtainable by coating a radiation-curable coating agent (B1a) on a preferably moving substrate (F1) This characterizes a good separation of the coating (B2) from the composite within step (3) of the process according to the invention.
  • the method according to the invention can be used so advantageously because the coating (B1) on the substrate (F1) is characterized by a very good adhesion.
  • the method according to the invention makes it possible, in particular, to provide large components or components having a non-planar geometry with a coating having such an embossed structure or to have a coating having such an embossed structure transfer.
  • the resulting coating (B2) provided with such an embossed structure is characterized by sufficient stability to weathering and therefore that its optical, bionic and / or haptic appearance is not adversely affected.
  • the method according to the invention makes it possible to apply the coatings (B2) having such an embossed structure directly to such substrates as large components or components having a non-planar geometry or to adhere thereto, without one or more of the substrate and the coating additional layer (s) or optionally a coated film must or must be present.
  • the coating agent (B2a) used in step (1) is a radiation-curable coating material such as a UV-curable coating agent
  • the UV radiation for curing by the composite (F1 B1) for example, can represent a 125 pm thick PET film (F1) and up to 150 pm thick coating (B1) must penetrate.
  • the coating (B2) can be easily separated from the composite (F1 B1). In particular, it is surprising that this good release effect over any conventional radiation-cured coating (B2) by the special composition of the at least partially cured coating (B1) is achieved.
  • the coating agent (B2a) used in step (1) is a physically drying, thermally curable and / or chemically curable coating agent
  • the embossing structure of the coating (B1) when applying (B2a) in step (1) is transferred in a good molding accuracy, although in this case by the evaporation of the solvent usually contained in (B2a) in these cases, a high shrinkage is expected, which usually results in a lower molding accuracy.
  • this has not been found in the present case.
  • the coating (B2) in a simple manner of In particular, it is surprising that this good release effect over any conventional physically dried, thermally cured and / or chemically cured coating (B2) by the special composition of the at least partially cured coating (B1) is achieved.
  • the composite (F1 B1) that can be replaced within the process according to the invention in step (1) is recyclable for transferring the embossed structures, such as microstructures and / or nanostructures, which is advantageous for economic reasons.
  • the composite (F1 B1) Surprisingly, not only recyclable and thus usable multiple times, but can also be produced cheaply and quickly on a large industrial scale.
  • Another object of the present invention is also a composite (B2B1 F1) of a substrate (F1), an at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) and applied to (B1) and at least partially cured coating (B2), wherein the coating (B1) can be produced by at least partial curing of a coating agent (B1a) applied to at least part of a surface of the substrate (F1) and at least partially embossed by radiation curing, the coating agent (B1a) being a radiation-curable coating agent, characterized in that the coating agent (B1 a) contains at least one component (a) in an amount in the range from 40 to 95% by weight,
  • At least one additive as component (b) in an amount in a range of 0.01 to 5 wt .-%,
  • At least one photoinitiator as component (c) in an amount ranging from 0.01 to 15% by weight
  • Coating agent (B1a) relate and (iii) the amounts of all components contained in the coating agent (B1 a) add up to 100 wt .-%, and wherein component (a) at least three each different or at least partially identical structural units of
  • radicals R 1 each independently of one another represent a C 1 to C 5
  • Alkylene group stand,
  • each R 2 is independently H or methyl
  • the parameters m are each independently an integer parameter in a range from 1 to 15, but with the proviso that in at least one of the structural units of the formula (I) within the component (a) the parameter m is at least 2.
  • this composite is obtained by the method steps (1) and (2).
  • a further subject of the present invention is also a use of the composite according to the invention (B2B1 F1) for producing a coating (B2) at least partially embossed on one of its surfaces in the form of a free film or for producing a composite (B2KF2) from a substrate (F2). . at least one adhesive (K) and the coating (B2)
  • the composite (B2KF2) is preferably obtained by passing through the process steps (3a), (3b) and (3c), namely by
  • step (3b) applying a substrate (F2) to the composite (KB2B1 F1) obtained according to step (3a) on at least part of its surface having the adhesive (K) or vice versa to obtain a composite (F2KB2B1F1) and
  • the coating resin (B1a) used according to the invention in addition to the components (a) and (b) and (c) optionally (d), one or more of the further components mentioned below optionally contained in the coating resin (B1a) used according to the invention can also be used with regard to the coating agent (B1a) used according to the invention to be included in this. All components can be present in each case in their preferred embodiments mentioned below.
  • steps (1) and (2) in addition to steps (1) and (2) as well as optionally (3), the latter may comprise further optional method steps such as steps (3a), (3b) and (3c) and (4) to (7).
  • Method according to the invention for transferring an embossed structure comprising at least steps (1) to (2) and optionally (3)
  • a first subject of the present invention is, as stated above, a method for transferring an embossed structure to at least one part of a coating (B2) using a composite (B1 F1) comprising a substrate (F1) and an at least partially embossed and at least partially cured coating ( B1), wherein the coating (B2) and the coating (B1) of the composite (B1 F1) have mutually mirror-image embossed structures and wherein the method comprises at least steps (1) and (2) and optionally (3).
  • the process of the invention is a continuous process.
  • the composite (B1 F1) used in step (1) is recovered, i. recovered and can preferably be recycled, i. be reused in the process.
  • the coating (B2) is obtained which on its surface previously facing within the composite (F1 B1 B2) of the coating (B1) the mirror image of the at least partially embossed surface of the coating (B1) of the used in step (1) and then having recovered composite (B1 F1).
  • (B2) may be obtained as optional film ⁇ 3 ⁇ as a free film by peeling off the composite (B1 F1) from the coating (B2) within the composite (B2B1 F1) or vice versa.
  • the composite (B1 F1) is recovered.
  • the coating (B2) is obtained in three stages through the stages (3a), (3b) and (3c) in the form of a composite (B2KF2)
  • step (3b) applying a substrate (F2) to the composite (KB2B1 F1) obtained according to step (3a) on at least part of the adhesive (K) surface or vice versa to obtain a composite
  • the coating (B2) can then in turn be obtained as a free film by stripping off the composite (F2KB2) obtained according to step (3c).
  • the desired embossing structure is produced by applying the preferably radiation-curable coating agent (B2a) to at least a portion of an at least partially embossed surface of a composite (B1 F1) comprising a substrate (F1) and an at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) Process step (1) on the coating agent (B2a) or - after performing step (2) - transferred to the coating (B2).
  • embossed or the term “embossing” is used to at least partially equip the coating agent (B2a) after step (1) or the coating (B2) after step (2) on at least part of its surface with a Embossed structure called.
  • at least one specific area of the coating agent (B2a) or of the coating (B2) is equipped with an embossed structure.
  • the entire surface of the coating agent (B2a) or the coating (B2) is equipped with an embossed structure.
  • embossed structures of the composites (B1 F1) and (B2KF2) and the coating (B2) are preferably each independently based on a recurring and / or regularly arranged pattern. In each case, this may be a continuous embossed structure such as a continuous groove structure or a plurality of preferably recurring individual embossing structures.
  • the respective individual embossing structures can preferably in turn be based on a groove structure which has more or less pronounced webs (embossing elevations), by which the embossing height of the embossed structure is defined.
  • a multiplicity of respectively different, preferably recurring embossed structures may result in plan view, such as, for example, serpentine, serrated, hexagonal, diamond-shaped, diamond-shaped, parallelogram-shaped, honeycomb-shaped, circular, punctiform, star-shaped, linen-shaped, reticulated, polygonal, preferably triangular, quadrangular, particularly preferably rectangular and square, pentagonal, hexagonal, heptagonal and octagonal, wire-shaped, elliptical, oval and lattice-shaped patterns, wherein at least two patterns can overlap.
  • the webs of the individual embossing structures can also have a curvature, ie a convex
  • the respective embossed structure can be described by its width as the width of the webs, ie by their structure width, and by the height of the embossments, ie by their structure height (or structure depth).
  • the structure width as the width of the webs may have a length of up to one centimeter, but is preferably in a range of 10 nm to 1 mm.
  • the feature height is preferably in a range of 0.1 nm to 1 mm.
  • the respective embossed structure preferably represents a microstructure and / or nanostructure.
  • Microstructures are structures - both in terms of structural width and structural height - with features in the micrometer range.
  • Nanostructures are structures - both in terms of structure width and structure height - with features in the nanometer range.
  • Microstructures and nanostructures are structures that have a structure width in the nanometer range and a structural height in the nanometer range Micrometer range or vice versa.
  • the terms structure height and structure depth are interchangeable.
  • the structure width of the respective embossing pattern is in a range of 10 nm to 500 pm, particularly preferably in a range of 25 nm to 400 pm, most preferably in a range of 50 nm to 250 pm »particular in a range from 100 nm to 100 pm.
  • the structural height of the respective embossed structure is preferably in a range from 10 nm to 500 ⁇ m, particularly preferably in a range from 25 nm to 400 ⁇ m, very particularly preferably in a range from 50 nm to 300 ⁇ m, in particular in a range from 100 nm to 200 pm. This applies in each case both for the embossed structure of the composite (F1B1) and of the composite (B2KF2) and the coating (B2).
  • the structure width and structure height of the respective embossed structure is determined in accordance with a mechanical scanning of the surface.
  • the embossing height is measured at least 10 points in a line evenly distributed over the web width of the sample, taking care that the scanning device does not compress the embossed structure.
  • the determination of the structure height represents a determination of the molding accuracy and is carried out by atomic force microscopy according to the method described below.
  • Step (1) of the inventive method provides for applying a Be Anlagenungsmitteis (B2a) on at least a portion of an at least partially embossed surface of a composite (B1 F1) of a substrate (F1) and an at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) Receipt of a compound (B2aB1 F1).
  • B2a Be harshungsmitteis
  • the at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) of the composite (F1 B1) used in step (1) has embossments in the micron and / or nanometer range.
  • the substrate (F1) which is at least partially coated by means of (B1) constitutes a carrier material for the coating agent (B2a) to be applied thereon or the coating (B2) to be applied thereto.
  • the substrate ⁇ Fl) or, if a coated substrate is used, the layer located on the surface of the substrate (F1) is preferably composed of at least one thermoplastic polymer, in particular selected from the group consisting of polymethyl (meth) acrylates, polybutyl (meth) acrylates .
  • A-EPDM Polyacrylonitrile-propylene-diene-based copolymers
  • polyetherimides polyetherimides
  • Phenolic resins urea resins, melamine resins, alkyd resins, epoxy resins, polyurethanes including TPU, polyether ketones, polyphenylene sulfides, polyethers, polyvinyl alcohols, and mixtures thereof.
  • Particularly preferred substrates or layers on their surface are polyolefins such as PP (polypropylene), which may optionally be isotactic, syndiotactic or atactic and optionally non-oriented or oriented by uni- or bisaxial stretching, SAN (styrene-acrylonitrile copolymers), PC (polycarbonates), PMMA (polymethyl methacrylates), PBT (poly (butylene terephthalate) s), PA (polyamides), ASA (acrylonitrile-styrene-acrylic ester copolymers) and ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers), as well as their physical mixtures (blends).
  • PP polypropylene
  • SAN styrene-acrylonitrile copolymers
  • PC polycarbonates
  • PMMA polymethyl methacrylates
  • PBT poly (butylene terephthalate) s
  • PA polyamides
  • PP polymethyl methacrylate
  • SAN polystyrene
  • ABS polystyrene
  • ASA polymethyl methacrylate
  • a polyester most preferably PET, is used as material for the substrate (F1).
  • the substrate (F1) is preferably a plate and can be used, for example, in a roll-to-plate embossing device.
  • the thickness of the substrate (F1) is preferably 2 ⁇ m to 5 mm. Particularly preferred is a layer thickness of 25 to 1,000 pm, in particular 50 to 300 pm.
  • the substrate (F1) is preferably a film, more preferably a film web, most preferably an endless film web.
  • the substrate (F1) may preferably be used in a roll-to-roll embossing apparatus.
  • the thickness of the coating (B1) is preferably 0.1 to 500 ⁇ m, more preferably 1 to 300 ⁇ m.
  • endless film or “endless film web” preferably denotes a film having a length of 100 m to 10 km.
  • the composite (F1 B1) (and preferably also when performing steps (2) and (3) of the method) used in carrying out step (1) is moved and is therefore a moving composite.
  • the composite (F1B1) is moved during the execution of step (1) by means of a conveyor such as an assembly line.
  • the corresponding device used to carry out step (1) therefore preferably comprises such a transport device.
  • the corresponding apparatus used to carry out step (1) further comprises a means for applying the preferably radiation-curable coating agent (B2a) to at least part of a surface of the composite (F1 B1).
  • step (1) the desired (mirror image) embossing pattern to be transferred from the composite (F1 B1) is applied by applying the preferably radiation-curable coating agent (B2a) to at least part of an at least partially embossed surface of a composite (F1 B1) from a substrate (F1 ) and an at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) on the coating agent (B2a) or - after performing step (2) - transferred to the coating (B2).
  • the composite (F1B1) thus acts not only as a carrier material for (B2a) or (B2) but also as an embossing die.
  • the composite (F1 B1) used as embossing template in step (1) is preferably recyclable and can be used repeatedly to transfer at least one embossed structure, preferably within the method according to the invention.
  • microstructures and / or nanostructures are transferred as embossing structure to the coating agent (B2a) or, after carrying out step (2), to the coating (B2).
  • the composite (F1 B1) is a film web (F1) which has an at least partially embossed and fully cured coating ⁇ B1).
  • the substrate (F1) is an endless film web which has the at least partially embossed and at least partially cured coating (B1), whereby the composite (F1B1) represents an endless embossing die.
  • the composite used as an embossing die (F1 B1) has a "negative" ("negative") shape, i. the mirror image of that embossed structure which is transferred in step (1) of the inventive method to the coating agent (B2a) or - after performing step (2) - on the coating (B2).
  • the corresponding device used to carry out step (1) comprises a means for applying a preferably radiation-curable coating agent (B2a) to at least part of an at least partially embossed surface of a composite (F1 B1) comprising a substrate (F1) and an at least partially embossed and at least partially cured coating (B1).
  • a preferably radiation-curable coating agent (B2a) to at least part of an at least partially embossed surface of a composite (F1 B1) comprising a substrate (F1) and an at least partially embossed and at least partially cured coating (B1).
  • the device used preferably has a means such as a roller or a raster rolling mill comprising at least one roller for pressing or pressing the coating agent (B2a) applied in this way onto the substrate (F1), which is preferably used as an endless film web and at least partially coated with (B1), that is to say the corresponding composite (F1 B1) after application of the radiation-curable coating composition (B2a), which is preferably located behind the means for applying the radiation-curable coating composition (B2a), as seen in the conveying direction of the composite (F1B1).
  • a means such as a roller or a raster rolling mill comprising at least one roller for pressing or pressing the coating agent (B2a) applied in this way onto the substrate (F1), which is preferably used as an endless film web and at least partially coated with (B1), that is to say the corresponding composite (F1 B1) after application of the radiation-curable coating composition (B2a), which is preferably located behind the means for applying the radiation-curable coating composition (B2a), as
  • a roller or a raster rolling mill comprising at least one roller.
  • the screen rolling mill preferably comprises a metallic roller, for example a steel roller or a nickel roller, or else a quartz-based roller or a roller coated with at least one plastic.
  • the composite (F1 B1) of substrate (F1) and of at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) used in step (1) is also referred to below as "master substrate” or "master film”. If the substrate (F1) is a film, the corresponding master film is called a "master film”. If the substrate (F1) is a film web, the corresponding master film is called a "master film web”.
  • the coating (EU) of the master film is also referred to below as “at least partially cured master paint” or “master paint layer” and the coating agent (B1a) used for producing the cured master paint as "master paint”.
  • (F1) and ⁇ B1) of the Composite (F1 B1) no further (paint) layer. But it is also possible that between (F1) and (B1) of the composite (F1 B1) at least one Haftve rm ittlersch icht is present, which is preferably transparent to UV radiation in this case.
  • the composite used as an embossing die (F1 B1) can optionally be pretreated before carrying out step (1) with the coating agent (B2a) used.
  • a pretreatment comprises or is preferably a wetting of the embossing die with the coating agent (B2a).
  • Step (2) of the inventive method provides at least partial curing of the applied coating agent (B2a) to obtain a composite (B2B1 F1) of substrate (F1), at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) and at least partially cured coating (B2 ) in front.
  • the composite (B2B1 F1) is also referred to below as the "transfer substrate”. Accordingly, when (F1) is a film, the composite is a transfer film.
  • step (2) the means used in step (1) for pressing or pressing of the applied coating agent (B2a) on the composite (F1 B1) with the Be Anlagenungsmitel (B2a) or the forming coating (B2) in contact.
  • steps (1) and (2) are thus carried out simultaneously.
  • the curing according to step (2) preferably takes place in situ during the execution of step (1), in particular if a radiation-curing coating composition is used as the coating agent (B2a).
  • a thermosetting and / or chemically curing coating agent is used as the coating agent (B2a)
  • the steps (1) and (2) are carried out in chronological succession.
  • the corresponding apparatus used to carry out step (2) therefore preferably comprises at least one radiation source for irradiating the
  • Coating agent (B2a) with a curing radiation Since the coating agent (B2a) is preferably a UV-radiation-curable coating agent, UV radiation is preferably used as curing radiation. When the coating agent (B2a) is not radiation-curable, it is preferably chemically curable. In this case, the curing according to step (2) takes place thermally, for example by using suitable heat radiators. Also a combined cure, i. a thermal curing and curing by means of UV radiation is of course possible.
  • Suitable radiation sources for radiation curing z.EL are low-pressure mercury lamps, medium-pressure lamps, high-pressure lamps and fluorescent tubes, pulse emitters, metal halide (halogen) lamps, laser, LED and also electronic flash devices, whereby a radiation curing without photoinitiator is possible, or Excimerstrahler.
  • the radiation is cured by the action of high-energy radiation, ie UV radiation or daylight or by irradiation with high-energy electrons.
  • the radiation dose for UV curing which is usually sufficient for crosslinking, is in the range from 80 to 3,000 mJ / cm 2 .
  • several radiation sources for curing are replaceable, for example, two to four. These can also radiate in different wavelength ranges.
  • the at least partial curing in step (2) preferably takes place by irradiation through the composite (F1 B1) used as the substrate.
  • the optional step (3) of the method according to the invention provides for removal of the coating (B2) from the composite (B2B1 F1) with recovery of the composite (B1 F1) used in step (1), the coating (B2) remaining on its inside within of the composite (B2B1 F1) of the coating (B1) facing surface, the mirror image of the at least partially embossed surface of the coating (B1) of the used in step (1) and in this step again obtained composite (B1 F1).
  • the coating (B2) is obtained as a free film by peeling off the composite (B1 F1) from the coating (B2) within the composite (B2B1F1) or vice versa.
  • the composite (B1 F1) is recovered.
  • the coating (B2) in step (3) is in three stages through the steps
  • step (3b) applying a substrate (F2) to the composite (KB2B1 F1) obtained according to step (3a) on at least part of its surface having the adhesive (K) or vice versa to obtain a composite (F2KB2B1F1) and
  • the coating (B2) can then in turn be obtained as a free film by stripping off the composite (F2KB2) obtained according to step (3c).
  • the adhesive (K) used is preferably at least one laminating adhesive, such as a polyacrylate or a polyacrylate-based adhesive.
  • substrate (F2) the same materials can be used, which have already been mentioned above in connection with the substrate (F1). All preferred embodiments, by means of which the substrate (F1) has been described, therefore apply analogously to the substrate (F2).
  • a metallic substrate is used as substrate (F2), in particular a component such as a component with a non-planar geometry.
  • the component may be a coated component which has at least one lacquer layer or a multiple coating on at least one of its surfaces, preferably on the surface to be applied to the composite (KB2B1 F1).
  • adhesive an adhesive may be used which is itself part of a multilayer structure. Examples of such adhesives (K) are corresponding structures having as a middle layer a polymer layer (PS) which in turn has an adhesive layer (KS) on each of its surfaces.
  • the adhesive layer (KS) may each be a polyacrylate or a polyacrylate-based adhesive. In principle, any type of polymer can be used to prepare the polymer layer (PS).
  • polymers examples include poly (meth) acrylates, polyesters such as PET and / or PBT, polyvinylidene fluorides, polyvinyl chlorides, polyamides and / or polyolefins.
  • a polyester such as PET can be used.
  • the polymer layer (PS) is an in-liner.
  • the layer thickness of the polymer layer may be in a range from 5 to 55 ⁇ m, preferably from 6 to 50 ⁇ m, particularly preferably from 7 to 40 ⁇ m, in particular from 8 to 30 ⁇ m.
  • Each of the adhesive layers (KS) may initially have a release liner for better handling, such as silicone paper. However, prior to use as an adhesive (K) in the process according to the invention, this release liner is removed.
  • the composite (B1 F1) used in step (1) of the method is at least obtainable from a substrate (F1) and an at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) by the steps (4) to (7) specified in more detail below.
  • the steps (4) to (7) illustrates the method according to the invention by way of example, as can be seen from the following description of this figure
  • Step (4) of the method according to the invention provides for applying a radiation-curable coating agent (B1a) to at least part of a surface of a substrate (F1).
  • the substrate (F1) constitutes a carrier material for the coating agent (Et 1a) to be applied thereon or the coating (B1) to be applied thereto.
  • the substrate (F1) may be coated.
  • the substrate (F1) is preferably a film, more preferably a film web, most preferably an endless film web.
  • Preferred material for the substrate (F1) is polyester, especially PET.
  • the thickness of the substrate (F1) is preferably 2 ⁇ m to 5 mm. Particularly preferred is a layer thickness of 25 to 1,000 pm, in particular 50 to 300 pm.
  • the substrate (F1) is moved during the passage of step (4) (and preferably also when performing the steps (5), (6) and (7) of the method) and is therefore a moving substrate.
  • the substrate (F1) is moved by means of a conveyor such as an assembly line.
  • the corresponding device used to carry out step (4) therefore preferably comprises such a transport device.
  • the corresponding apparatus used to carry out step (4) further comprises a means for applying the preferably radiation-curable coating agent (B1a) to at least part of a surface of the substrate (F1).
  • Step (5) of the inventive method provides for at least partial embossing of the coating agent (Bla) applied at least partially to the surface of the substrate (F1) by means of at least one embossing tool (P1) having at least one embossing die (P1).
  • an embossed structure is at least partially transferred to the surface of the coating agent (Bia) applied to the substrate (F1).
  • Embossing and “embossing” have already been defined above. Accordingly, in connection with (B1a) or (B1), the at least partial finish of the coating agent (B1a) is designated as part of the composite (F1 B1a) with an embossed structure.
  • At least one specific area of the coating agent (B1a) is equipped with an embossed structure.
  • the entire surface of the coating agent (B1 a) is equipped as part of the composite (F1 B1 a) with an embossed structure.
  • the embossing tool (PI) is pressed or pressed at least partially onto the applied coating agent (B1 a).
  • step (5) micro- and / or nanostructures are transferred as embossing structure to the coating agent (B1 a).
  • the corresponding apparatus used for carrying out step (5) therefore comprises a means for at least partially embossing the coating agent (B1a) applied at least partially to the surface of the substrate (F1) by means of at least one embossing tool (P1). Furthermore, the device used preferably has a means for pressing (P1) onto the substrate (F1) preferably used as an endless film web after application of the radiation-curable coating agent (B1a) to (F1), which is preferably in the conveying direction of the substrate (F1 ) behind the means for applying the radiation-curable coating agent (B1 a) is located.
  • the at least partial embossing according to step (5) of the method according to the invention is carried out by means of an embossing tool (P1).
  • P1 may preferably be an embossing calender, which preferably comprises a raster applicator, more preferably a raster rolling mill.
  • This calender preferably has vertically arranged one above the other at a certain distance, in opposite directions, ie counter-rotating or co-rotating rollers, wherein the composite to be provided with an embossed structure (F1B1a) fed to the rollers and passed through the forming Waizenpalt, the gap width variable is adjustable.
  • the raster rolling mill preferably comprises a first roll such as a metallic roll, for example a steel roll or nickel roll, including a roll of nickel, the small one Amounts of phosphorus are added, or a Guarz-based roll or a roll coated with at least one plastic, and a second roll,
  • the first roll ⁇ embossing roll acts as embossing tool ⁇ PI) and contains the positive shape of the in the surface of the composite (F1 B1 a) embossed structure to be embossed, which then represents the corresponding negative structure. This again corresponds to the positive structure which is to be transferred to the coating agent (B2a) in step (1) of the process.
  • the embossing tool (P1) may itself have a structured lacquer such as a UV lacquer as embossing die.
  • the second roller serves as an impression or pressure roller.
  • the creation of the negative form of the structure to be imprinted on the embossing tool (P1) takes place according to the methods known and customary to the person skilled in the art, wherein specific methods may be particularly advantageous depending on the structure and materials.
  • This is preferably realized according to the invention in that the embossing roll acts as an embossing tool (P1) and comprises an embossing die (P1).
  • the composite to be embossed (F1 B1a) is moved in opposite directions, for example in the form of a film web coated at least partially with (B1a).
  • step (5) At the point of the nip, which is formed by the arranged in a certain distance from each other, counter-rotating rollers, the embossing according to step (5).
  • the first roller which guides the embossing die (p1), serves to emboss the composite (F1 B1a), which is guided by the second roll opposite this embossing roll, which sandwiches the embossed structure (F1 B1 a) against the first Embossing roller presses.
  • step (5) can be carried out at elevated temperature, eg at 30 to 100 ° C or up to 80 ° C.
  • the composite to be embossed (F1 B1a) first passes through a heating mill, after which there is optionally an irradiation with infrared light before the actual embossing process described above takes place. After embossing, the embossed composite (F1B1a) then passes through a cooling mill, if necessary, for cooling. Alternatively, step (5) can also take place with cooling: in this case, the composite to be embossed (F1 B1a) first passes through a cooling mill before the actual embossing process described above takes place.
  • a stamping tool (P1) As a stamping tool (P1), a conventional impression cylinder can be used which carries the negative mold of the embossing structure to be inserted into the surface of the composite (F1 B1a). This can be pressed on the composite (F1 B1a) for at least partial embossing.
  • the at least one embossing die (p1) of the embossing tool (P1) used for at least partial embossing according to step (5) has a "positive structure"("positiveshape"), ie the embossing structure which after performing step (3) of the inventive method obtained coating (B2).
  • the embossing tool (P1) is preferably a metallic embossing tool, more preferably nickel.
  • the embossing die (p1) is preferably metallic, particularly preferably nickel, in particular nickel, which contains small amounts of phosphorus.
  • rolls can be used which are coated with at least one plastic.
  • soft materials such as, for example, polydimethylsiloxanes (PDMS) for the preparation of (p1).
  • the coating agent (B1a) applied to (F1) has a negative form of the embossed structure to be transferred, such as microstructures and / or nanostructures.
  • the embossing die of the embossing tool used can optionally be pretreated before the implementation of step (5) with the coating agent (Bla) used.
  • a pretreatment comprises or is preferably a wetting of the embossing die with the coating agent (B1a).
  • Step (6) of the method according to the invention provides at least partial curing of the at least a part of the surface of the substrate (F1) applied and at least partially embossed coating agent (B1 a) to obtain a composite (F1 B1) of substrate (F1) and at least partially embossed and at least partially cured coating (B1), wherein the coating agent (B1a) is in contact with the at least one embossing die (P1) of the at least one embossing tool (P1) during the entire duration of the curing
  • steps (5) and (6) are performed simultaneously.
  • the curing according to step (6) preferably takes place in situ during the execution of step (5).
  • the corresponding device used to carry out step (6) therefore preferably comprises at least one radiation source for irradiating the radiation-curable coating agent (B1a) with a curing radiation, preferably UV radiation.
  • Suitable radiation sources for radiation curing are, for example, low-pressure mercury lamps, medium-pressure lamps, high-pressure lamps and fluorescent tubes, pulse emitters, metal halide lamps (halogen lamps), lasers, LEDs and also electronic flash devices, whereby a radiation curing without photoinitiator is possible, or Excimerstrahler.
  • the radiation is cured by the action of high-energy radiation, ie UV radiation or daylight or by irradiation with high-energy electrons.
  • the radiation dose for UV curing which is usually sufficient for crosslinking, is in the range from 80 to 3,000 mJ / cm 2 .
  • several radiation sources for curing are replaceable, for example, two to four. These can also radiate in different wavelength ranges.
  • the curing in step (6) preferably takes place by irradiation through the substrate (F1).
  • the permeability of the substrate (F1) for the radiation used is matched to the at least one photoinitiator used.
  • the material PET is the substrate (F1), e.g. a PET film permeable to radiation having a wavelength below 300 nm.
  • Suitable photoinitiators which generate radicals in this radiation are, for example, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate and bis ( 2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide into consideration.
  • Step (7) of the method according to the invention provides removal of the composite (F1B1) from the embossing tool (P1), whereby the desired product, namely the composite (F1 B1) of substrate (F1) and at least partially embossed at least partially cured coating (B1) is obtained.
  • Fig. 1 is a schematic side view of a device is shown, which can be used to carry out the Schrite (4) to (7) of the inventive method for producing a composite (F1 B1), ie for the production of a master film, and at the Method according to the invention is illustrated by way of example with regard to the sections (4) to (7).
  • structures such as microstructures and / or nanostructures can be transferred by means of an embossing tool (P1) to a substrate (F1) coated with (B1a) and, after curing, a composite replaceable as master film (F1 B1) - within FIG Master foil web (8) - be obtained.
  • P1 embossing tool
  • the master transfer device (30) shown in FIG. 1 operates according to a transfer principle in which the desired negative structures are applied directly to the master film web (8b) from a structured printing cylinder or a pressure roller, which is here a master printing cylinder (17) , not yet cured lacquer layer embossed - according to a composite (F1 B1a) - and then at least partially cured with the applied structures in situ by means of a lighting unit (3) to obtain the master foil web (8) - corresponding to a composite (F1 B1) becomes.
  • the film web (8a) used as substrate (F1) is drawn off in this process by a film web roll (18) which contains only the carrier material, ie the virgin film without applied master-lacquer, passed over various deflection roll systems and web tensioning systems and fed into an embossing region (1 ) of the device.
  • the film web (8a) runs in a region between a pressure roller (4) and the master pressure cylinder (17) and is provided outside the printing area in the paint application device (27) with the not yet cured Masteriacktik (corresponding to the coating agent Bia).
  • This paint application corresponds to step (4) of the process according to the invention.
  • step (5) of the method according to the invention The master foil web (8b) comprising the uncured coating agent (B1a) is then treated according to Hardened step (6) of the method according to the invention.
  • the thus obtained master film (8) ie the composite (F1 B1), in accordance with step (7) of the inventive method of the lateral surface of the Masterbuchzylinders (17) withdrawn and the thus finished Masterfolienbahn (8) on a film web roll (19 ) wound up.
  • the film web roll (19) then contains the finished master film web (8) with the master lacquer layer applied thereon and the negative images of the micro- and / or nanostructures impressed therein.
  • This film web roll (19) can be removed and then used in a device for carrying out the steps (1) to (3) of the process according to the invention.
  • the coating agent (B1 a) is a radiation-curable coating agent.
  • radiation-curable and “radiation-curing” are interchangeable.
  • the coating agent (B1a) can be cured by using a suitable radiation source.
  • (Bia) is preferably a UV-curable coating agent.
  • the coating agent (B1a) contains the at least one component (a) in an amount in a range of 40 to 95% by weight, preferably in a range of 45 or> 45 to 90% by weight, especially preferably in a range of 50 or> 50 such as 55 to 85 wt .-%, most preferably in a range of 55 or 60 to 80 wt .-%, the at least one additive as component (b) in an amount in a range from 0.01 to 5 wt .-%, preferably in a range of 0.05 to 4.5 wt .-%, particularly preferably in a range of 0.1 to 4 wt .-%, most preferably in a range from 0.2 or 0.5 to 3 wt .-%, at least one photoinitiator as component (c) in an amount in a range of 0.01 to 15 wt .-%, preferably in a range of 0.1 to 12 Wt .-%, particularly preferably in a range of 0.5 to 10 wt
  • component (d) in the coating agent (B1a) used according to the invention is thus merely optional, as can be seen from the lower limit value of 0% by weight stated above.
  • the coating agent (B1a) contains the component (d) in an amount of up to 30 wt .-%, based on the total weight of the coating agent (Bia).
  • the components (a), (b), (c) and (d) are each different from each other.
  • the stated amounts of the components (a), (b), (c) and (d) in each case relate to the total weight of the coating agent (B1a).
  • Component (a) has at least three mutually different or at least partially identical structural units of the formula (I)
  • radicals R 1 each independently of one another represent a C 2 -C 8 -alkylene group
  • each R z is independently H or methyl
  • the parameters m each independently of one another for an integer parameter in a range of 1 to 15, preferably in a range of 1 to 10, more preferably in a range of 1 to 8 or 2 to 8, most preferably in a range of 1 to 6 or 2 to 6, in particular in a range of 1 to 4 or 2 to 4, stand, but with the proviso that in at least one of the structural units of the forms! (I) the parameter m is at least 2, preferably at least 3.
  • component (a) has at least three identical structural units of the formula (I).
  • component (a) has exactly three structural units of formula (I).
  • component (a) has exactly three functional (meth) acrylic groups.
  • the structural units of the formulas (I) may each be present more than three times as part of component (a).
  • component (a) may have, for example, more than three functional (meth) acrylic groups, for example 4, 5 or 6 (meth) acrylic groups.
  • the above-stated residues R 1 are each independently a C2-CyAikylenegi 'preferably represents a C 2 -CyAlkylenoeuvre, particularly preferably a C 2 -C 4 -AI kylengru ppe, very particularly preferably each independently represent an ethylene group and / or a propylene group, most preferably ethylene.
  • all radicals R 1 are ethylene.
  • Suitable propylene groups are in each case radicals R 1 which have a structure -CH 2 -CH 2 -CH 2 - or a structure -CH (CH 3 ) -CH 2 - or a structure -CH 2 -CH (CH 3 ) - ,
  • R 1 which have a structure -CH 2 -CH 2 -CH 2 - or a structure -CH (CH 3 ) -CH 2 - or a structure -CH 2 -CH (CH 3 ) -
  • the propylene structure -CH 2 -CH 2 -CHr- is particularly preferred in each case.
  • the parameters m are each independently an integer in a range from 1 to 15. Since the component (a) has at least three of the structural units of the formulas (I) and in at least one of the structural units of the formula (I) the parameter m at least 2, component (a) contains a total of at least four ether groups of the general formula
  • the component (a) has a total of at least five, more preferably at least six, ether groups of the general formula "-O-R 1 - ,, on.
  • the number of ether groups of the general formula: - OR 1 -, within the component (a) is in a range from 4 to 18, more preferably in a range from 5 to 15, very particularly preferably in a range from 6 to 12th
  • the proportion of ether segments contained in the structural units of the formula (I) of component (a) - [O-R 1 ] m is at least 35% by weight, particularly preferably at least 38% by weight, very particularly preferably at least 40 Wt .-%, more preferably at least 42 wt .-%, in particular at least 45 wt .-% in each case based on the total weight of component (a).
  • Component (a) preferably has a molecular weight (M n ) in the range from 300 to 2000 g / mol, particularly preferably from 350 to 1500 g / mol, in particular from 400 to 1000 g / mol.
  • M n molecular weight
  • component (a) at least one compound of the general formula (IVa) and / or (IVb)
  • R 1 and R 2 and m have the meanings mentioned above in connection with the structural units (I), including the abovementioned preferred embodiments thereof, and
  • R 3 is H, C 1 -C 6 -alkyl, OH or O-C 1 -5 -alky! is particularly preferably C 1 -C 4 - alkyl, OH or O-Ci-rAlkyl, most preferably represents C 1 -C 4 alkyl or OH or
  • component (a) at least one compound of the general formula (IVa) in which the radicals R 1 each independently of one another represent an OrCa-alkylene group,
  • each R 2 is independently H or methyl
  • the parameters m are each independently an integer parameter in a range of 1 to 15, preferably in a range of 1 to 10, more preferably in a range of 1 to 8 or 2 to 8, most preferably in a range of 1 to 6 or 2 to 6, in particular in a range of 1 to 4 or 2 to 4, but with the
  • the parameter m is at least 2.
  • R 3 is Ci-Ce-alkyl, OH or OGie-alkyl, particularly preferably C r C 4 - alkyl, OH or OG ⁇ alkyl, very particularly preferably represents CrCrAlkyl or OH.
  • component (a) are (meth) acrylates of total
  • the term "(meth) acryl or" (meth) acrylaf comprises both methacrylic and acrylic or both methacrylate and acrylate.
  • the coating agent (B1 a) preferably contains no component which has only exactly one or only exactly two ethylenically unsaturated groups, such as (meth) acrylic groups.
  • (B1 a) thus preferably contains no component which has only exactly one or only exactly two ethylenically unsaturated groups, such as (meth) acrylic groups.
  • Component (b) is an additive.
  • the term of the additive is known to the person skilled in the art, for example from the Römpp Lexikon, “Paints and Printing Inks", Thieme Verlag, 1998, page 13.
  • at least one component (b) Rheology additive used is also known to the person skilled in the art, for example from the Römpp Lexikon, “Paints and Printing Inks", Thieme Verlag, 1998, page 497.
  • the terms “rheology additive”, “/ beological additive” and “rheological aids” are interchangeable.
  • the additive used as component (b) is selected from the group consisting of leveling agents, surface-active agents such as surfactants, wetting agents and dispersants, and thickeners, thixotropic agents, plasticizers and lubricants and antiblocking additives and mixtures thereof.
  • leveling agents are components which, by lowering the viscosity and / or surface tensions, produce coating agents to form even films.
  • Wetting and dispersing agents are components which reduce the surface tension or, in general, the interfacial tension.
  • Lubricating and anti-blocking additives are components that reduce sticking (blockage).
  • At least one poly (meth) acrylate and / or at least one siloxane such as at least one oligosiloxane and / or polysiloxane and / or at least one fluorine-containing polymer such as a fluorine-containing preferably aliphatic polyester is used.
  • siloxanes as component (b).
  • silicone (meth) acrylates are particularly preferred.
  • the coating agent (B1a) contains at least one photoinitiator as component (c). This can be decomposed by light of the irradiated wavelength to radicals, which in turn can start a radical polymerization. On hardening with electron radiation, however, the presence of such photoinitiators is not required.
  • the coating agent (B1a) contains at least one photoinitiator as Component (c), which can be decomposed by light of the irradiated wavelength to radicals, which in turn can start a radical polymerization.
  • Photoinitiators such as UV photoinitiators are known in the art. Suitable examples are phosphine oxides, benzophenones, ⁇ -hydroxy-alkyl-aryl ketones, thioxanthones, anthraquinones, ace-tophenones, benzoins and benzoin ethers, ketals, imidazoles or phenylglyoxylic acids and mixtures thereof.
  • Phosphine oxides are, for example, mono- or bisacylphosphine oxides, for example
  • Xanthones and thioxanthones are, for example, 10-thioxanthenone, thioxanthen-9-one, xanthen-9-one, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone or chloneoxanthenone, anthraquinones
  • Examples are ⁇ -methylanthraquinone, tert-butylanthraquinone, anthraquinonecarboxylic acid ester, benz [de] -anthracene-7-oq, benz [a] anthracene-7,12-dione, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1 Chloroanthraquinone or 2-amylanthr
  • Acetophenones include, for example, acetophenone, acetonaphthoquinone, valerophenone, hexanophenone, ⁇ -phenylbutyrophenone, p-morpholinopropiophenone, dibenzosuberone, 4-morpholinobenzophenone, p-diacetylbenzene, 4-methoxyaceto-phenone, ⁇ -tetralone, 9-acetylphenanthrene, 2-acetylphenanthrene, 3-acetylphenan compounds, 3-acetylindole, 9-fluorenone, 1-indanone, 1, 3,4-triacetylbenzene, 1-acetonaphthone, 2-acetonaphthone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-di-ethoxy- 2-phenylacetophenone, 1, 1 Dichloroacetophenone, 1-hydroxyacetophenone, 2,2-diethoxyacetophen
  • Benzoins and benzoin ethers for example, 4-morpholino-deoxybenzoin, benzoin, benzoin isobutyl ether »benzoin tetrahydropyranyl ether, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin butyl ether, benzoin isopropyl ether or benzoin methyl ether 7-H.
  • Ketals are, for example, acetophenone dimethyl ketal, 2,2-diethoxyacetophenone, or benzil ketals, such as benzil dimethyl ketal.
  • photoinitiators are, for example, benzaldehyde, methyl ethyl ketone, 1-naphthaldehyde, triphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine or 2,3-butanedione.
  • Typical mixtures include, for example, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-2-oh and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide and 2-hydroxy 2-methyl-1-phenylpropane-1-one, benzophenone and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzophenone and 4-methylbenzophenone or 2,4,6-trimethylbenzophenone and 4-methylbenzophenone and 2,4,6--
  • photoinitiators are 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate,
  • At least one such photoinitiator is used as component (c).
  • Component (c) is different from components (a), (b) and (d).
  • Commercially available photoinitiators include, for example, the products Irgacure® 184, Irgacure® 500, Irgacure® TPO, Irgacure® TPO-L and Lucirin® TPO and Darocure® 1173 from BASF SE.
  • Component (d) has at least one preferably terminal carbon double bond. Preferably, this is a (meth) acrylic group.
  • Component (d) preferably has one or two ethylenic unsaturated groups such as, for example, one or two or three or more (meth) acrylic groups. It is also possible to use two or more different components (d).
  • component (d) are mono-, di-, and / or tri-functional (meth) acrylic esters, such as ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,2-propanediol di (meth) acrylate, 1,3-propanediol di (meth) acrylate "1, 4-butanediol di (meth) acrylate, 1, 3- butanediol di (meth) acrylate, 1, 5-Pe nta i nd IOLD (m eth Jacrylat, 1, 6-hexanediol di (meth) - acrylate, 1, 8- Octanediol (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1, 1, 1, 2, 1, 3 and 1, 4-cyclohexanedimethanoldi (meth) acrylate, 1, 2, 1, 3 or
  • Very particularly preferred components (d) are 1,4-butanediol di (meth) acrylate and 1,6-hexanediol di (meth) acrylate as well as tricyclodecanedimoldiol (meth) acrylate.
  • At least one polyester, polyether, carbonate, epoxide, poly (meth) acrylate and / or urethane (meth) acrylate, and / or unsaturated polyester resin can be used as component (d).
  • Urethane (meth) acrylates are obtainable, for example, by reacting polyisocyanates with hydroxyalkyl (meth) acrylates and, if appropriate, ketene extenders such as diols, polyols, diamines, polyamines or dithiols or polythiols.
  • dispersible urethane (meth) acrylates additionally contain ionic and / or nonionic hydrophilic groups, which are introduced into the urethane, for example, by structural components such as hydroxycarboxylic acids.
  • urethane (meth) acrylates contain as structural components essentially:
  • (C) optionally at least one compound having at least two isocyanate-reactive groups, for example one of the polyhydric alcohols described above in the polyester oils.
  • the urethane ⁇ meth) acrylates preferably have a number average molecular weight M n of 200 to 20,000, in particular of 500 to 10,000, particularly preferably 600 to 3,000 g / mol (determined by gel permeation chromatography with tetrahydrofuran and polystyrene as standard).
  • the urethane (meth) acrylates preferably have a content of from 1 to 5, more preferably from 2 to 4 moles of (meth) acrylic groups per 1,000 g of urethane (meth) acrylate.
  • Epoxy (meth) acrylates are available by reacting epoxides with (meth) acrylic acid.
  • Suitable epoxides are, for example, epoxidized olefins, aromatic glycidyl ethers or aliphatic glycidyl ethers, preferably those of aromatic or aliphatic glycidyl ethers.
  • Epoxidized olefins may be, for example, ethylene oxide, propylene oxide, isobutylene oxide, 1-bisphenol oxide, 2-butene oxide, vinyloxirane, styrene oxide or epichlorohydrin.
  • Aromatic glycidyl ethers are, for example Bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F-di-glycidyl ether, bisphenol B diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, hydroquinone dicyclodyl ether,
  • Aliphatic glycidyl ethers are, for example, 1,4-hexanediol ethe r, 1,6-hexanedioidiglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetra-glycidyl ether, 1,1,2,2- tetrakis [4- (2,3-) epoxypropoxy) phenyl] ethane, diglycidyl ether of polypropylene glycol (a w-bis (2,3-epoxypropoxy) poly (oxypropylene) (and hydrogenated bisphenol A (2,2-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl]
  • the epoxy (meth) acrylates preferably have a number-average molecular weight M n of from 200 to 20,000, more preferably from 200 to 10,000 g / mol and very particularly preferably from 250 to 3,000 g /
  • (Meth) acrylated poly (meth) acrylates are the corresponding esters of ct, .beta.-ethylenically unsaturated carboxylic acids, preferably of (meth) acrylic acid, more preferably of acrylic acid with polyacrylate polyols, obtainable by esterification of poly (meth) acrylate polyols with (meth) acrylic acid ,
  • the polyacrylate polyols may be, for example, those described above for the two-component coating compositions.
  • Carbonate (meth) aery! Ate are available with various functionalities.
  • the number average molecular weight M n of the carbonate (meth) acrylates is preferably less than 3,000 g / mol, more preferably less than 1,500 g / mol, more preferably less than 800 g / mol (determined by gel permeation chromatography with polystyrene as standard, solvent T etrahydrofuran).
  • the carbonate (meth) acrylates are obtainable in a simple manner by transesterification of carbonic acid esters with polyhydric, preferably dihydric alcohols (diols, eg hexanediol) and subsequent esterification of the free OH groups with (meth) acrylic acid or transesterification with (eth) acry Isä u reestern, as described for example in EP 0 092 269 A1 is. They are also available by reaction of phosgene, urea derivatives with polyhydric, such as dihydric alcohols.
  • (meth) acrylates of polycarbonate polyols such as the reaction product of one of said diols or polyols and a carbonic acid ester and a hydroxyl-containing (meth) acrylate.
  • Suitable carbonic acid esters are, for example, ethylene, 1, 2 or 1, 3-propylene carbonate, carbonic acid dimethyl, diethyl or dibutyl ester.
  • Suitable hydroxyl-containing (meth) acrylates are, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, neopentyl glycol mono (meth) acrylate, glycerol mono- and di ⁇ meth) acrylate, T rimethylolprapanmono- and di (meth) acrylate and pentaerythritol mono-, di- and tri (meth) acrylate.
  • the carbonates (meth) acrylates are aliphatic carbonate (meth) acrylates.
  • Unsaturated polyester resins are preferably composed of the components:
  • (a3) at least one aliphatic or cycloaliphatic diol.
  • Mono- or dialkyl esters preferably mono- or di-C 1 -C 4 -alkyl esters, more preferably mono- or dimethyl esters or the corresponding mono- or diethyl esters,
  • mixed esters preferably mixed esters with different C 1 -C 4 -alkyl components, more preferably mixed methyl ethyl esters.
  • (B1a) contains a component (d), this is preferably at least one urethane (meth) acrylate.
  • the coating agent (B1a) may contain at least one further component (s) other than components (a) to (d), for example fillers, pigments, thermally activatable initiators such as potassium peroxodisulfate, dibenzoyl peroxide, cyclohexanone peroxide, di-tert-butyl peroxide, azobis -iso-butyronitrile, cyclohexylsulfonylacetyl peroxide, diisopropyl percarbonate, tert-butyl peroctoate or Benzopinacol, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, tert-butyl perbenzoate, silylated pinacols, hydroxyl-containing amine N-oxides, such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine -N-oxyl, and organic solvents and stabilizers.
  • Component (e) may be present in an amount ranging from 0 to 15% by weight, preferably in a range of 0 to 12% by weight, more preferably in a range of 0 to 10% by weight in (B1a) be contained, each based on the total weight of the coating agent (B1a).
  • the solids content of the Be Anlagenungsmrttels is (Bia)> 80 wt .-%, particularly preferably ä90 wt .-% most preferably> 95 wt .-%, in particular 98 or ⁇ 2:99 wt .-%, most preferably "100 Wt .-%, each based on the total weight of the Be Anlagenungsmrttels (B1a).
  • the solids content is determined by the method described below.
  • the coating agent (B1 a) preferably contains no thiols, in particular no
  • the double bond conversion of the at least partially cured coating (B1) obtained from (B1a) is preferably at least 70%, particularly preferably at least 75%, more preferably at least 80%, very particularly preferably at least 85%, in particular at least 90%.
  • the coating agent (B2a) may be a physically drying, thermally curable, chemically curable and / or radiation-curable coating agent (B2a).
  • the coating composition (B2a) is preferably a chemically curable, a thermally curable and / or radiation-curable coating composition, particularly preferably a radiation-curable coating composition. Accordingly, the at least partial curing according to step (3) preferably takes place by means of radiation curing.
  • the coating agent (B2a) can be identical to Be coating agent (B1 a). Preferably, however, (B2a) is different from (B1a).
  • (B2a) is preferably composed of the same but not the same, components (a) to (e), which are also used for the preparation of (B1a), but the quantity requirements concerning (B 1a) need not apply to (B2a) ,
  • a thermal curing preferably provides a curing mechanism that is due to a temperature above room temperature (> 23 ° C). This may be, for example, the formation of radicals or ions, preferably radicals of an initiator, which decomposes at the elevated temperatures and thus starts a radical or ionic polymerization. Examples of such thermally activatable initiators are those which have a half life at 80 ° C of less than 100 hours.
  • a chemical curing is preferably understood to mean the reaction of at least two different and mutually complementary reactive functional groups, for example in the sense of a polycondensation such as a reaction of an -OH group with a -COOH group, or in the sense of a polyaddition (reaction of an NCO group with an -OH or amino group).
  • the coating agent (B2a) is a physically drying, thermally curable and / or chemically curable coating agent
  • at least one customary polymer known to a person skilled in the art is used for its preparation as a binder.
  • This then preferably has crosslinkable functional groups. Any common crosslinkable functional group known to those skilled in the art is contemplated.
  • the crosslinkable functional groups are selected from the group consisting of hydroxyl groups, amino groups, carboxylic acid groups, isocyanates, polyisocyanates and epoxides.
  • the polymers are preferably exothermic or endothermic crosslinkable or curable, preferably in a temperature range from -20 ° C.
  • polystyrene resins to 250 ° C., or from 18X to 200 ° C., crosslinkable or curable.
  • Particularly suitable polymers are at least one polymer selected from the group consisting of polyurethanes, polyethers, polyesters, polyamides, polyureas, polyvinyl chlorides, polystyrenes, polycarbonates, poly (meth) acrylates, epoxy resins, phenol-formaldehyde resins, Melamine-formaldehyde resins.
  • the polymers may in particular be OH-functional. In this case, they can be subsumed under the general term "polyols".
  • Such polyols may be, for example
  • Polyacrylate polyols polyester polyols, polyether polyols, polyurethane polyols, Polyhamstoffpolyole "Polyesterpolyacrylatpolyole, polyester polyurethane polyols,
  • Polyurethanpolyacrylatpolyole, polyurethane-modified alkyd resins, fatty acid modified Polyesterpolyurethanpolyole and mixtures of said polyols act. Preference is given to polyacrylate polyols, polyester polyols and polyether polyols.
  • At least one polymer can be used which is cured with the participation of isocyanate and / or oligomerized isocyanate groups, very particularly preferably at least one corresponding polyurethane and / or at least one corresponding polyurea (eg so-called "polyaspartic binder").
  • Polyaspartic binders are components that react with isocyanates from the reaction of amino-functional compounds, especially secondary amines.
  • polyurethane-based resins which can be prepared by a polyaddition reaction between hydroxyl-containing components such as polyols and at least one polyisocyanate (aromatic and aliphatic isocyanates, di-, tri- and / or polyisocyanates) are suitable.
  • hydroxyl-containing components such as polyols
  • at least one polyisocyanate aromatic and aliphatic isocyanates, di-, tri- and / or polyisocyanates
  • a stoichiometric conversion of the OH groups of the polyols with the NCO groups of the polyisocyanates is usually required.
  • the stoichiometric ratio to be employed may also be varied, since the polyisocyanate may be added to the polyol component in amounts such that it may result in "over-crosslinking" or "under-crosslinking".
  • epoxy resins ie epoxy-based resins used, so are preferably those epoxy-based resins which are produced from glycidyl ethers having terminal epoxide groups and within the molecule hydroxyl groups as functional groups.
  • the curing or crosslinking of such epoxy-based resins is usually carried out by polymerization of the epoxide groups of the epoxide ring, by a polyaddition reaction in the form of an addition of other reactive compounds Hardener in stoichiometric amounts of the epoxide groups, and accordingly per epoxide group, the presence of an active hydrogen equivalent is required (ie, an H-active equivalent is required per epoxide equivalent for curing), or by a polycondensation on the epoxy and the hydroxyl groups.
  • Suitable hardeners are, for example, polyamines, in particular (hetero) aliphatic, (hetero) aromatic and (hetero) cycloaliphatic polyamines, polyamidoamines, polyaminoamides and also polycarboxylic acids and their anhydrides.
  • the term "radiation curing" has already been described above in connection with the coating agent (B1 a).
  • the coating agent (B2a) can be cured by using a radiation source, preferably by using UV radiation.
  • (B2a) is preferably a UV-curable coating agent.
  • (B2a) therefore has unsaturated carbon double bonds, more preferably (meth) acrylic groups.
  • the coating composition (B2) may contain any of the components mentioned above in connection with (B1 a) and subsumable under the components (a) and (d) of (B1a), in particular polyester, polyether, carbonate, Epoxide, poly (meth) acrylate and / or U retha n- (meth) acrylic late and / or at least one unsaturated polyester resin and / or mono-, di-, and / or tri-functional (meth) acrylic acid ester.
  • the coating composition (B2a) When curing by means of (N) IR and / or UV light, the coating composition (B2a) preferably contains at least one photoinitiator, which can be decomposed by light of the irradiated wavelength to form radicals, which in turn can start a radical polymerization. On hardening with electron radiation, however, the presence of such photoinitiators is not required.
  • photoinitiators the same components can be used in the same amounts as mentioned above in connection with component (c) of the coating agent (B1 a).
  • the coating agent (B2a) may additionally comprise at least one further additive. It can be the same components in the same amounts can be used, which have been mentioned above in connection with the components (b) and (e) of the coating agent (B1 a).
  • this coating agent (B2a) it is particularly preferred to use a coating agent which comprises (meth) acrylic groups.
  • this coating agent (B2a) contains at least one urethane (meth) acrylate.
  • it also contains at least one photoinitiator.
  • Another object of the present invention is also a composite (B2B1 F1) of a substrate (F1), an at least partially embossed and at least partially cured coating (B1) and applied to (B1) and at least partially cured coating (B2), wherein the coating (B1) can be produced by at least partial curing of a coating agent (B1a) applied to at least part of a surface of the substrate (F1) and at least partially embossed by radiation curing, wherein the coating agent (B1a) is a radiation-curable coating agent, characterized in that the coating agent (B1 a) at least one component (a) in an amount in a range from 40 to 95% by weight,
  • At least one additive as component (b) in an amount in a range of 0.01 to 5 wt .-%,
  • At least one photoinitiator as component (c) in an amount in a range of 0.01 to 15% by weight
  • radicals R 1 each independently of one another represent a C 2 -C 8 -alkylene group
  • each R 2 is independently H or methyl
  • the parameters m are each independently an integer parameter in a range from 1 to 15, but with the proviso that in at least one of the structural units of the formula (I) within the component (a) the parameter m is at least 2.
  • the composite (B1F1) of this composite (B2B1F1) is obtainable by carrying out the process (4) to (7) described above.
  • the composite (B2B1 F1) can be obtained by carrying out the process steps (1) and (2) described above.
  • the substrate (F1) is a film web, more preferably an endless film web.
  • Another object of the present invention is a use of the inventive composite (B2B1 F1) for producing a coating (B2) at least partially embossed on one of its surfaces in the form of a free film or for producing a composite (B2KF2) from a substrate (F2), at least one adhesive (K) and the coating (B2).
  • the composite (B2KF2) is preferably obtained by passing through the process steps (3a), (3b) and (3c), namely by
  • step (3b) applying a substrate (F2) to the composite (KB2B1 F1) obtained according to step (3a) on at least part of its surface having the adhesive (K) or vice versa to obtain a composite
  • the coating agent (B2a) is preferably a radiation-curable coating agent. Positioning methods
  • the determination of the non-volatile content is carried out in accordance with DIN EN ISO 3251 (date: June 2008), 1 g of sample are weighed into a previously dried aluminum dish and 60 minutes at 125 ° C in a drying oven dried, cooled in a desiccator, and then weighed back. The residue based on the total amount of the sample used corresponds to the non-volatile fraction.
  • Mitel's AFM can determine the surface topography of a particular one
  • Lattice structure such as that of the embossing tool P1 with a depth of, for example, 140 nm and a period of, for example, 430 nm compared with the surface topography of a master foil (B1 F1) after embossing.
  • the embossing tool is intentionally damaged at a certain point in this case, so as to define a reference point. Through this reference point, the respective same areas of reference and replication can be examined and compared with each other.
  • the accuracy of the impression defines how exactly a specific reference structure can be transferred, for example from the embossing tool P1 to a master foil (B1 F1).
  • embossing tool P1 has a grid structure with a depth of 140 nm, then this reference depth is compared with the corresponding height of the structure determined on the master foil (B1 F1).
  • the percentage change that corresponds to the impression accuracy is defined as:
  • Ah corresponds here to the percentage change, h m the height of the structure of the examined area of the master foil and h r the corresponding depth of the structure of the examined area of the embossing tool.
  • This percentage change ie the accuracy of the impression, is also referred to as "shrinkage".
  • the flow time is determined in accordance with DIN EN ISO 2431 (date: March 2012). The flow time is determined by means of a 4 mm outlet cup ⁇ no. 4) at room temperature (20 ° C).
  • the double bond conversion is determined after curing of the investigated sample by means of ATR-I R spectroscopy.
  • ATR-IR spectroscopy method an IR spectrum is recorded at the contact point of a round reflection crystal with the substrate.
  • the contact point has a diameter of about 200 pm and a germanium crystal is used as the reflection crystal.
  • the DB turnover is calculated by the intensity decrease of the band at 810 cm -1 .
  • the standardization band is an ester band at 1730 cm 1 .
  • the percentage double bond conversion is calculated using the following formula:
  • Igiocm-i is the normalized intensity at 810 cm -1 of the cured layer and lRef-aiocm-i is the normalized intensity at 810 cm -1 from the corresponding wet pattern.
  • a double conversion rate> 90% is considered sufficient.
  • the adhesion is determined in accordance with DIN EN ISO 2409 (date: June 2013) by means of the cross-cut test.
  • the adhesion of the lacquer layer to be examined to the substrate is tested in a double determination.
  • a cross cut tester from Byk Gardner with 2 mm cutting distance is used manually.
  • the tesa tape No. 4651 is pressed onto the damaged area and peeled off to remove the areas left behind.
  • the assessment is based on parameters in the range of 0 (slight delamination) to 5 (very high delamination). An average value of at least 3.5 is considered sufficient. 6. Determining the success of replication
  • the determination of the success of the replication is done visually, determining the percentage of the successfully replicated area. The range is between 0% to 100% of successfully replicated area. If not 100% of the surface is replicated, this means that a corresponding portion of the surface could not be removed from the embossing die, ie that the coating B1 in the form of B1 F1 partially on the embossing tool P1, or that the coating B2 partially on the Masterfo! Ie B1 F1 stuck.
  • Laromer® UA 9033 (L UA 9033) - aliphatic urethane acrylate from BASF SE, replaceable as component (d)
  • Sartomer® 499 (SR 499) - 6-times ethoxylated TMPTA (trimethylpropane triacrylate) from Sartomer, usable as component (a)
  • TMPTA trimethylpropane triacrylate
  • GPTA glyceryl propoxytriacryiate
  • GPTA 3-fold propoxylated glyceryl triacrylate, usable as comparison component (a) Irgacure® 184 (1-184) - commercially available photoinitiator from BASF SE, usable as component (c)
  • Irgacure® TPO-L (I-TPO-L) - commercially available photoinitiator from BASF SE, usable as component (c) Tego® Rad 2500 (TR 2500) - slip and antiblocking additive from Evonik (silicone acrylate), usable as component (b)
  • Coating agents E1a to E3a and E4a to E6a are according to the invention.
  • Coating agents V1a to V5a are comparative coating agents.
  • the determined escape times at room temperature (20 ° C) are in the case of the production of E1 a to E3a and V1 a to V5a in the range of 26 to 172 s.
  • a 365 nm, 6W UV-LED lamp from Easytec ⁇ 100% lamp power, 2 m / min, 2 passes) is used.
  • the at least partially cured coating together with the film is separated from the embossing device in comparison with P1 negative structure and the structured film (master film) is obtained.
  • the master films are subsequently post-exposed with a UVA lamp (Panacol-Elosal UV F-9Q0).
  • master foils are made using a roll-to-roll coater with a nickel stamping tool P1 carrying the desired positive structure.
  • the coating agent E1a described above is in each case applied to a PET film (F1) (Hostaphan® GN) and passed over the embossing tool P1 with the aid of a pressure roller. Even while the embossing device is in contact with the coating agent, at least partial curing of the coating agent takes place by means of a UV LED lamp. A 385 nm, 6W UV-LED lamp from Easytec (100% lamp power, 5 m / min) is used.
  • the at least partially cured coating together with the film is separated from the embossing device in comparison with P1 negative structure and the structured film (master film) is obtained.
  • the master film is subsequently exposed after exposure to a UVA emitter (Panacol-Elosat UV F-900).
  • a nanostructure (Giter structure with a period of 430 nm and a depth of 140 nm, the respective coating agent being applied in layer thicknesses of between 5-10 m hh on the inserted PET film),
  • a microstructure M1 two-dimensional triangular structure with a width and height of 33 ⁇ m and 35 ⁇ m space between the structures, the respective coating agent being applied to the inserted PET film in layer thicknesses between 20 ⁇ m
  • microstructure A continuous two-dimensional triangular structure with a width of 45 pm and a height of 13 pm, the respective coating agent is applied in layer thicknesses of 20 pm on the inserted PET film
  • a microstructure B two-dimensional triangular structure with a height of 80 ⁇ m and 115 ⁇ m space between the structures, the respective coating agent being applied to the inserted PET film in layer thicknesses of 110 ⁇ m).
  • the master films with the nanostructure are used to determine the molding accuracy, the double bond conversions and the adhesion.
  • the master films with the microstructure M1 are used to determine the success of the replication - cf. Point 2.4 - and also used for the production of transfer films as described below under points 2.5 to 2.7.
  • the master films with the microstructures A or B are used for the production of transfer films as described in Section 2.8 below.
  • the coating agent E1a is used in each case and correspondingly obtained master films E1 F1 with microstructure A or B.
  • Table 2 summarizes the results of the investigations. The investigations were carried out in each case according to the methods described above. The sign means within the table that the respective investigation is not performed words.
  • V1 F1 and V4F1 the DB conversions are> 90%, however, as with V3F1 and V5F1, sufficient adhesion is not obtained by these master films (grading of the crosshatch test of grade 5). If the adhesion of the master paint to the PET film is too low, problems can occur when embossing both the coating agent (B1a) and later the coating agent (B2a).
  • the Masterfiime E1 F1, E2F1 and E3F1 on the other hand, all show good to sufficient adhesion properties.
  • V2F1 shows that in the case of V2F1, V3F1 and V5F1 only values of 85% are obtained in the assessment of the success of the replication since 15% of the respective coating ⁇ 2, ⁇ 3 or ⁇ 5 could not be removed from the embossing tool .
  • the examined master films E1 F1 and E2F1 show a replication success of 100%.
  • the respectively obtained master films with the microstructure are then each used in a roll-to-plate embossing device and a coating agent (B2a) is applied with a wet layer thickness of 20 pm to the structured surface of the respective master film.
  • the resulting stack of master film and coating agent (B2a) is covered by means of a TAC film for protection against oxygen.
  • the stack of master foil, coating agent (B2a) applied thereon and TAC foil applied thereto then runs under a pressure roller and at least partial curing of the coating agent (B2a) by a UV LED lamp takes place.
  • a 365 nm, 6W UV-LED lamp from Easytec (100% lamp power, 2 m / min, 2 passes) is used.
  • a composite (B2B1 F1) is obtained as a transfer film as a stack.
  • the coating composition (B2a) used is a commercially available radiation-curing coating composition which contains at least one urethane acrylate at least one photoinitiator and commercial additives.
  • Transfer film (B2B1 F1) by means of a laminating film (mount laminating film S-4705 WSA 120P from ATP, polyacrylate) glued to a coated steel sheet.
  • the laminating film used consists of an adhesive film K, which is covered on both sides initially with a silicone paper to protect against unwanted bonding.
  • the silicone paper is first removed from one of the sides and parallel to the stripping of the silicone paper, the adhesive film with its now exposed adhesive side on the coated side of the coating (B2) of the transfer film (B2B1 F1) brought in the adhesive film with a rubber roller on B2 is pressed.
  • the silicone paper is peeled off analogously from the other side and pressed parallel to the stripping of the silicone paper, the adhesive film with its last now exposed adhesive side on a surface of the steel sheet as a substrate F2 with a rubber roller.
  • the resulting composite (F2KB2B1 F1) is first stored at 50 ° C for 12 h. Following this storage, the respective master film (B1 F1) is peeled off from the aforementioned composite and, besides the master film, the composite (F2KB2) is obtained.
  • the coating (B2) can be separated from the pasted steel sheet (F2KB2).
  • Table 3 summarizes the results of the replication success tests performed on the resulting transfer films taking into account the master film used for embossing. The sign means within the table that the respective examination has not been carried out. Tab. 3: Success of replication of the embossed structure
  • a thermally curable coating agent (B2a) is applied with a wet layer thickness of 200 mhh to the structured surface of the respective master film E1 F1, which carries one of the microstructures A or B.
  • the at least partial curing of the resulting stack of master foil and Be Anlagenungsmitel (B2a) is carried out after a flash-off time of 10 minutes at room temperature (23 ° C) in a commercial oven from Heraeus at 80 ° C oven temperature (45 min). It is thus obtained as a stack a composite (B2B1F1) as a transfer film.
  • the thermosetting Be Anlagenmannungsmittei used (B2a) is a commercially available thermosetting 2K coating agent.
  • the mixing ratio between component 1 and component 2 is 2: 1.
  • Component 1 contains at least one polyol and commercial additives.
  • Component 2 contains at least one polyisocyanate and commercially available additives.
  • bonded composites (F2KB2) are obtained by the procedure described under point 2.6.
  • Table 4 summarizes the results of tests of the success of replication performed on the transfer films obtained, taking into account each master film used for embossing.
  • Coating (B2a) is a thermosetting coating agent is used.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung einer Prägestruktur auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche einer Beschichtung (B2) unter Einsatz eines Verbunds (F1B1) aus einem Substrat (F1) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1), wobei die Beschichtung (B2) und die Beschichtung (B1) des Verbunds (F1B1) zueinander spiegelbildliche Prägestrukturen aufweisen, wobei das Verfahren wenigstens die Schritte (1) und (2) sowie gegebenenfalls (3) umfasst, einen Verbund (B2B1F1) sowie eine Verwendung dieses Verbunds zur Herstellung einer zumindest teilweise geprägten Beschichtung (B2) in Form eines freien Films oder eines Verbunds (B2KF2) aus einem Substrat (F2), wenigstens eines Klebstoffs (K) und der Beschichtung (B2).

Description

Verfahren zur Übertragung einer Prägestruktur auf die Oberfläche einer Beschichtung und Verbund enthaltend diese Beschichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung einer Prägestruktur auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche einer Beschichtung (B2) unter Einsatz eines Verbunds (F1 B1) aus einem Substrat (F1 ) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1), wobei die Beschichtung (B2) und die Beschichtung (B1) des Verbunds (F1 B1 ) zueinander spiegelbildliche Prägestrukturen aufweisen, wobei das Verfahren wenigstens die Schritte (1 ) und (2) sowie gegebenenfalls (3) umfasst, einen Verbund (B2B1 F1) sowie eine Verwendung dieses Verbunds zur Herstellung einer zumindest teilweise geprägten Beschichtung (B2) in Form eines freien Films oder eines Verbunds (B2KF2) aus einem Substrat (F2), wenigstens eines Klebstoffs (K) und der Beschichtung (B2).
Stand der Technik
Es ist in der Technik heute in vielen Anwendungen üblich, Werkstücke auf ihrer Oberfläche mit Strukturen zu versehen, deren strukturelle Ausprägungen sich im Mikrometer- oder sogar im Nanometer-Bereich bewegen. Derartige Strukturen werden auch als Mikrostrukturen (Strukturen mit Ausprägungen im Mikrometerbereich) oder Nanostrukturen {Strukturen mit Ausprägungen Im Nanometerbereich) bezeichnet. Derartige Strukturen werden z.B. eingesetzt, um Werkstoffoberflächen hinsichtlich optischer, bionischer und/oder haptischer Eigenschaften zu beeinflussen. Solche Strukturen werden auch als Prägungen oder Prigestrukturen bezeichnet.
Eine gängige Methode ist es dabei, diese Strukturen in einen Lack zu übertragen. Die Übertragung der Strukturen in den Lack wird hierbei häufig mit einem Prägevorgang erreicht, bei dem eine Matrize, die auf einer Prägeoberfläche bzw. Übertragungsoberfläche die auszubildenden Mikro- und/oder Nanostrukturen in einer Negativform enthält, mit dem Lack in Kontakt gebracht und in diesen eingedrückt wird. Um die Strukturen dann auf der Oberfläche des Werkstückes dauerhaft auszubilden und zu erhalten, wird der Lack typischerweise in situ gehärtet. Der Nachteil bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist jedoch, dass kontinuierliche Verfahren mit hoher Abformgenauigkeit in einem breiten Größenbereich wie RoIfe-zu-RoIle- oder RolIe-zu-Plate-Prozesse nur für die Prägung von Folien (Metallen, Kunststoff, Papier) oder Platten (Metall, Kunststoff, Glas) in Frage kommen. Sobald eine nicht vollkommen planare Oberfläche vorliegt oder die Bauteile zu groß für die einzusetzende Prägemaschine sind, können die bekannten Verfahren nicht zur Strukturierung der Bauteiloberfläche eingesetzt werden. Aus dem Stand der Technik bekannte /n-mou/d-Verfahren zur Lösung dieses Problems, bei denen das jeweilige Bauteilmaterial, wie z.B. flüssiges Kunststoffgranulat, in eine strukturierte Form eingelassen und ausgehärtet wird und nach der Aushärtung die Bauteiloberfläche das Positiv der Matrize der Werkzeugoberfläche trägt, sind jedoch nachteilig, weil es sich bei diesem Verfahren um diskontinuierliche Prozesse handelt, Einschränkungen bei der Matrize mit der Negativstruktur vorliegen, zum Entfernen des Bauteils aus dem Werkezeug Trennmitel benötigt werden und die Abformgenauigkeit besondere bei periodischen Strukturen mit Aspektverhältnissen >0,5 sehr gering ist.
Da die direkten Prägeverfahren wie oben beschrieben für große Bauteile wie z.B. Flugzeugflügel, Flügel einer Windkraftanlage oder Fassadenelemente nicht genutzt werden können, wird hier häufig versucht, das Bauteil mit einer Folie, die auf ihrer Oberfläche eine Nanometer oder Mikrometerstruktur hat, zu laminieren bzw. verkleben. Das Laminieren von Folien bringt jedoch viele Nachteile mit sich, da Folien schnell dazu tendieren zu vergilben, wodurch das optische Erscheinungsbild der Oberfläche stark beeinträchtigt wird, das Gewicht des Bauteils durch die Verwendung einer Folie als Trägermaterial erhöht wird, welches vor allem im Leichtbau ein Nachteil ist und Folien eine größere Barriere z.B. gegen Luftsauerstoff und Flüssigen darstellen. Letzteres ist vor allem hinderlich bei Reparaturprozessen, bei denen bestimmte Flüssigkeiten eingesetzt werden, um das Bauteil von den alten Beschichtungsstoffen zu reinigen. Eine höhere Barriere gegen Luftsauerstoff kann vor allem bei Fassadenelemente Schimmelbildung hervorzurufen.
EP 1 304 235 A1 beschreibt ein Verfahren zum Erzeugen einer strukturierten Lackschicht mitels einer Trägerfolie, bei dem ein Schichtverbund bestehend aus einer strukturierten Trägerfolie mit Release-Eigenschaften und einer Lackschicht hergestellt wird. In der DE 10 2005 017 170 A1 wird eine Transferfolie beschrieben, die eine Trägerfolie und eine darauf angeordnete Strukturschicht umfasst. Nach Aushirten der Strukturschicht kann diese auf die mit einer Struktur zu versehende Zieloberfläche verklebt werden. US 2007/0218255 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Folie, die zur Dekoration von Glas eingesetzt werden kann.
US 2010/0279075 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung von mikrostrukturierten Oberfläche auf einem Bauteil mittels Einsatzes einer strukturierten Trägerfolie. Nachteilig an dem Verfahren ist jedoch, dass die mikrostrukturierte Folie vor der Applikation der Strukturschicht zunächst mit einer Release-Schicht überzogen wird. Hierdurch wird ein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich und zudem die Abformqualität stark negativ beeinflusst. Eine exakte, komplementäre Übertragung der Mikrostruktur ist nicht möglich, da der Abstand zwischen den einzelnen Strukturelementen der Prägung durch die Release-Schicht nachteilig reduziert wird.
WO 2015/154866 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellung eines Substrats mit strukturierter Oberfläche. Dabei wird zunächst eine erste UV-härtende Beschichtung auf das Substrat aufgebracht und diese gehärtet. Auf diese ausgehärtete Beschichtung wird dann als Prägelack eine zweite UV-härtende Beschichtung aufgebracht, diese zwecks Generierung einer Mikrostruktur geprägt und im Anschluss ausgehärtet.
DE 10 2007 062 123 A1 beschreibt ein Verfahren zum Aufbringen eines Prägelacks wie beispielswiese eines durch UV-Strahlung vernetzbaren Prägelacks auf eine Trägerfolie, Strukturierung des Prägelacks im Mikrometerbereich sowie Härten des auf der Folie aufgebrachten Prägelack unter Erhalt einer geprägten Folie, deren Mikrostruktur im Anschluss durch Abscheiden eines Metall auf der geprägten Oberfläche, d.h. durch Metallisierung der Folie, abgeformt wird. Nachteilig an solchen Abformungen durch eine anschließende Metallisierung ist jedoch eine dadurch bedingte unerwünschte Herabsetzung der Abformqualität. Schließlich wird in EP 2 146 805 B1 ein Verfahren zur Herstellung eines Materials mit einer texturierten Oberfläche beschrieben. Das Verfahren sieht dabei vor, ein Substrat mit einer aushärtbaren Beschichtung zu versehen, diese zwecks Prägung mit einem Texturiermedium in Kontakt zu bringen, und die dann auf diese Weise geprägte Beschichtung auszuhärten und von dem Texturiermedium zu entfernen. Das Texturiermedium weist eine Oberflächenschicht auf, die 20 bis 50% eines Acryl- Oligomeren, 15 bis 35% eines monofunktionalen Monomers und 20 bis 50% eines multifunktionalen Monomere umfasst. In der WO 2016/090395 A1 und im ACS Nano Journal, 2016, 10, Seiten 4926 bis 4941 werden ähnliche Verfahren beschrieben, wobei jeweils explizit gelehrt wird, dass zur Herstellung der Oberflächenschicht des Texturiermediums jeweils große Teile 3-fach ethoxyliertes T rimethylolpropantriacrylat (TMR(EO)3ΪA) eingesetzt werden sollten, um eine vergleichsweise harte Matrize des Texturiermediums erzeugen zu können. Das zur Herstellung der Oberflächenschicht eingesetzte Beschichtungsmitel muss gemäß der WO 2016/090395 A1 zudem zwingend einen Baustein enthalten, der wenigstens zwei Thiol-Gruppen aufweist wie zum Beispiel Trimethylolpropantris(3-mercaptopropionat). Der Einsatz solcher Thiole in entsprechenden Beschichtungsmitelzusammensetzungen ist jedoch oftmals nachteilig, da solche Zusammensetzungen nicht immer eine ausreichende Lagerstabilität aufweisen und daraus hergestellte Beschichtungen nicht in ausreichendem Maße bewitterungsstabil sind. Dazu kommt noch eine durch den Einsatz der Thiole hervorgerufene Geruchsbelästigung, die natürlich ebenfalls nicht wünschenswert ist.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Prägeverfahren wie insbesondere die in
EP 2 146 805 B1 , WO 2016/090395 A1 und ACS Nano Journal, 2016, 10, Seiten 4926 bis 4941 beschriebenen Verfahren sind nicht immer in ausreichendem Maße dazu geeignet, Prägungen insbesondere im Mikrometerbereich und/oder im Nanometerbereich, d.h. Mikro- und/oder Nanostmkturen, zu übertragen, insbesondere nicht, ohne bei einer solchen Übertragung die Abformgenauigkeit in einem inakzeptablen Maß herabzusetzen. Zudem sind die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wie vorstehend ausgeführt nicht immer dazu geeignet, insbesondere große Bauteile bzw. Bauteile mit einer nicht-planaren Geometrie mit einem nano- und/oder mikrostrukturierten, Lackfilm zu versehen, der sich zudem noch durch eine ausreichende Bewitterungsstabilität auszeichnet und dessen optisches Erscheinungsbild daher nicht negativ beeinflusst wird. Gleichzeitig werden die Prägungen nicht immer in ausreichendem Maße repliziert.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren zur Übertragung von Prägestrukturen, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.
Aufgabe
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Übertragung von Prägestrukturen auf Beschichtungen zur Verfügung zu stellen, welches es ermöglicht, Prägestrukturen wie insbesondere Mikro- und/oder Nanostrukturen mit einer ausreichenden Abformgenauigkeit übertragen zu können und welches insbesondere die Erzeugung einer möglichst wiederverwertbaren Prägematrize zur Übertragung der Prägestrukturen ermöglicht bzw. unter Einsatz einer solchen Prägematrize durchgeführt werden kann. Zudem ist es einer Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren bereit zu stellen, welches es ermöglicht, insbesondere auch große Bauteile bzw. Bauteile mit einer nicht-planaren Geometrie mit einer eine solche Prägestruktur aufweisenden Beschichtung zu versehen, die sich zudem noch durch eine ausreichende Bewiterungsstabilität auszeichnet und deren optisches, bionisches und/oder haptisches Erscheinungsbild daher nicht negativ beeinflusst wird. Gleichzeitig sollen jeweils die zu übertragenden Prägestrukturen in möglichst hohem Maße repliziert werden können und das Verfahren insbesondere keine durch unerwünschte oder nicht ausreichende Eigenschaften der eingesetzten Beschichtungsmittel und Beschichtungen wie beispielsweise einer nicht ausreichenden Haftung hervorgerufenen Nachteile aufweisen.
Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Patentansprüchen beanspruchten Gegenstände sowie die in der nachfolgenden Beschreibung beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen dieser Gegenstände. Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Übertragung einer Prägestruktur auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche einer Beschichtung (B2) unter Einsatz eines Verbunds (F1 B1 ) aus einem Substrat (F1 ) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ), wobei die Beschichtung (B2) und die Beschichtung (Bl) des Verbunds (F1 B1 ) zueinander spiegelbildliche Prägestrukturen aulweisen, und wobei das Verfahren wenigstens die Schritte (1) und (2) sowie gegebenenfalls (3) umfasst, nämlich
(1) Applizieren eines Beschichtungsmitteis (B2a) auf wenigstens einen Teil einer zumindest teilweise geprägten Oberfläche eines Verbunds (B1 F1 ) aus einem Substrat (F1) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) unter Erhalt eines Verbunds (B2aB1 F1 ), und
(2) zumindest teilweises Aushärten des applizierten Beschichtungsmittels
(B2a) unter Erhalt eines Verbunds (B2B1 F1) aus Substrat (F1 ), zumindest teilweise geprägter und zumindest teilweise ausgehärteter Beschichtung (B1 ) und zumindest teilweise ausgehärteter
Beschichtung (B2) und
(3) gegebenenfalls Entfernen der Beschichtung (B2) von dem Verbund (B2B1 F1 ) unter Wiedererhalt des in Schritt (1 ) eingesetzten Verbunds (B1 F1 ), wobei die Beschichtung (B2) auf ihrer zuvor innerhalb des Verbunds (B2B1 F1) der Beschichtung (B1 ) zugewandten Oberfläche das Spiegelbild der zumindest teilweise geprägten Oberfläche der Beschichtung (B1 ) des in Schritt (1 ) eingesetzten und in diesem Schritt wiedererhaltenen Verbunds (B1 F1 ) aufweist, wobei das zur Herstellung der Beschichtung (B1 ) des in Schritt (1 ) eingesetzten und in Schritt (3) wiedererhaltenen Verbunds (B1 F1 ) eingesetzte
Beschichtungsmittel (B1a) ein strahlenhärtbares Beschichtungsmittel ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel (B1 a) wenigstens eine Komponente (a) In einer Menge in einem Bereich von
40 bis 95 Gew.-%,
wenigstens ein Additiv als Komponente (b) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 5 Gew,-%,
wenigstens einen Photoinitiator als Komponente (c) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, und
wenigstens eine mindestens eine Kohlenstoffdoppelbindung aufweisende Komponente (d) in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 45 Gew.-% enthält, wobei (i) die Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils voneinander verschieden sind, (ii) sich die angegebenen Mengen der Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils auf das Gesamtgewicht des
Beschichtungsmittels (Bia) beziehen und (iii) sich die Mengen aller im Beschichtungsmitel (B1a) enthaltenen Komponenten auf 100 Gew.-% addieren, und wobei Komponente (a) wenigstens drei jeweils voneinander verschiedene oder zumindest teilweise identische Struktureinheiten der Formel (I) aufweist
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in denen
die Reste R1 jeweils unabhängig voneinander für eine C Ce- Alkylengruppe stehen,
die Reste R2 jeweils unabhängig voneinander für H oder Methyl stehen und
die Parameter m jeweils unabhängig voneinander für einen ganzzahligen Parameter in einem Bereich von 1 bis 15 stehen, jedoch mit der Maßgabe, dass in wenigstens einer der Struktureinheiten der Formel (1) innerhalb der Komponente (a) der Parameter m mindestens
2 beträgt.
Vorzugsweise beträgt der Parameter m in den wenigstens drei jeweils voneinander verschiedenen oder zumindest teilweise identischen Struktureinheiten der Formel (I) der Komponente (a) des Beschichtungsmitels (B1a) jeweils mindestens 2.
Es wurde überraschend gefunden, dass es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, Prägestrukturen, insbesondere Mikro- und/oder Nanostrukturen, in einer sehr hohen Abformgenauigkeit auf die Beschichtung (B2) zu übertragen, so dass bei der Prägung keine Modulationstiefe verloren geht, insbesondere in einer hohen Abformgenauigkeit in einem Bereich von 10 nm bis 1000 pm Strukturbreite und in einem Bereich von 0,1 nm bis 1000 pm Struktuitiefe. Es wurde in diesem Zusammenhang insbesondere überraschend gefunden, dass es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, mit einem Verbund (F1 B1 ), der durch Beschichten eines strahlenhärtbaren Beschichtungsmitels (B1a) auf ein Substrat (F1 ) erhältlich ist, Prägestrukturen mit einer sehr hohen Abformgenauigkeit und einem hohem Erfolg der Replikation zu übertragen.
Ferner wurde überraschend gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren deswegen so vorteilhaft angewendet werden kann, da die Beschichtung (B1 ) des eingesetzten Verbunds (F1B1), der durch Beschichten eines strahlenhärtbaren Beschichtungsmittels (B1a) auf ein vorzugsweise bewegtes Substrat (F1 ) erhältlich ist, sich durch einen hohen Doppelbindungsumsatz auszeichnet Dadurch wird eine gute Trennung der Beschichtung (B2) vom Verbund innerhalb von Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht. Zudem wurde überraschend gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren deswegen so vorteilhaft angewendet werden kann, da die Beschichtung (B1) auf dem Substrat (F1 ) sich durch eine sehr gute Haftung auszeichnet.
Zudem wurde überraschend gefunden, dass es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, insbesondere auch große Bauteile bzw. Bauteile mit einer nicht-planaren Geometrie mit einer eine solche Prägestruktur aufweisenden Beschichtung zu versehen bzw. eine solche Prägestruktur aufweisende Beschichtung auf sie zu übertragen. Ferner wurde überraschend gefunden, dass sich die so erhaltenen mit einer solchen Prägestruktur versehenden Beschichtungen (B2) durch eine ausreichende Bewiterungsstabilität auszeichnen und deren optisches, bionisches und/oder haptisches Erscheinungsbild daher nicht negativ beeinflusst wird. Darüber hinaus ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, die eine solche Prägestruktur aufweisenden Beschichtungen (B2) direkt auf solche Substrate wie große Bauteile bzw. Bauteile mit einer nicht-planaren Geometrie aufzubringen oder darauf zu verkleben, ohne dass dabei zwischen Substrat und Beschichtung noch eine oder mehrere weitere Schicht(en) oder gegebenenfalls eine beschichtete Folie vorliegen muss oder müssen.
Zudem wurde überraschend gefunden, dass - wenn es sich bei dem in Schrit (1) eingesetzten Beschichtungsmitel (B2a) um ein strahlenhärtbares wie ein durch UV- Strahlung härtbares Beschichtungsmittel handelt - dieses in Schrit (2) auch bei schnellen Prozessgeschwindigkeiten zumindest teilweise oder vollständig aushärtet, obwohl die UV-Strahlung zur Härtung durch den Verbund (F1 B1 ), der beispielswiese eine 125 pm dicke PET-Folie (F1 ) und eine bis zu 150 pm dicke Beschichtung (B1) darstellen kann, dringen muss. Ferner ist es überraschend, dass sich in Schritt (3) des Verfahrens die Beschichtung (B2) in einfacher Weise von dem Verbund (F1 B1 ) abtrennen lässt. Insbesondere ist es überraschend, dass diese gute Trennwirkung gegenüber jeder herkömmlichen strahlengehärteten Beschichtung (B2) durch die spezielle Komposition der zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) erzielt wird.
Zudem wurde überraschend gefunden, dass - wenn es sich bei dem in Schritt (1 ) eingesetzten Beschichtungsmittel (B2a) um ein physikalisch trocknendes, thermisch härtbares und/oder chemisch härtbares Beschichtungsmittel handelt - die Prägestruktur des Beschichtung (B1 ) bei Applizieren von (B2a) in Schritt (1 ) in einer guten Abformgenauigkeit übertragen wird, obwohl in diesem Fall durch das Verdampfen des in (B2a) in diesen Fällen üblicherweise enthaltenen Lösemittels, ein hoher Schrumpf zu erwarten ist, wodurch üblicherweise eine schlechtere Abformgenauigkeit resultiert. Dies wurde jedoch überraschenderweise vorliegend nicht gefunden. Ferner ist es auch in diesem Fall überraschend, dass sich im optionalen Schritt (3) des Verfahrens die Beschichtung (B2) in einfacher Weise von dem Verbund (F1 B1 ) abtrennen lässt Insbesondere ist es überraschend, dass diese gute Trennwirkung gegenüber jeder herkömmlichen physikalisch getrockneten, thermisch gehärteten und/oder chemisch gehärteten Beschichtung (B2) durch die spezielle Komposition der zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1) erzielt wird.
Ferner wurde überraschend gefunden, dass der innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens in Schritt (1 ) ersetzbare Verbund (F1 B1 ) zur Übertragung der Prägestrukturen wie Mikro- und/oder Nanostrukturen wiederverwertbar ist, was aus ökonomischen Gründen vorteilhaft ist Zudem ist der Verbund (F1 B1 ) überraschenderweise nicht nur wiederverwertbar und damit mehrfach nutzbar, sondern lässt sich zudem kostengünstig und schnell im großindustriellen Maßstab produzieren.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist zudem ein Verbund (B2B1 F1 ) aus einem Substrat (F1), einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1) und einer auf (B1 ) applizierten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B2), wobei die Beschichtung (B1 ) herstellbar ist durch zumindest teilweises Aushärten eines auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche des Substrats (F1) applizierten und zumindest teilweise geprägten Beschichtungsmitels (B1 a) durch Strahlenhärtung, wobei das Beschichtungsmittel (B1 a) ein strahlenhärtbares Beschichtungsmittel ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel (B1 a) wenigstens eine Komponente (a) in einer Menge in einem Bereich von 40 bis 95 Gew.-%,
wenigstens ein Additiv als Komponente (b) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%,
wenigstens einen Photoinitiator als Komponente (c) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, und
wenigstens eine mindestens eine Kohlenstoffdoppelbindung aufweisende Komponente (d) in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 45 Gew.-% enthält, wobei (i) die Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils voneinander verschieden sind, (ii) sich die angegebenen Mengen der Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils auf das Gesamtgewicht des
Beschichtungsmittels (B1a) beziehen und (iii) sich die Mengen aller im Beschichtungsmittel (B1 a) enthaltenen Komponenten auf 100 Gew.-% addieren, und wobei Komponente (a) wenigstens drei jeweils voneinander verschiedene oder zumindest teilweise identische Struktureinheiten der
Formei (I) aufweist
Figure imgf000013_0001
(I).
in denen
die Reste R1 jeweils unabhängig voneinander für eine C^Cs-
Alkylengruppe stehen,
die Reste R2 jeweils unabhängig voneinander für H oder Methyl stehen und
die Parameter m jeweils unabhängig voneinander für einen ganzzahligen Parameter in einem Bereich von 1 bis 15 stehen, jedoch mit der Maßgabe, dass in wenigstens einer der Struktureinheiten der Formel (I) innerhalb der Komponente (a) der Parameter m mindestens 2 beträgt.
Vorzugsweise wird dieser Verbund durch die Verfahrensschritte (1 ) und (2) erhalten.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist zudem eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verbunds (B2B1 F1) zur Herstellung einer auf einer ihrer Oberflächen zumindest teilweise geprägten Beschichtung (B2) in Form eines freien Films oder zur Herstellung eines Verbunds (B2KF2) aus einem Substrat (F2), wenigstens eines Klebstoffs (K) und der Beschichtung (B2) Der Verbund (B2KF2) wird dabei vorzugsweise mittels Durchlaufen der Verfahrensstufen (3a), (3b) und (3c) erhalten, nämlich durch
(3a) Applizieren eines Klebstoffs (K) auf wenigstens einen Teil der Oberfläche des Verbunds (B2B1 F1 ) auf seiner die Beschichtung (B2) aufweisenden Seite unter Erhalt eines Verbunds (KB2B1 F1),
(3b) Aufbringen eines Substrats (F2) auf den nach Stufe (3a) erhaltenen Verbund (KB2B1 F1 ) auf wenigstens einen Teil seiner den Klebstoff (K) aufweisenden Oberfläche oder umgekehrt unter Erhalt eines Verbunds (F2KB2B1 F1) und
(3c) Abziehen des Verbunds (B1 F1 ) von dem Verbund (F2KB2B1 F1 ) unter Erhalt eines Verbunds (F2KB2), wobei die Beschichtung (B2) dieses Verbunds auf ihrer Oberfläche zumindest teilweise das Spiegelbild der zumindest teilweise geprägten Oberfläche der Beschichtung (B1) des Verbunds (B1 F1 ) aufweist.
Ausführliche Beschreibung
Der Begriff„umfassend“ im Sinne der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmiteln wie beispielsweise dem Beschichtungsmitel (B1 a) und dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen Verfahrensschritten hat vorzugsweise die Bedeutung„bestehend aus“. Dabei können beispielsweise hinsichtlich des erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmittels (B1a) - neben den Komponenten (a) und (b) sowie (c) gegebenenfalls (d) - zudem eine oder mehrere der weiteren nachstehend genannten optional in dem erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmrttel (B1a) enthaltenen Komponenten in diesem enthalten sein. Alle Komponenten können dabei jeweils in ihren nachstehend genannten bevorzugten Ausführungsformen vorliegen. Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses dabei neben den Schritten (1 ) und (2) sowie optional (3) weitere optionale Verfahrensschritte aufweisen wie zum Beispiel die Schritte (3a), (3b) und (3c) und (4) bis (7). Erfindungsgemäßes Verfahren zur Übertragung einer Prägestruktur umfassend wenigstens die Schritte (1) bis (2) und optional (3)
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist wie vorstehend ausgeführt ein Verfahren zur Übertragung einer Prägestruktur auf wenigstens einen Teil einer Beschichtung (B2) unter Einsatz eines Verbunds (B1 F1) aus einem Substrat (F1) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ), wobei die Beschichtung (B2) und die Beschichtung (B1 ) des Verbunds (B1 F1 ) zueinander spiegelbildliche Prägestrukturen aufweisen und wobei das Verfahren wenigstens die Schritte (1 ) und (2) sowie optional (3) umfasst.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren ein kontinuierliches Verfahren.
Nach Durchführung der Verfahrensschrite (1 ) bis (3) wird zum einen der in Schrit (1 ) eingesetzte Verbund (B1 F1 ) iedererhalten, d.h. zurückgewonnen und kann vorzugsweise wiederverwertet werden, d.h. erneut in dem Verfahren eingesetzt werden. Zum anderen wird die Beschichtung (B2) erhalten, die auf ihrer zuvor innerhalb des Verbunds (F1 B1 B2) der Beschichtung (B1) zugewandten Oberfläche das Spiegelbild der zumindest teilweise geprägten Oberfläche der Beschichtung (B1) des in Schritt (1) eingesetzten und dann wiedererhaltenen Verbunds (B1 F1) aufweist.
(B2) kann dabei gemäß optionalem Schritt{3) als freier Film durch ein Abziehen des Verbunds (B1 F1 ) von der Beschichtung (B2) innerhalb des Verbunds (B2B1 F1 ) oder umgekehrt erhalten werden. Der Verbund (B1 F1 ) wird dabei wiedererhalten.
Vorzugsweise wird die Beschichtung (B2) in Schritt (3) dreistufig durch die Stufen (3a), (3b) und (3c) in Form eines Verbunds (B2KF2) erhalten, nämlich durch
(3a) Applizieren eines Klebstoffs (K) auf wenigstens einen Teil der Oberfläche des Verbunds (B2B1 F1 ) auf seiner die Beschichtung (B2) aufweisenden Seite unter Erhalt eines Verbunds (KB2B1 F1),
(3b) Aufbringen eines Substrats (F2) auf den nach Stufe (3a) erhaltenen Verbund (KB2B1 F1) auf wenigstens einen Teil seiner den Klebstoff (K) aufweisenden Oberfläche oder umgekehrt unter Erhalt eines Verbunds
(F2KB2B1 F1 ) und
(3c) Abziehen des Verbunds (B1 F1 ) von dem Verbund (F2KB2B1 F1 ) unter Erhalt eines Verbunds (F2KB2), wobei die Beschichtung (B2) dieses Verbunds auf ihrer Oberfläche zumindest teilweise das Spiegelbild der zumindest teilweise geprägten Oberfläche der Beschichtung (B1) des Verbunds (B1 F1 ) aufweist.
Die Beschichtung (B2) kann dann wiederum als freier Film durch Abziehen vom nach Stufe (3c) erhaltenen Verbund (F2KB2) erhalten werden.
Die Schrite (1 ) bis (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden somit zur Herstellung der Beschichtung (B2) durchgeführt» gegebenenfalls vorliegend in Form des Verbunds (F2KB2).
Die gewünschte Prägestruktur wird durch das Applizieren des vorzugsweise strahlenhirtbaren Beschichtungsmitels (B2a) au† wenigstens einen Teil einer zumindest teilweise geprägten Oberfläche eines Verbunds (B1 F1 ) aus einem Substrat (F1 ) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) gemäß Verfahrensschritt (1 ) auf das Beschichtungsmittel (B2a) bzw. - nach Durchführung von Schritt (2) - auf die Beschichtung (B2) übertragen.
Unter dem Begriff „Prägung“ bzw. unter dem Begriff „Prägen“ wird dabei die zumindest teilweise Ausrüstung des Beschichtungsmittels (B2a) nach Schritt (1 ) bzw. der Beschichtung (B2) nach Schritt (2) an zumindest einem Teil seiner Oberfläche mit einer Prägestruktur bezeichnet. Dabei wird wenigstens ein bestimmtes Areal des Beschichtungsmittels (B2a) bzw. der Beschichtung (B2) mit einer Prägestruktur ausgerüstet. Vorzugsweise wird die gesamte Oberfläche des Beschichtungsmittels (B2a) bzw. der Beschichtung (B2) mit einer Prägestruktur ausgerüstet. Analoges gilt im Zusammenhang mit den Begriffen „Prägung“ bzw. „Prägen“ hinsichtlich des als Prägematrize in Schritt (1 ) eingesetzten und zumindest teilweise geprägten Verbunds (B1 F1) aus einem Substrat (F1 ) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ), der gemäß den nachfolgend beschriebenen Schritten (4) bis (7) hergestellt werden kann. Die Prägestrukturen der Verbünde (B1 F1 ) und (B2KF2) und der Beschichtung (B2) beruhen vorzugsweise jeweils unabhängig voneinander auf einem wiederkehrenden und/oder regelmäßig angeordneten Muster. Es kann sich dabei jeweils um eine durchgehende Prägestruktur wie eine durchgehende Rillenstruktur oder um mehrere vorzugsweise wiederkehrende Einzelprägestrukturen handeln. Die jeweiligen Einzelprägestrukturen können dabei vorzugsweise wiederum auf einer Rillenstruktur basieren, welche mehr oder weniger stark ausgeprägte Stege (Prägeerhebungen) aufweist, durch welche die Prägehöhe der Prägestruktur definiert wird. Entsprechend der jeweiligen Geometrie der Stege einer vorzugsweise wiederkehrenden Einzelprägestruktur können sich in der Aufsicht eine Vielzahl jeweils unterschiedlicher, vorzugsweise wiederkehrender Einzelprägestrukturen ergeben, wie z.B. vorzugsweise schlangenlinienförmige, zackenförmige, hexagonale, diamantenförmige, rautenförmige, parallelogrammförmige, wabenförmige, kreisförmige, punktförmige, sternförmige, leinenförmige, netzförmige, mehreckige, vorzugsweise dreieckige, viereckige, besonders bevorzugt rechteckige und quadratische, fünfeckige, sechseckige, siebeneckige und achteckige, drahtförmige, ellipsenförmige, ovale und gitterförmig gestaltete Muster, wobei sich auch wenigstens zwei Muster überlagern können. Die Stege der Einzelprägestrukturen können auch eine Krümmung, d.h. eine konvexe und/oder konkave Struktur aufweisen.
Die jeweilige Prägestruktur kann dabei durch ihre Breite wie die Breite der Stege, also durch ihre Strukturbreite, und durch die Höhe der Prägungen, also durch ihre Strukturhöhe (bzw. Strukturtiefe), beschrieben werden. Die Strukturbreite wie die Breite der Stege kann dabei eine Länge von bis zu einem Zentimeter aufweisen, liegt aber vorzugsweise in einem Bereich von 10 nm bis 1 mm. Die Strukturhöhe liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 nm bis 1 mm. Vorzugsweise stellt die jeweilige Prägestruktur jedoch eine Mikro- und/oder Nanostruktur dar. Mikrostrukturen sind dabei Strukturen - sowohl hinsichtlich Strukturbreite als auch Strukturhöhe - mit Ausprägungen im Mikrometerbereich. Nanostrukturen sind dabei Strukturen - sowohl hinsichtlich Strukturbreite als auch Strukturhöhe - mit Ausprägungen im Nanometerbereich. Mikro- und Nanostrukturen sind dabei Strukturen, die eine Strukturbreite im Nanometerbereich und eine Strukturhöhe im Mikrometerbereich oder umgekehrt aufweisen. Die Begriffe Strukturhöhe und Strukturtiefe sind dabei austauschbar.
Vorzugsweise liegt die Strukturbreite der jeweiligen Prägestruktur in einem Bereich von 10 nm bis 500 pm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 25 nm bis 400 pm, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 50 nm bis 250 pm» insbesondere in einem Bereich von 100 nm bis 100 pm. Vorzugsweise liegt die Strukturhöhe der jeweiligen Prägestruktur in einem Bereich von 10 nm bis 500 pm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 25 nm bis 400 pm, ganz besondere bevorzugt in einem Bereich von 50 nm bis 300 pm, insbesondere in einem Bereich von 100 nm bis 200 pm. Dies gilt jeweils sowohl für die Prägestruktur des Verbunds (F1B1 ) als auch des Verbunds (B2KF2) und der Beschichtung (B2).
Die Strukturbreite und Strukturhöhe der jeweiligen Prägestruktur wird dabei gemäß durch eine mechanische Abtastung der Oberfläche bestimmt. Dabei wird die Prägehöhe an mindestens 10 Stellen in einer Linie gleichmäßig über die Bahnbreite der Probe verteilt gemessen, wobei darauf geachtet werden muss, dass das Abtastgerät die Prägestruktur nicht zusammendrückt. Die Bestimmung der Strukturhöhe stellt eine Bestimmung der Abformgenauigkeit dar und erfolgt mittels Rasterkraftmikroskopie gemäß der nachstehend beschriebenen Methode.
Schrit (1)
Schritt (1 ) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein Applizieren eines Beschichtungsmitteis (B2a) auf wenigstens einen Teil einer zumindest teilweise geprägten Oberfläche eines Verbunds (B1 F1 ) aus einem Substrat (F1) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) unter Erhalt eines Verbunds (B2aB1 F1 ) vor.
Vorzugsweise weist die zumindest teilweise geprägte und zumindest teilweise ausgehärtete Beschichtung (B1) des in Schritt (1) eingesetzten Verbunds (F1 B1 ) Prägungen im Mikro- und/oder Nanometerbereich auf. Das mittels (B1) zumindest teilweise beschichtete Substrat (F1) stellt ein Trägermaterial für das darauf aufzubringende Beschichtungsmittel (B2a) bzw. die darauf aufzubringende Beschichtung (B2) dar.
Das Substrat {Fl ) oder - falls ein beschichtetes Substrat eingesetzt wird - die an der Oberfläche des Substrats (F1 ) befindliche Schicht besteht vorzugsweise aus wenigstens einem thermoplastischen Polymer, insbesondere ausgewählt der Gruppe bestehend aus Polymethyl(meth)acrylaten, PoIybutyI{meth)acryIaten,
Polyethylenterephthalaten, Polybutylenterephthalaten, Polyvinylidenflouriden, Polyvinylchloriden, Polyestern einschließlich Polycarbonaten und Polyvinylacetat, vorzugsweise Polyestern wie PBT und PET, Polyamiden, Polyolefinen wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol sowie Polybutadien, Polyacrylnitril, Polyacetal,
Polyacrylnitriiethylen-propylendienstyrolcopolymeren (A-EPDM), Polyetherimiden,
Phenolharzen, Harnstoffharzen, Melaminharzen, AI kyd harzen, Epoxidharzen, Polyurethanen einschließlich TPU, Polyetherketonen, Polyphenylensulfiden, Polyethern, Polyvinylalkoholen und deren Mischungen. Besonders bevorzugte Substrate oder an deren Oberfläche befindliche Schichten sind Polyolefine wie z.B. PP (Polypropylen), das wahlweise isotaktisch, syndiotaktisch oder ataktisch und wahlweise nicht-orientiert oder durch uni- oder bisaxiales Recken orientiert sein kann, SAN (Styrol-Acrylnitril-Copolymere), PC (Polycarbonate), PMMA (Polymethylmethacrylate), PBT (Poly(butylenterephthalat)e), PA (Polyamide), ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Copolymere) und ABS (Acryl nitril-B utad ien-Styrol- Copolymere), sowie deren physikalische Mischungen (Blends). Besonders bevorzugt sind PP, SAN, ABS, ASA sowie Blends von ABS oder ASA mit PA oder PBT oder PC. Ganz besonders bevorzugt ist PET, PBT, PP, PE und Polymethylmethacrylat (PMMA) oder schlagzähmodifiziertes PMMA. Insbesondere bevorzugt wird ein Polyester, am meisten bevorzugt PET als Material für das Substrat (F1 ) eingesetzt. Alternativ kann das Substrat (F1 ) selbst - gegebenenfalls trotz einer darauf aufgebrachten Schicht aus wenigstens einem der vorstehend genannten Polymere - aus einem anderen Material wie Glas, Keramik, Metall, Papier und/oder Gewebe gefertigt sein. In diesem Fall stellt das Substrat (F1 ) vorzugsweise eine Platte dar und kann beispielsweise in einer Rolle-zu-Platte-Prägevorrichtung eingesetzt werden. Die Dicke des Substrates (F1 ) beträgt vorzugsweise 2 pm bis zu 5 mm. Besonders bevorzugt ist eine Schichtdicke von 25 bis 1.000 pm, insbesondere 50 bis 300 pm.
Bei dem Substrat (F1) handelt es sich vorzugsweise um eine Folie, besondere bevorzugt um eine Folienbahn, ganz besonders bevorzugt um eine Endlos- Folienbahn. In diesem Fall kann das Substrat (F1) vorzugsweise in einer Rolle-zu- Rolle-Prägevorrichtung eingesetzt werden. Die Dicke der Beschichtung (B1 ) beträgt vorzugsweise 0,1 bis 500 pm, besondere bevorzugt 1 bis 300 pm.
Der Begriff „Endlos-Folie“ oder „Endlos-Folienbahn“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Folie mit einer Länge von 100 m bis 10 km.
Vorzugsweise wird der bei der Durchführung des Schrits (1) eingesetzte Verbund (F1 B1 ) (und vorzugsweise auch bei der Durchführung der Schritte (2) und (3) des Verfahrens) bewegt und ist daher ein bewegter Verbund. Vorzugsweise wird der Verbund (F1B1) während der Durchführung von Schrit (1) mitels einer Transporteinrichtung wie einem Fließband bewegt. Die entsprechende zur Durchführung von Schritt (1) eingesetzte Vorrichtung umfasst daher vorzugsweise eine solche Transporteinrichtung. Die entsprechende zur Durchführung von Schritt (1 ) eingesetzte Vorrichtung umfasst ferner ein Mittel zum Applizieren des vorzugsweise strahlenhärtbaren Beschichtungsmittels (B2a) auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche des Verbunds (F1 B1 ).
Durch Schritt (1 ) wird die gewünschte vom Verbund (F1 B1 ) zu übertragende (spiegelbildliche) Prägestruktur durch das Applizieren des vorzugsweise strahlenhärtbaren Beschichtungsmitels (B2a) auf wenigstens einen Teil einer zumindest teilweise geprägten Oberfläche eines Verbunds (F1 B1 ) aus einem Substrat (F1 ) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) auf das Beschichtungsmittel (B2a) bzw. - nach Durchführung von Schritt (2) - auf die Beschichtung (B2) übertragen. Der Verbund (F1B1) fungiert somit nicht nur als Trägermaterial für (B2a) bzw. (B2) sondern zudem als eine Prägematrize. Vorzugsweise ist der in Schritt (1) als Prägematrize eingesetzte Verbund (F1 B1 ) wiederverwertbar und wiederholt zur Übertragung wenigstens einer Prägestruktur einselzbar, vorzugsweise innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens. Vorzugsweise werden durch Schrit (1) Mikro- und/oder Nanostrukturen als Prägestruktur auf das Beschichtungsmittel (B2a) bzw. - nach Durchführung von Schrit (2) - auf die Beschichtung (B2) übertragen.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Verbund (F1 B1) um eine Folienbahn (F1), die eine zumindest teilweise geprägte und vollständig ausgehärtete Beschichtung {B1 ) aufweist. Besonders bevorzugt ist das Substrat (F1 ) eine Endlos-Folienbahn, die die zumindest teilweise geprägte und zumindest teilweise ausgehärtete Beschichtung (B1 ) aufweist, wodurch der Verbund (F1B1 ) eine Endlos-Prägematrize darstellt.
Der als Prägematrize eingesetzte Verbund (F1 B1) weist eine „Negativstruktur“ („Negativform“) auf, d.h. das Spiegelbild derjenigen Prägestruktur, die in Schritt (1 ) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das das Beschichtungsmittel (B2a) bzw. - nach Durchführung von Schritt (2) - auf die Beschichtung (B2) übertragen wird.
Die entsprechende zur Durchführung von Schritt (1) eingesetzte Vorrichtung umfasst ein Mittel zum Applizieren eines vorzugsweise strahienhärtbaren Beschichtungsmittels (B2a) auf wenigstens einen Teil einer zumindest teilweise geprägten Oberfläche eines Verbunds (F1 B1) aus einem Substrat (F1 ) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ). Ferner weist die eingesetzte Vorrichtung vorzugsweise ein Mittel wie eine Walze oder ein Rasterwalzwerk umfassend wenigstens eine Walze zum Pressen oder Anpressen des so applizierten Beschichtungsmittels (B2a) auf das vorzugsweise als Endlos-Folienbahn eingesetzte und mit (B1) zumindest teilweise beschichtete Substrat (F1 ), also den entsprechenden Verbund (F1 B1 ), nach dem Applizieren des strahlenhärtbaren Beschichtungsmittels (B2a) auf, welches vorzugsweise in Förderrichtung des Verbunds (F1B1 ) gesehen hinter dem Mittel zum Applizieren des strahlenhärtbaren Beschichtungsmittels (B2a) gelegen ist.
Als Mittel zum Pressen oder Anpressen eignet sich wie vorstehend genannt eine Walze oder ein Rasterwalzwerk umfassend wenigstens eine Walze. Das Rasterwalzwerk umfasst dabei vorzugsweise eine metallische Walze, beispielsweise eine Stahlwalze oder eine Nickelwalze, oder aber eine Quarz-basierte Walze oder eine mit wenigstens einem Kunststoff beschichtete Walze.
Der in Schritt (1 ) eingesetzte Verbund (F1 B1 ) aus Substrat (F1) und zumindest teilweise geprägter und zumindest teilweise ausgehärteter Beschichtung (B1) wird nachfolgend auch als„Mastersubstrat“ oder„Masterfilm“ bezeichnet. Handelt es sich bei dem Substrat (F1 ) um eine Folie, wird der entsprechende Masterfilm als „Masterfolie“ bezeichnet Handelt es sich bei dem Substrat (F1) um eine Folienbahn, wird der entsprechende Masterfilm als „Masterfolienbahn“ bezeichnet. Die Beschichtung (EU) des Masterfilms wird nachfolgend auch als„zumindest teilweise ausgehärteter Masterlack“ oder„Masterlackschicht“ und das zur Herstellung des ausgehärteten Masterlacks eingesetzte Beschichtungsmitel (B1a) als„Masterlack“ bezeichnet Vorzugsweise befindet sich zwischen (F1) und {B1 ) des Verbunds (F1 B1 ) keine weitere (Lack)schicht. Es ist aber auch möglich, dass zwischen (F1 ) und (B1 ) des Verbunds (F1 B1 ) wenigstens eine Haftve rm ittlersch icht vorhanden ist, die in diesem Fall vorzugsweise durchlässig für UV-Strahlung ist.
Der als Prägematrize eingesetzte Verbund (F1 B1 ) kann optional vor Durchführung des Schrittes (1 ) mit dem eingesetzten Beschichtungsmittel (B2a) vorbehandelt wenden. Ein solche Vorbehandlung umfasst oder ist vorzugsweise ein Benetzen der Prägematrize mit dem Beschichtungsmittel (B2a).
Schritt (2)
Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein zumindest teilweises Aushärten des applizierten Beschichtungsmittels (B2a) unter Erhalt eines Verbunds (B2B1 F1 ) aus Substrat (F1 ), zumindest teilweise geprägter und zumindest teilweise ausgehärteter Beschichtung (B1 ) und zumindest teilweise ausgehärteter Beschichtung (B2) vor. Der Verbund (B2B1 F1 ) wird nachfolgend auch als „Transfersubstrat“ bezeichnet. Wenn (F1 ) eine Folie ist, ist der Verbund dementsprechend eine Transferfolie.
Vorzugsweise ist während der gesamten Dauer der zumindest teilweisen Aushärtung gemäß Schritt (2) das in Schritt (1 ) eingesetzte Mittel zum Pressen oder An pressen des applizierten Beschichtungsmitels (B2a) auf den Verbund (F1 B1 ) mit dem Beschichtungsmitel (B2a) bzw. der sich formenden Beschichtung (B2) in Kontakt.
Vorzugsweise werden die Schritte (1) und (2) somit zeitgleich durchgeführt. Dabei erfolgt die Aushärtung gemäß Schritt (2) während der Durchführung von Schritt (1 ) vorzugsweise in situ, insbesondere wenn als Beschichtungsmittel (B2a) ein strahlenhärtendes Beschichtungsmittel eingesetzt wird. Alternativ und insbesondere, wenn als Beschichtungsmittel (B2a) ein thermisch härtendes und/oder chemisch härtendes Beschichtungsmittel eingesetzt wird, werden die Schritte (1 ) und (2) zeitlich nacheinander durchgeführt.
Die entsprechende zur Durchführung von Schrit (2) eingesetzte Vorrichtung umfasst daher vorzugsweise wenigstens eine Strahlungsquelle zum Bestrahlen des
Beschichtungsmittels (B2a) mit einer Härtungsstrahlung. Da das Beschichtungsmittel (B2a) vorzugsweise ein UV-strahlenhärtbares Beschichtungsmittel ist, wind als Härtungsstrahlung vorzugsweise UV-Strahlung eingesetzt. Wenn das Beschichtungsmittel (B2a) nicht strahlenhärtbar ist, ist es vorzugsweise chemisch härtbar. In diesem Fall erfolgt die Aushärtung gemäß Schritt (2) thermisch, beispielsweise durch Einsatz geeigneter Wärmestrahler. Auch eine kombinierte Aushärtung, d.h. eine thermische Aushärtung und eine Aushärtung mittels UV- Strahlung ist selbstverständlich möglich.
Als Strahlungsquellen für die Strahlungshärtung geeignet sind z.EL Quecksilber- Niederdruckstrahler, -Mitteldruckstrahler, Hochdruckstrahler sowie Leuchtstoffröhren , Impulsstrahler, Metallhalogenidstrahler (Halogenlampen), Laser, LED und zudem Elektronenblitzeinrichtungen, wodurch eine Strahlungshärtung ohne Photoinitiator möglich ist, oder Excimerstrahler. Die Strahlungshärtung erfolgt durch Einwirkung energiereicher Strahlung, also UV-Strahlung oder Tageslicht oder durch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen. Die üblicherweise zur Vernetzung ausreichende Strahlungsdosis bei UV-Härtung liegt im Bereich von 80 bis 3.000 mJ/cm2. Selbstverständlich sind auch mehrere Strahlungsquellen für die Härtung ersetzbar, z.B. zwei bis vier. Diese können auch in jeweils unterschiedlichen Wellenlängenbereichen strahlen. Vorzugsweise erfolgt die zumindest teilweise Härtung in Schrit (2) durch Bestrahlung durch den als Substrat eingesetzten Verbund (F1 B1 ) hindurch.
Optionaler Schritt (3)
Der optionale Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein Entfernen der Beschichtung (B2) von dem Verbund (B2B1 F1 ) unter Wiedererhalt des in Schrit (1) eingesetzten Verbunds (B1 F1) vor, wobei die Beschichtung (B2) auf ihrer zuvor innerhalb des Verbunds (B2B1 F1 ) der Beschichtung (B1 ) zugewandten Oberfläche das Spiegelbild der zumindest teilweise geprägten Oberfläche der Beschichtung (B1) des in Schritt (1 ) eingesetzten und in diesem Schrit wiedererhaltenen Verbunds (B1 F1 ) aufweist.
Vorzugsweise wird die Beschichtung (B2) als freier Film durch ein Abziehen des Verbunds (B1 F1 ) von der Beschichtung (B2) innerhalb des Verbunds (B2B1F1 ) oder umgekehrt erhalten. Der Verbund (B1 F1) wird dabei wiedererhalten.
Vorzugsweise wird die Beschichtung (B2) in Schrit (3) dreistufig durch die Stufen
(3a), (3b) und (3c) in Form eines Verbunds (B2KF2) erhalten, nämlich durch
(3a) Applizieren eines Klebstoffs (K) auf wenigstens einen Teil der Oberfläche des Verbunds (B2B1 F1 ) auf seiner die Beschichtung (B2) aufweisenden Seite unter Erhalt eines Verbunds (KB2B1 F1 ),
(3b) Auf bringen eines Substrats (F2) auf den nach Stufe (3a) erhaltenen Verbund (KB2B1 F1) auf wenigstens einen Teil seiner den Klebstoff (K) aufweisenden Oberfläche oder umgekehrt unter Erhalt eines Verbunds (F2KB2B1 F1 ) und
(3c) Abziehen des Verbunds (B1 F1 ) von dem Verbund (F2KB2B1 F1) unter Erhalt eines Verbunds (F2KB2), wobei die Beschichtung (B2) dieses Verbunds auf ihrer Oberfläche zumindest teilweise das Spiegelbild der zumindest teilweise geprägten Oberfläche der Beschichtung (B1 ) des Verbunds (B1 F1 ) aufweist.
Die Beschichtung (B2) kann dann wiederum als freier Film durch Abziehen vom nach Stufe (3c) erhaltenen Verbund (F2KB2) erhalten werden. Als Klebstoff (K) wird dabei vorzugsweise wenigstens ein Kaschierklebstoff wie ein Polyacrylat oder ein auf Polyacrylat basierender Klebstoff eingesetzt. Als Substrat (F2) können die gleichen Materialen eingesetzt werden, die vorstehend bereits im Zusammenhang mit dem Substrat (F1 ) genannt worden sind. Alle bevorzugten Ausführungsformen, mitels derer das Substrat (F1 ) beschrieben worden ist, gelten daher analog für das Substrat (F2). Vorzugsweise wird als Substrat (F2) ein metallisches Substrat eingesetzt, insbesondere ein Bauteil wie ein Bauteil mit einer nicht-planaren Geometrie. Das Bauteil kann ein beschichtetes Bauteil sein, das auf mindestens einer seiner Oberflächen, vorzugsweise auf der Oberfläche, die auf den Verbund (KB2B1 F1) aufgebracht werden soll, mindestens eine Lackschicht oder eine Mehrfachbeschichtung aufweist. Als Klebstoff (K) kann ein Klebstoff eingesetzt, der selbst Teil eines Mehrschichtaufbaus ist Beispiele solcher Klebstoffe (K) sind entsprechende Aufbauten, die als mittlere Schicht eine Polymerschicht (PS) aufweisen, die an jeder ihrer Oberflächen wiederum eine Klebstoffschicht (KS) aufweist. Die Klebstoffschicht (KS) kann jeweils ein Polyacrylat oder ein auf Polyacrylat basierender Klebstoff sein. Grundsätzlich kann jede Art von Polymer zur Herstellung der Polymerschicht (PS) eingesetzt werden. Beispiele für solche Polymere sind Poly(meth)acrylate, Polyester wie PET und/oder PBT, Polyvinylidenflouride, Polyvinylchloride, Polyamide und/oder Polyolefine. Insbesondere kann ein Polyester wie PET eingesetzt werden. Die Polymerschicht (PS) stellt einen ln-liner dar. Die Schichtdicke der Polymerschicht kann dabei in einem Bereich von 5 bis 55 miti, vorzugsweise von 6 bis 50 pm, besonders bevorzugt von 7 bis 40 pm, insbesondere von 8 bis 30 pm liegen. Jede der Klebstoffschichten (KS) kann zur besseren Handhabung zunächst einen Release-Liner aufweisen, wie beispielsweise ein Silikonpapier. Vor dem Einsatz als Klebstoff (K) im erfindungsgemäßen Verfahren wird dieser Release-Liner jedoch entfernt.
Optionale Schritte (4) bis (7) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Verbunds (F1B1)
Vorzugsweise ist der in Schritt (1 ) des Verfahrens eingesetzte Verbund (B1 F1 ) aus einem Substrat (F1) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) wenigstens erhältlich durch die nachfolgend näher spezifizierten Schritte (4) bis (7). In Fig. 1 sind die Schritte (4) bis (7) des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft illustriert, wie auch der nachstehenden Beschreibung dieser Figur zu entnehmen ist
Schritt (4)
Schritt (4) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein Applizieren eines strahlenhärtbaren Beschichtungsmittels (B1a) auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche eines Substrats (F1) vor. Das Substrat (F1) stellt ein Trägermaterial für das darauf aufzubringende Beschichtungsmittel (Et 1a) bzw. die darauf aufzubringende Beschichtung (B1 ) dar. Das Substrat (F1) kann beschichtet sein. Bei dem Substrat (F1) handelt es sich vorzugsweise um eine Folie, besonders bevorzugt um eine Folienbahn, ganz besonders bevorzugt um eine Endlos- Folienbahn. Bevorzugtes Material für das Substrat (F1) ist Polyester, insbesondere PET. Die Dicke des Substrates (F1 ) beträgt vorzugsweise 2 pm bis zu 5 mm. Besonders bevorzugt ist eine Schichtdicke von 25 bis 1.000 pm, insbesondere 50 bis 300 pm.
Vorzugsweise wird das Substrat (F1 ) bei der Durchführung des Schrites (4) (und vorzugsweise auch bei der Durchführung der Schrite (5), (6) und (7) des Verfahrens) bewegt und ist daher ein bewegtes Substrat. Vorzugsweise wird das Substrat (F1) während der Durchführung von Schrit (4) mitels einer Transporteinrichtung wie einem Fließband bewegt. Die entsprechende zur Durchführung von Schrit (4) eingesetzte Vorrichtung umfasst daher vorzugsweise eine solche Transporteinrichtung. Die entsprechende zur Durchführung von Schritt (4) eingesetzte Vorrichtung umfasst ferner ein Mitel zum Applizieren des vorzugsweise strahlenhirtbaren Beschichtungsmitels (B1a) auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche des Substrats (F1 ).
Schrit (5)
Schrit (5) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein zumindest teilweises Prägen des zumindest teilweise auf die Oberfläche des Substrats (F1 ) applizierten Beschichtungsmittels (Bla) mittels wenigstens eines wenigstens eine Prägematrize (p1 ) aufweisenden Prägewerkzeugs (P1 ) vor. Durch das zumindest teilweise Prägen wird dabei eine Prägestruktur zumindest teilweise auf die Oberfläche des auf das Substrats (F1 ) applizierten Beschichtungsmittels (Bia) übertragen. Die Begriffe „Prägung“ und „Prägen“ wurden bereits vorstehend definiert. Demzufolge wird darunter im Zusammenhang mit (B1a) bzw. (Bl ) die zumindest teilweise Ausrüstung des Beschichtungsmitels (B1a) als Teil des Verbunds (F1 B1a) mit einer Prägestruktur bezeichnet. Dabei wird wenigstens ein bestimmtes Areal des Beschichtungsmitels (B1a) mit einer Prägestruktur ausgerüstet. Vorzugsweise wird die gesamte Oberfläche des Beschichtungsmittels (B1 a) als Teil des Verbunds (F1 B1 a) mit einer Prägestruktur ausgerüstet. Vorzugsweise wird das Prägewerkzeug (PI ) während der Durchführung von Schrit (5) wenigstens teilweise auf das applizierte Beschichtungsmittel (B1 a) gepresst oder gedrückt.
Vorzugsweise werden durch Schrit (5) Mikro- und/oder Nanostmkturen als Prägestruktur auf das Beschichtungsmittel (B1 a) übertragen.
Die entsprechende zur Durchführung von Schritt (5) eingesetzte Vorrichtung umfasst daher ein Mitel zum zumindest teilweisen Prägen des zumindest teilweise auf die Oberfläche des Substrats (F1 ) applizierten Beschichtungsmittels (B1a) mittels wenigstens eines Prägewerkzeugs (P1 ) auf. Ferner weist die eingesetzte Vorrichtung vorzugsweise ein Mittel zum Pressen von (P1 ) auf das vorzugsweise als Endlos- Folienbahn eingesetzte Substrat (F1 ) nach dem Applizieren des strahlenhärtbaren Beschichtungsmittels (B1 a) auf (F1 ) auf, welches vorzugsweise in Förderrichtung des Substrats (F1) gesehen hinter dem Mittel zum Applizieren des strahlenhärtbaren Beschichtungsmittels (B1 a) gelegen ist.
Die zumindest teilweise Prägung gemäß Schritt (5) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels eines Prägewerkzeugs (P1 ) durchgeführt. Bei (P1 ) kann es sich vorzugsweise um einen Prägekalander handeln, welcher vorzugsweise ein Rasterauftragswerk, besonders bevorzugt ein Rasterwalzwerk umfasst. Dieser Kalander verfügt vorzugsweise in Höhenrichtung übereinander in einem bestimmten Abstand angeordnete, gegensinnig, d.h. gegenläufig, oder mitläufig drehende Walzen, wobei der mit einer Prägestruktur zu versehene Verbund (F1B1a) den Walzen zugeführt und durch den sich ausbildenden Waizenspalt hindurchgeführt wird, wobei die Spaltweite variabel einstellbar ist. Das Rasterwalzwerk umfasst dabei vorzugsweise eine erste Walze wie eine metallische Walzen beispielweise eine Stahiwalze oder Nickelwalze einschließlich einer Walze aus Nickel, dem geringe Mengen an Phosphor zugemischt sind, oder aber eine Guarz-basierte Walze oder eine mit wenigstens einem Kunststoff beschichtete Walze, und eine zweite Walze, Die erste Walze {Prägewalze) fungiert dabei als Prägewerkzeug {PI ) und enthält die Positivform der in die Oberfläche des Verbunds (F1 B1 a) einzuprägenden Prägestruktur, die dann die entsprechende Negativstruktur darstellt. Dies entspricht wiederum der Positivstruktur, die in Schritt (1 ) des Verfahrens auf das Beschichtungsmittel (B2a) übertragen werden soll. Das Prägewerkzeug (P1) kann selbst einen strukturierten Lack wie einen UV-Lack als Prägematrize aufweisen. Die zweite Walze dient als Abdruck- bzw. Anpresswalze. Die Erstellung der Negativform der einzuprägenden Struktur auf dem Prägewerkzeug (P1 ) erfolgt nach den dem Fachmann bekannten und üblichen Verfahren, wobei je nach Struktur und Materialien spezifische Verfahren besonders vorteilhaft sein können. Vorzugsweise wird dies erfindungsgemäß dadurch realisiert, dass die Prägewalze als Prägewerkzeug (P1) fungiert und eine Prägematrize (p1 ) umfasst. Mittels der Andruckwalze wird gegenläufig der zu prägende Verbund (F1 B1a), beispielsweise in Form einer zumindest teilweise mit (B1a) beschichteten Folienbahn, bewegt. An dem Punkt des Walzenspaltes, der durch die in einem bestimmten Abstand zueinander angeordneten, gegensinnig drehenden Walzen gebildet wird, erfolgt die Prägung gemäß Schritt (5). Die erste Walze, die die Prägematrize (p1 ) führt, dient dabei der Prägung des Verbunds (F1 B1a), der von der dieser Prägewalze gegenüberliegenden zweiten Walze geführt wird, welche den mit einer Prägestruktur zu versehenden Verbund (F1 B1 a) gegen die erste Prägewalze drückt. Falls erforderlich kann Schritt (5) bei erhöhter Temperatur, z.B. bei 30 bis 100°C oder bis 80°C, durchgeführt werden. In diesem Fall durchläuft der zu prägende Verbund (F1 B1a) zunächst ein Heizwalzwerk, danach erfolgt gegebenenfalls eine Bestrahlung mit Infrarot-Licht, bevor der vorstehend beschriebene eigentliche Prägevorgang erfolgt. Nach der Prägung durchläuft der dann geprägte Verbund (F1B1 a) gegebenenfalls zur Abkühlung ein Kühlwalzwerk. Alternativ kann Schritt (5) auch unter Kühlen erfolgen: In diesem Fall durchläuft der zu prägende Verbund (F1 B1a) zunächst ein Kühlwalzwerk, bevor der vorstehend beschriebene eigentliche Prägevorgang erfolgt. Als Prägewerkzeug (P1) kann auch ein herkömmlicher Druckzylinder eingesetzt werden, der die Negativform der in die Oberfläche des Verbunds (F1 B1a) einzu- p ragenden Prägestruktur trägt. Dieser kann zur zumindest teilweisen Prägung auf den Verbund (F1 B1a) gedrückt werden. Die wenigstens eine Prägematrize (p1 ) des zur zumindest teilweisen Prägung gemäß Schrit (5) eingesetzten Prägewerkzeugs (P1) weist eine „Positivstruktur“ („Positivform“) auf, d.h. diejenige Prägestruktur, die die nach Durchführung von Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene Beschichtung (B2) aufweist. Das Prägewerkzeug (P1) ist vorzugsweise ein metallisches Prägewerkzeug, besonders bevorzugt aus Nickel. Dementsprechend ist die Prägematrize (p1 ) vorzugsweise metallisch, besonders bevorzugt aus Nickel, insbesondere aus Nickel, welches geringe Mengen an Phosphor enthält. Zudem können Walzen eingesetzt werden, die mit wenigstens einem Kunststoff beschichtet sind. Alternativ können aber auch weiche Materialien wie beispielsweise Polydimethylsiloxane (PDMS) zur Herstellung von (p1 ) eingesetzt werden. Das auf (F1) applizierte Beschichtungsmittel (B1a) weist nach Durchführung von Schritt (5) eine Negativform der zu übertragenden Prägestruktur wie Mikro- und/oder Nanostrukturen auf.
Die Prägematrize des eingesetzten Prägewerkzeugs kann optional vor Durchführung des Schrittes (5) mit dem eingesetzten Beschichtungsmittel (Bla) vorbehandelt werden. Ein solche Vorbehandlung umfasst oder ist vorzugsweise ein Benetzen der Prägematrize mit dem Beschichtungsmittel (B1a).
Schritt (6)
Schritt (6) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein zumindest teilweises Aushärten des auf wenigstens einen Teil der Oberfläche des Substrats (F1 ) applizierten und zumindest teilweise geprägten Beschichtungsmittels (B1 a) unter Erhalt eines Verbunds (F1 B1) aus Substrat (F1 ) und zumindest teilweise geprägter und zumindest teilweise ausgehärteter Beschichtung (B1 ) vor, wobei das Beschichtungsmittel (B1a) während der gesamten Dauer der Aushärtung in Kontakt mit der wenigstens einen Prägematrize (p1 ) des wenigstens einen Prägewerkzeugs (P1) ist
Vorzugsweise werden die Schritte (5) und (6) zeitgleich durchgeführt. Dabei erfolgt die Aushärtung gemäß Schritt (6) während der Durchführung von Schritt (5) vorzugsweise in situ. Die entsprechende zur Durchführung von Schrit (6) eingesetzte Vorrichtung umfasst daher vorzugsweise wenigstens eine Strahlungsquelle zum Bestrahlen des strahlenhärtbaren Beschichtungsmittels (B1a) mit einer Härtungsstrahlung, vorzugsweise UV-Strahlung.
Ais Strahlungsquellen für die Strahlungshärtung geeignet sind z.B. Quecksilber- Niederdruckstrahler, -Mitteldruckstrahler, Hochdruckstrahler sowie Leuchtstoffröhren, Impulsstrahler, Metallhalogenidstrahler (Halogenlampen), Laser, LED und zudem Elektronenblitzeinrichtungen, wodurch eine Strahlungshärtung ohne Photoinitiator möglich ist, oder Excimerstrahler. Die Strahlungshärtung erfolgt durch Einwirkung energiereicher Strahlung, also UV-Strahlung oder Tageslicht oder durch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen. Die üblicherweise zur Vernetzung ausreichende Strahlungsdosis bei UV-Härtung liegt im Bereich von 80 bis 3.000 mJ/cm2. Selbstverständlich sind auch mehrere Strahlungsquellen für die Härtung ersetzbar, z.B. zwei bis vier. Diese können auch in jeweils unterschiedlichen Wellenlängenbereichen strahlen.
Vorzugsweise erfolgt die Härtung in Schritt (6) durch Bestrahlung durch das Substrat (F1) hindurch. Dabei ist es vorteilhaft, dass die Durchlässigkeit des Substrats (F1) für die eingesetzte Strahlung abgestimmt ist auf den eingesetzten wenigstens einen Photoinitiator. So ist beispielsweise das Material PET als Substrat (F1 ), also z.B. eine PET-Folie, durchlässig für Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb 300 nm. Als Photoinitiatoren, die bei dieser Strahlung Radikale erzeugen, kommen beispielsweise 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid, Ethyl-2,4,6-trimethyl- benzoylphenylphosphinat und Bis-(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphinoxid in Betracht.
Schritt (7)
Schritt (7) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein Entfernen des Verbunds (F1B1 ) vom Prägewerkzeug (P1 ) vor, wodurch das gewünschte Produkt, nämlich der Verbund (F1 B1) aus Substrat (F1 ) und zumindest teilweise geprägter zumindest teilweise ausgehärteter Beschichtung (B1) erhalten wird. In Fig. 1 ist schematisch eine seitliche Ansicht einer Vorrichtung dargestellt, die zur Durchführung der Schrite (4) bis (7) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Verbunds (F1 B1 ), d.h. zur Herstellung eines Masterfilms, eingesetzt werden kann und an der das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich der Schrite (4) bis (7) beispielhaft illustriert ist. Mitels dieser Vorrichtung können Strukturen wie Mikro- und/oder Nanostrukturen mitels eines Prägewerkzeugs (P1 ) auf ein mit (B1a) beschichtetes Substrat (F1 ) übertragen werden und nach Aushärten ein als Masterfilm ersetzbarer Verbund (F1 B1 ) - innerhalb von Fig. 1 als Masterfolienbahn (8) bezeichnet - erhalten werden.
Die in Fig. 1 gezeigte Mastertransfervorrichtung (30) arbeitet nach einem Übertragungsprinzip, bei dem unmittelbar von einem strukturiertem Druckzylinder bzw. einer Druckwalze, die hier ein Masterdruckzylinder (17) ist, die gewünschten Negativ-Strukturen in die auf die Masterfolienbahn (8b) aufgebrachte, noch nicht ausgehärtete Lackschicht eingeprägt - entsprechend einem Verbund (F1 B1a) - und diese dann mit den darauf aufgebrachten Strukturen in situ mittels einer Beleuchtungseinheit (3) unter Erhalt der Masterfolienbahn (8) - entsprechend einem Verbund (F1 B1 ) - zumindest teilweise gehärtet wird. Die als Substrat (F1 ) eingesetzte Folienbahn (8a) wird in diesem Verfahren von einer Folienbahnrolle (18), die nur das Trägermaterial, also die reine Folie ohne aufgebrachten Masteriack enthält, abgezogen, über diverse Umlenkrollensysteme und Bahnspannsysteme geführt und in einen Prägebereich (1) der Vorrichtung eingebracht. Dort läuft die Folienbahn (8a) in einen Bereich zwischen einer Andruckwalze (4) und dem Masterdruckzylinder (17) und wird außerhalb des Druckbereichs in der Lackauftragseinrichtung (27) mit der noch nicht ausgehärteten Masteriackschicht (entsprechend dem Beschichtungsmittel Bia) versehen. Dieser Lackauftrag entspricht Schritt (4) des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dem Prägebereich (1 ), in dem die Masterfolienbahn (8b) mit der noch nicht ausgehärteten Masterlackschicht entlang eines Abschnittes der Mantelfläche des Masterdruckzylinders (17) läuft, werden die in dem Masterdruckzylinder (17) in dessen Mantelfläche eingeprägten Mikro- und/oder Nanostrukturen als Negativabbiid in die Masterlackschicht der Masterfolienbahn (8b) eingebracht und übertragen. Dies entspricht Schritt (5) des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die das ungehärtete Beschichtungsmittel (B1a) aufweisende Masterfolienbahn (8b) wird dann gemäß Schritt (6) des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgehärtet. Dabei wird in situ durch Bestrahlen mit einer Beleuchtungseinheit (3) mittels UV-Strahlung zumindest teilweise ausgehärtet, z.B. mittels einer Einheit gebildet aus UV-LEDs. Anschließend wird die so erhaltene Masterfolie (8), also der Verbund (F1 B1 ), gemäß Schritt (7) des erfindungsgemäßen Verfahrens von der Mantelfläche des Masterdruckzylinders (17) abgezogen und die so fertig gestellte Masterfolienbahn (8) wird auf eine Folienbahnrolle (19) aufgespult. Die Folienbahnrolle (19) enthält dann die fertige Masterfolienbahn (8) mit der darauf aufgebrachten Masterlackschicht und den darin eingeprägten Negativabbildem der Mikro- und/oder oder Nanostrukturen. Diese Folienbahnrolle (19) kann entnommen und dann in einer Vorrichtung zur Durchführung der Schritte (1) bis (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtungsmitei (B1a) und (B2a) Beschichtungsmittel (B1a)
Das Beschichtungsmittel (B1 a) ist ein strahlenhärtbares Beschichtungsmittel. Die Begriffe„strahlenhärtbar“ und„strahlenhärtend“ sind dabei austauschbar. Unter dem Begriff „Strahlenhärtung“ wird vorzugsweise eine radikalische Polymerisation von polymerisierbaren Verbindungen infolge einer elektromagnetischen und/oder korpuskularen Strahlung, beispielsweise (N)IR-Licht im Wellenlänge-bereich von l=>400-1.200 nm, bevorzugt 700-900 nm und/oder UV-Licht im Wellenlängenbereich von l=100 bis 400 nm, bevorzugt von l=200 bis 400 nm und besonders bevorzugt l=250 bis 400 nm und/oder Elektronenstrahlung im Bereich von 150 bis 300 keV und besonders bevorzugt mit einer Strahlungsdosis von mindestens 80, bevorzugt 80 bis 3.000 mJ/cm2 verstanden. Besonders bevorzugt wird mittels UV-Strahlung als Strahlenhärtung gehärtet. Das Beschichtungsmittel (B1a) kann durch Einsatz einer geeigneten Strahlenquelle gehärtet werden. Somit ist (Bia) vorzugsweise ein UV-Strahlen-härtendes Beschichtungsmittel.
Das Beschichtungsmittel (B1a) enthält die wenigstens eine Komponente (a) in einer Menge in einem Bereich von 40 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise in einem Bereich von 45 oder >45 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 50 oder >50 wie 55 bis 85 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 55 oder 60 bis 80 Gew.-%, das wenigstens eine Additiv als Komponente (b) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 4,5 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 4 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,2 oder 0,5 bis 3 Gew.-%, wenigstens einen Photoinitiator als Komponente (c) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 12 Gew.-%, besondere bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-%, die wenigstens eine mindestens eine Kohlenstoffdoppelbindung aufweisende Komponente (d) in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise in einem Bereich von 0 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0 bis 35 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 0 bis
30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmitels (Bia).
Die Gegenwart von Komponente (d) im erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungsmitel (B1a) ist somit lediglich optional, was durch den jeweils vorstehend angegebenen unteren Grenzwert von 0 Gew.-% ersichtlich ist. Vorzugsweise enthält das Beschichtungsmittel (B1a) die Komponente (d) in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmitels (Bia).
Die Komponenten (a), (b), (c) und (d) sind jeweils voneinander verschieden. Die angegebenen Mengen der Komponenten (a), (b), (c) und (d) beziehen sich jeweils auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmittels (B1a). Die Mengen aller im Beschichtungsmitel (B1a) enthaltenen Komponenten, d.h. die Mengen an in (B1a) enthaltenen Komponenten (a), (b) und (c) sowie optional (d) sowie weiterer optional darin vorhandener Komponenten, addieren sich auf 100 Gew.-%, Komponente (a) weist wenigstens drei jeweils voneinander verschiedene oder zumindest teilweise identische Struktureinheiten der Formel (I) auf
Figure imgf000034_0001
in denen
die Reste R1 jeweils unabhängig voneinander für eine C2-C8- Alkylengruppe stehen,
die Reste Rz jeweils unabhängig voneinander für H oder Methyl stehen und
die Parameter m jeweils unabhängig voneinander für einen ganzzahligen Parameter in einem Bereich von 1 bis 15, vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 10, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 8 oder 2 bis 8, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 6 oder 2 bis 6, insbesondere in einem Bereich von 1 bis 4 oder 2 bis 4, stehen, jedoch mit der Maßgabe, dass in wenigstens einer der Struktureinheiten der Forme! (I) der Parameter m mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3 beträgt. Vorzugsweise weist Komponente (a) wenigstens drei identische Struktureinheiten der Formel (I) auf.
Das Symbol „
Figure imgf000034_0002
“ steht dabei für eine Bindung des jeweiligen Restes an die übergeordnete Struktur der Komponente (a), d.h. beispielsweise für eine Bindung des Restes -[0-R1]rT,-0-C(=0)-C(R2)=CH2 innerhalb der Struktureinheit der Formel (I) an die übergeordnete Struktur der Komponente (a). Die Bindung erfolgt dabei vorzugsweise über eine Verknüpfung des Sauerstoffatoms des Restes -[0-R1]m- an ein Kohlenstoffatom des übergeordneten Restes. Analoges gilt für die weiteren Struktureinheiten der Formel (I). Es ist eindeutig, dass alle wenigstens drei Struktureinheiten der Formel (!) innerhalb einer einzigen Komponente - nämlich der Komponente (a) - vereinigt sind.
Vorzugsweise weist die Komponente (a) genau drei Struktureinheiten der Formel (I) auf. In diesem Fall weist Komponente (a) genau drei funktionelle (Meth)acryl- Gruppen auf. Alternativ können die Struktureinheiten der Formeln (I) jeweils auch mehr als dreimal als Teil der Komponente (a) vorliegen. In diesem Fall kann Komponente (a) beispielsweise mehr als drei funktioneile (Meth)acryl-Gruppen aufweisen, beispielsweise 4, 5 oder 6 (Meth)acryl-Gruppen.
Die vorstehend genannten Reste R1 stehen jeweils unabhängig voneinander für eine C2-CyAikylengruppe» vorzugsweise für eine C2-CyAlkylengruppe, besonders bevorzugt für eine C2-C4-AI kylengru ppe, ganz besonders bevorzugt jeweils unabhängig voneinander für eine Ethylengruppe und/oder eine Propylengruppe, ganz besonders bevorzugt für Ethylen. Insbesondere stehen alle Reste R1 für Ethylen. Als Propylengruppen kommen jeweils Reste R1 in Frage, die eine Struktur -CH2-CH2-CH2- oder eine Struktur -CH(CH3)-CH2- oder eine Struktur -CH2-CH(CH3)- aufweisen. Besonders bevorzugt ist aber jeweils die Propylenstruktur -CH2-CH2- CHr-
Die Parameter m stehen jeweils unabhängig voneinander für eine ganze Zahl in einem Bereich von 1 bis 15. Da die Komponente (a) wenigstens drei der Struktureinheiten der Formeln (I) aufweist und in wenigstens einer der Struktureinheiten der Formel (I) der Parameter m mindestens 2 beträgt, enthält Komponente (a) insgesamt wenigstens vier Ethergruppen der allgemeinen Formel
Figure imgf000035_0001
Vorzugsweise weist die Komponente (a) insgesamt wenigstens fünf, besonders bevorzugt wenigstens sechs, Ethergruppen der allgemeinen Formel„-0-R1-,, auf. Vorzugsweise liegt die Anzahl der Ethergruppen der allgemeinen Formel ,,-O-R1-,, innerhalb der Komponente (a) in einem Bereich von 4 bis 18, besonderes bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 15, ganz besonderes bevorzugt in einem Bereich von 6 bis 12. Vorzugsweise beträgt der Anteil der in den Struktureinheiten der Formel (I) der Komponente (a) enthaltenen Ethersegmente -[0-R1]m insgesamt wenigstens 35 Gew.-%, besonders bevorzugt wenigstens 38 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt wenigstens 40 Gew.-%, noch bevorzugter wenigstens 42 Gew.-%, insbesondere wenigstens 45 Gew.-% jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (a).
Vorzugsweise weist die Komponente (a) ein Molekulargewicht (Mn) im Bereich von 300 bis 2000 g/mol, besonders bevorzugt von 350 bis 1500 g/mol, insbesondere von 400 bis 1000 g/mol.
Besonders bevorzugt wird als Komponente (a) wenigstens eine Verbindung der allgemeinen Formel (IVa) und/oder (IVb) eingesetzt,
Figure imgf000036_0001
(IVa),
Figure imgf000037_0001
iiVb), in denen jeweils unabhängig voneinander
R1 und R2 sowie m die vorstehend im Zusammenhang mit den Struktureinheiten (I) genannten Bedeutungen einschließlich der vorstehend genannten bevorzugten Ausführungsformen davon haben und
R3 für H, CrCe-Alkyl, OH oder O-Ci-s-Alky! steht, besonders bevorzugt für C1-C4- Alkyl, OH oder O-Ci-rAlkyl steht, ganz besonders bevorzugt für CrC Alkyl oder OH steht oder
R3 für den Rest -[0-R1]m-0-C(=O)-C(R2)=CH2 steht, worin R1, R2 und m die vorstehend im Zusammenhang mit der Struktureinheit (I) genannten Bedeutungen einschließlich der vorstehend genannten bevorzugten Ausführungsformen davon haben.
Ganz besonders bevorzugt wird als Komponente (a) wenigstens eine Verbindung der allgemeinen Formel (IVa) eingesetzt, in der die Reste R1 jeweils unabhängig voneinander für eine OrCa-Alkylengruppe stehen,
die Reste R2 jeweils unabhängig voneinander für H oder Methyl stehen, die Parameter m jeweils unabhängig voneinander für einen ganzzahligen Parameter in einem Bereich von 1 bis 15 stehen, vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 10, besondere bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 8 oder 2 bis 8, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 6 oder 2 bis 6, insbesondere in einem Bereich von 1 bis 4 oder 2 bis 4, jedoch mit der
Maßgabe, dass in wenigstens einer, vorzugsweise in alten, der Struktureinheiten der Formel (!) der Parameter m mindestens 2 beträgt.
R3 für C-i-Ce-Alkyl, OH oder O-G-i-e-Alkyl steht, besonders bevorzugt für CrC4- Alkyl, OH oder O-G^-Alkyl steht, ganz besonders bevorzugt für CrCrAlkyl oder OH steht.
Insbesondere bevorzugt werden als Komponente (a) (Meth)acrylate von insgesamt
4fach bis 20fach, oder von 4fach bis 12fach alkoxyliertem wie ethoxyliertem, propoxyliertem oder gemischt ethoxyliertem und propoxyliertem und insbesondere ausschließlich ethoxyliertem Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Trimethylolethan oder Pentaerythritol eingesetzt. Am meisten bevorzugt sind entsprechende (Meth)acrylate, die sich von entsprechend alkoxyliertem Trimethylolpropan ableiten. Solche Produkte sind kommerziell erhältlich und werden beispielsweise unter den Bezeichnungen Sartomer® SR 499 und Sartomer® SR 502 sowie Sartomer® SR 415 und Sartomer® SR 9035 sowie Sartomer® SR 501 vertrieben. Der Begriff „(Meth)acry bzw, „(Meth)acrylaf umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl Methacryl als auch Acryl bzw. sowohl Methacrylat als auch Acrylat. Vorzugsweise enthält das Beschichtungsmittel (B1 a) - abgesehen von der optionalen Komponente (d) - keine Komponente, die nur genau eine oder nur genau zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen wie (Meth)acryl-Gruppen aufweist. Für den Fall, dass (Bia) keine Komponente (d) aufweist, enthält (B1 a) somit vorzugsweise keine Komponente, die nur genau eine oder nur genau zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen wie (Meth)acryl-Gruppen aufweist.
Komponente (b) ist ein Additiv. Der Begriff des Additivs ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus dem Römpp Lexikon,„Lacke und Druckfarben“, Thieme Verlag, 1998, Seite 13. Vorzugsweise wird als Komponente (b) wenigstens ein Rheologieadditiv eingesetzt. Auch dieser Begriff ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus dem Römpp Lexikon,„Lacke und Druckfarben“, Thieme Verlag, 1998, Seite 497. Die Begriffe „Rheologieadditiv“, , /beologisches Additiv“ und „Rheologiehilfsmittel“ sind dabei austauschbar. Vorzugsweise ist das als Komponente (b) eingesetzte Additiv ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verlaufmitteln, oberflächenaktiven Agentien wie Tensiden, Netz- und Dispergiermitteln, sowie Verdickungsmitteln, Thixotropiermitteln, Weichmachern und Gleit- und Antiblocking-Additiven sowie Mischungen davon. Diese Begriffe sind dem Fachmann ebenfalls bekannt, z.B. aus dem Römpp Lexikon, „Lacke und Druckfarben“, Thieme Verlag, 1998. Als Verlaufmittel werden Komponenten bezeichnet, die durch Erniedrigung der Viskosität und/oder Oberflächenspannungen Beschichtungsmiteln zu eben verlaufenden Filmen verhelfen. Als Netz- und Dispergiermiteln werden Komponenten bezeichnet, die die Oberflächenspannung oder allgemein die Grenzflächenspannung herabsetzen. Als Gleit- und Antiblocking- Additive werden Komponenten bezeichnet, die das Verkleben (Blocken) reduzieren.
Beispiele für kommerziell erhältliche Additive sind die Produkte Efka® SL 3259, Byk® 377, Tego® Rad 2500, Tego® Rad 2800, Byk® 394, Byk-SILCLEAN 3710, Silixan® A250, Novec FG 4430 und Novec FC 4432.
Vorzugsweise wird als Additiv (b) wenigstens ein Poly(meth)acrylat und/oder wenigstens ein Siloxan wie wenigstens eine Oligosiloxan und/oder Polysiloxan und/oder wenigstens ein Fluor-haltiges Polymer wie ein Fluor-haltiger vorzugsweise aliphatischer Polyester eingesetzt. Besonders bevorzugt sind Siloxane als Komponente (b). Ganz besonders bevorzugt werden Si!ikon(meth)acrylate eingesetzt.
Zur Härtung mit Hilfe von (N)IR- und/oder UV-Licht enthält das Beschichtungsmitel (B1a) wenigstens einen Photoinitiator als Komponente (c). Dieser kann durch Licht der eingestrahlten Wellenlänge zu Radikalen zersetzt werden, die ihrerseits eine radikalische Polymerisation starten können. Bei Härtung mit Elektronenstrahlung ist die Anwesenheit solcher Photoinitiatoren dagegen nicht erforderlich. Vorzugsweise enthält das Beschichtungsmittei (B1a) wenigstens einen Photoinitiator als Komponente (c), der durch Licht der eingestrahlten Wellenlänge zu Radikalen zersetzt werden kann, die ihrerseits eine radikalische Polymerisation starten können.
Photoinitiatoren wie UV-Photoinitiatoren sind dem Fachmann bekannt. In Betracht kommen beispielsweise Phosphinoxide, Benzophenone, a-Hydroxy-alkyl-aryl-ketone, Thioxanthone, Anthrachinone, Ace-tophenone, Benzoine und Benzoinether, Ketale, Imidazole oder Phenylglyoxylsäuren und Gemische davon.
Phosphinoxide sind beispielsweise Mono- oder Bisacylphosphinoxide, beispielsweise
2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenyl-phosphinoxid, Ethyl-2,4,6-trimethy!benzoylphenyl- phosphinat oder Bis(2J6-dimethoxy-benzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid. Benzophenone sind beispielsweise Benzophenon, 4-Aminobenzophenon» 4,4'-Bis{di- methylaminojbenzophenon, 4-Phenylbenzophenon, 4-Chlorbenzophenon, Michlers Keton, o-Methoxybenzophenon, 2,4,6-T rimethylbenzophenon, 4-Methylbenzo- phenon, 2,4-Dimethylbenzophenon, 4-lsopropylbenzophenon, 2-Chlorbenzophenon, 2,2'-Dichlorbenzophenon, 4-Methoxybenzophenon, 4-Propoxybenzophenon oder 4- Butoxybenzophenon, a-Hydroxy-alkyl-aryl-ketone sind beispielsweise 1-Benzoyl- cyclohexan-1-ol (1 -Hydroxycyclohexylphenylketon), 2- Hyd roxy-2 ,2-d i methylaceto- phenon (2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenyl-propan-1 -on), 1 -Hydroxyaceto-phenon, 1-[4- (2-Hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-on oder Polymeres, das 2-Hydnoxy-2-methyl-1 -(4-isopropen-2-yl-phenyl)-propan-1 -on einpolymerisiert enthält. Xanthone und Thioxanthone sind beispielsweise 10-Thioxanthenon, Thio- xanthen-9-on, Xanthen-9-on, 2,4-Dimethylthioxanthon, 2,4-Diethylthioxanthon, 2,4- Diisopropyithioxanthon, 2,4-Dichlorthioxanthon oder Chlonoxanthenon, Anthrachinone sind beispielsweise ß-Methylanthrachinon, tert-Butylanthrachinon, Anthrachinoncarbonsäureester, Benz[de]-anthracen-7-oq , Benz[a]anthracen-7, 12- dion, 2-Methylanthrachinon, 2-Ethylanthrachinon, 2-tert-Butylanthrachinon, 1-Chlor- anthrachinon oder 2-Amylanthrachinon. Acetophenone sind beispielsweise Acetophenon, Acetonaphthochinon, Valerophenon, Hexanophenon, a- Phenylbutyrophenon, p-Morpholinopropiophenon, Dibenzosuberon, 4- Morpholinobenzophenon, p-Diacetylbenzol, 4 -Methoxyaceto-phenon, a-Tetralon, 9- Acetylphenanthren, 2-Acetylphenanthren, 3-Acetylphenan-thren, 3-Acetylindol, 9- Fluorenon, 1-lndanon, 1 ,3,4-T riacetylbenzol, 1 -Acetonaphthon, 2-Acetonaphthon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, 2,2-Di-ethoxy-2-phenylacetophenon, 1 ,1- Dichloracetophenon, 1 -Hydraxyacetophenon, 2,2-Diethoxyacetophenon, 2-Methyl-1- [4-{methyIthio)phenyI] -2-morpholinopropan-1 -on, 2,2-Dimethoxy-1 ,2-diphenylethan- 2-on oder 2-Benzyl-2-dimethylamino-1 -(4-morpho-linophenyl)-butan-1 -on. Benzoine und Benzoinether sind beispielsweise 4-Morpholino-deoxybenzoin, Benzoin, Benzoinisobutylether» Benzointetrahydropyranylether, Benzoinmethylether, Benzoinethylether, Benzoinbutylether, Benzoinisopropylether oder 7-H-Benzoin- methylether. Ketale sind beispielsweise Acetophenondimethylketal, 2,2- Diethoxyacetophenon, oder Benzilketale, wie Benzildimethylketal. Weiterhin verwendbare Photoinitiatoren sind beispielsweise Benzaldehyd, Methylethylketon, 1 - Naphthaldehyd, Triphenylphosphin, Tri-o-Tolylphosphin oder 2,3-Butandion. Typische Gemische umfassen beispielsweise 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenyl-propan- 2-oh und 1 -Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon, Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4- trimethylpentylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenyl-propan-1 -on, Benzophenon und 1 -Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon, Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)- 2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid und 1 -Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon, 2,4,6- Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenyl-propan- 1-on, 2,4,6-Trimethylbenzophenon und 4-Methylbenzophenon oder 2,4,6- T rimethylbenzophenon und 4-Methylbenzophenon und 2,4,6-
T rimethylbenzoyld i phenyl-phosphi noxid .
Bevorzugt unter diesen Photoinitiatoren sind 2,4,6-Trimethyl- benzoyldiphenylphosphinoxid, Ethyl-2,4,6-trimethylbenzoyl-phenylphosphinat,
Bis-(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphin-oxid, Benzophenon, 1-
Benzoylcyclohexan-1-ol, 2-Hydroxy-2,2-dimethylacetophenon und 2,2-Dimethoxy-2- phenylacetophenon. Vorzugsweise wird daher wenigstens ein solcher Photoinitiator als Komponente (c) eingesetzt. Komponente (c) ist verschieden von den Komponenten (a), (b) und (d). Kommerziell erhältliche Photoinitiatoren sind beispielsweise die Produkte Irgacure® 184, Irgacure® 500, Irgacure® TPO, Irgacure® TPO-L und Lucirin® TPO sowie Darocure® 1173 der BASF SE.
Wie vorstehend erwähnt ist der Einsatz der wenigstens einen Komponente (d) nur optional. Komponente (d) weist mindestens eine vorzugsweise endständige Kohlenstoffdoppelbindung auf. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine (Meth )acryl-G ruppe. Komponente (d) weist vorzugsweise ein oder zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen auf wie beispielsweise ein oder zwei oder drei oder auch mehr (Meth)acryl-Gruppen. Es können auch zwei oder mehr unterschiedliche Komponenten (d) eingesetzt werden.
Beispiele für Komponente (d) sind mono-, di-, und/oder tri-funktionelle (Meth)acrylsäureester wie Ethylenglykoldi(meth)acrylat, 1 ,2-Propandioldi(meth)- acrylat, 1 ,3-Propandioldi(meth)acrylat» 1 ,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1 ,3- Butandioldi(meth)acrylat, 1 , 5-Pe nta nd iold i( m eth Jacrylat, 1 ,6-Hexandioldi(meth)- acrylat, 1 ,8-Octandioldi(meth)acrylat, Neopentylglykoldi(meth)acrylat, 1 ,1-, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanoldi(meth)acrylat, 1 ,2-, 1 ,3- oder
1 ,4-Cyclohexandioldi(meth)acrylat,Tricyclodecandimethanoldi(meth)acrylat, Tri- methylolpropantri{meth)acrylat, Ditrimethylolpropanpenta- oder -hexa(meth)acrylat, Pentaerythrittri- oder -tetra(meth)acrylat, Glycerindi- oder -tri(meth)acrylat, sowie Di- und Poly(meth)acrylate von Zuckeralkoholen, wie beispielsweise von Sorbit, Mannit, Diglycerol, Threit, Erythrit, Adonit (Ribit), Arabit (Lyxit), Xylit, Dulcit (Galactit), Maltit oder Isomalt, 2-Phenoxyethyl{meth)acrylat, Ethyldiglykol(meth)acrylat, 4-tert.-Butylcyclo-hexyl(meth)acrylat, Trimethylolpropanformalmono(meth)acrylat, lsobomyl(meth)acrylat, Tetrahydro-furfury(meth)acrylat, 2-(2-
Ethoxyethoxy)ethyl(meth)acrylat, sowie Lauryl-, Stearyl-, Isodecyl-, Octyl- und Decyl(meth)acrylat, Ester von a,b-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, bevorzugt von (Meth)acrylsäure mit Alkoholen, die 1 bis 20 C-Atome aufweisen, bevorzugt gegebenenfalls hydroxysubstituierte 1 bis 20 C-Atome aufweisende Alkanole, z.B. (Meth)acrylsäuremethylester, (Meth)acrylsäureethylester, (Meth)- acrylsäure-n-butylester, (Meth)acrylsäure-2-ethylhexylester, 2-Hydroxyethyl(meth)- acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat oder 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat.
Ganz besonders bevorzugte Komponenten (d) sind 1 ,4-Butandioldi(meth)acrylat und 1 ,6-Hexandioldi(meth)acrylat sowie Tricyclodecandimethanoldi(meth)acrylat.
Als Komponente (d) kann zusätzlich oder alternativ zudem wenigstens ein Polyester-, Polyether-, Carbonat-, Epoxid-, Poly{meth)acry!at- und/oder Urethan- (Meth)acrylat, und/oder ungesättigtes Polyesterharz eingesetzt werden. Urethan(meth)acrylate sind z.B. erhältlich durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Hydroxya!ky!(meth)acrylaten und gegebenenfalls Ketenverlängerungsmitteln wie Diolen, Polyolen, Diaminen, Polyaminen oder Dithiolen oder Polythiolen. In Wasser ohne Zusatz von Emulgatoren dispergierbare Urethan-(meth)acry!ate enthalten zusätzlich noch ionische und/oder nichtionische hydrophile Gruppen, welche z.B. durch Aufbaukomponenten wie Hydroxycarbonsäuren ins Urethan eingebracht werden. Derartige Urethan(meth)acrylate enthalten als Aufbaukomponenten im Wesentlichen:
(a) mindestens ein organisches aliphatisches, aromatisches oder cycloaliphatisches Di- oder Polyisocyanat, beispielsweise mindestens eines der oben bei der Zweikomponenten Beschichtungsmassen beschriebenen Polyisocyanaten,
(b) mindestens eine Verbindung mit mindestens einer gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppe, bevorzugt einem der oben bei den Polyacrylatpolyoien beschriebenen hydroxygruppentragenden Monomere, und mindestens einer radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppe und
(c) gegebenenfalls mindestens eine Verbindung mit mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen, beispielsweise einem der oben bei den Polyesteroien beschriebenen mehrwertigen Alkoholen.
Die Urethan{meth)acrylate haben vorzugsweise ein zahlenmittleres Molgewicht Mn von 200 bis 20.000, insbesondere von 500 bis 10.000 besondere bevorzugt 600 bis 3.000 g/mol (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie mit Tetrahydrofuran und Polystyrol als Standard). Die Urethan(meth)acrylate haben vorzugsweise einen Gehalt von 1 bis 5, besonders bevorzugt von 2 bis 4 Mol (Meth)acrylgruppen pro 1.000 g Urethan(meth)acrylat.
Epoxid(meth)acryIate sind erhältlich durch Umsetzung von Epoxiden mit (Meth)acrylsäure. Als Epoxide in Betracht kommen z.B. epoxidierte Olefine, aromatische Glycidylether oder aliphatische Glycidylether, bevorzugt solche von aromatischen oder aliphatischen Glycidylethem. Epoxidierte Olefine können beispielsweise sein Ethylenoxid, Propylenoxid, iso-Butylenoxid, 1 -Birtenoxid, 2-Butenoxid, Vinyloxiran, Styroloxid oder Epichlor-hydrin, bevorzugt sind Ethylenoxid, Propylenoxid, iso-Butylenoxid, Vinyloxiran, Styroloxid oder Epichlorhydrin, besonders bevorzugt Ethylenoxid, Propylenoxid oder Epichlorhydrin und ganz besondere bevorzugt Ethylenoxid und Epichlorhydrin. Aromatische Glycidylether sind z.B. Bisphenol-A-diglycidylether, Bisphenol-F-di-giycidylether, Bisphenol-B- diglycidylether, Bisphenol-S-diglycidylether, Hyd roch i non-d iglycidylether,
Alkylierungsprodukte von Phenol/Dicyclopentadien, z.B. 2,5-bis[(2,3- Epoxypropoxy)phenyl]octahydno-4,7-methano-5H-inden), Tris[4-(2,3- epoxypropoxy)phenyl]methan Isomere), Phenol basierte Epoxy Novolake und Kresol basierte Epoxy Novolake. Aliphatische Glycidylether sind beispielsweise 1 ,4- B uta nd iol-d ig lycid ethe r, 1 ,6-Hexandioidigiycidylether, Trimethylolpropan- triglycidylether, Pentaerythrittetra-glycidylether, 1 ,1 ,2,2-tetrakis[4-(2,3- epoxypropoxy)pheny!]ethan, Diglycidylether von Polypropylenglykol (a w-bis(2,3-epoxypropoxy)poiy-(oxypropylen) (und von hydriertem Bisphenol A (2,2- bis[4-(2,3-epoxypropoxy)cyciohexyi]propan). Die Epoxid(meth)acrylate haben vorzugsweise ein zahlenmittleres Molgewicht Mn von 200 bis 20.000, besonders bevorzugt von 200 bis 10.000 g/mol und ganz besonders bevorzugt von 250 bis 3.000 g/mol; der Gehalt an (Meth)acrylgruppen beträgt vorzugsweise 1 bis 5, besonders bevorzugt 2 bis 4 pro 1.000 g Epoxid-{meth)acryiat (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie mit Polystyrol als Standard und Tetrahydrofuran als Elutionsmittel).
(Meth)acrylierte Poyl(meth)acrylate sind die entsprechenden Ester von ct,ß- ethyienisch ungesättigten Carbonsäuren, bevorzugt von (Meth)acrylsäure, besonders bevorzugt von Acrylsäure mit Polyacrylatpolyolen, erhältlich durch Veresterung von Poly(meth)acrylatpolyolen mit (Meth)acrylsäure. Bei den Polyacrylatpolyolen kann es sich beispielsweise um solche handeln, wie sie oben bei den Zweikomponenten Beschichtungsmassen beschrieben worden sind.
Carbonat(meth)aery!ate sind mit verschiedenen Funktionalitäten erhältlich. Das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn der Carbonat(meth)acrylate ist vorzugsweise kleiner 3.000 g/mol, besonders bevorzugt kleiner 1.500 g/mol, besonders bevorzugt kleiner 800 g/mol (bestimmt durch Gelpermeations-chromatographie mit Polystyrol als Standard, Lösemittel T etrahydrofuran). Die Carbonat(meth)acrylate sind in einfacher Weise erhältlich durch Umesterung von Kohlensäureestem mit mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen Alkoholen (Diolen, z.B. Hexandiol) und anschließende Veresterung der freien OH-Gruppen mit (Meth)acrylsäure oder auch Umesterung mit ( eth )acry Isä u reestern , wie es z.B. in EP 0 092 269 A1 beschrieben ist. Erhältlich sind sie auch durch Umsetzung von Phosgen, Hamstoffderivaten mit mehrwertigen, z.B. zweiwertigen Alkoholen. Denkbar sind auch (Meth)acrylate von Polycarbonatpolyolen, wie das Reaktions-produkt aus einem der genannten Di- oder Polyole und einem Kohlensäureester sowie einem hydroxylgruppenhaltigen (Meth)acrylat. Geeignete Kohlensäureester sind z.B. Ethylen-, 1 ,2- oder 1 ,3- Propylencarbonat, Kohlensäuredimethyl-, -diethyl- oder -dibutylester. Geeignete hydroxygruppenhaltige (Meth)acrylate sind beispielsweise 2- Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2- oder 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 1 ,4-ButandioI- mono(meth)acrylat, Neopentylglykolmono(meth)acrylat, Glycerinmono- und di{meth)acrylat, T rimethylolprapanmono- und di(meth)acrylat sowie Pentaerythrit- mono-, -di- und -tri(meth)acrylat. Vorzugsweise handelt es sich bet den Garbonat(meth)acrylaten um aliphatische Carbonat(meth)acrylate.
Ungesätigte Polyesterharze sind vorzugsweise aufgebaut aus den Komponenten:
(a1 ) Maleinsäure oder deren Derivate,
(a2) mindestens eine cyclische Dicarbonsäure oder deren Derivate,
(a3) mindestens ein aliphatisches oder cycloaliphatisches Diol.
Unter Derivaten werden im Rahmen dabei bevorzugt verstanden
- die betreffenden Anhydride in monomerer oder auch polymerer Form,
- Mono- oder Dialkylester, bevorzugt Mono- oder Di-GrC^alkylester, besonders bevorzugt Mono- oder Dimethylester oder die entsprechenden Mono- oder Diethylester,
- ferner Mono- und Divinylester sowie
- gemischte Ester, bevorzugt gemischte Ester mit unterschiedlichen Ci.C^Alkyl- komponenten, besonders bevorzugt gemischte Methylethylester.
Enthält (B1a) eine Komponente (d), so ist diese vorzugsweise wenigstens ein Urethan(meth)acrylat.
Das Beschichtungsmittel (B1a) kann wenigstens eine weitere von den Komponenten (a) bis (d) verschiedene Komponente (e) enthalten wie beispielsweise Füllstoffe, Pigmente, thermisch aktivierbare Initiatoren wie z.B. Kaliumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-tert.-Butylperoxid, Azobis-iso-butyronrtril, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid , Diiso-propylpercarbonat, tert-Butylperoktoat oder Benzpinakol, Cumolhydroperoxid, Dicumylperoxid, tert.-Butyl perbenzoat, silylierte Pinakole, hydroxylgruppenhaltige Amin-N-Oxide, wie 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-N- oxyl und 4-Hydroxy-2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-N-oxyl, und organische Lösemittel sowie Stabilisatoren. Vorzugsweise sind in (B1 a) jedoch keine organischen Lösemittel enthalten. Komponente (e) kann in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in einem Bereich von 0 bis 12 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0 bis 10 Gew.-% in (B1a) enthalten sein, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmittels (B1a).
Vorzugsweise ist der Festkörpergehalt des Beschichtungsmrttels (Bia) >80 Gew.-%, besonders bevorzugt ä90 Gew.-%» ganz besonders bevorzugt >95 Gew.-%, insbesondere ^98 oder 2:99 Gew.-%, am meisten bevorzugt 100 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmrttels (B1a). Der Festkörpergehalt wird dabei mittels der nachstehend beschriebenen Methode ermittelt.
Vorzugsweise enthält das Beschichtungsmittel (B1 a) keine Thiole, insbesondere kein
Trimethylolpropantris(3-mercaptopropionat).
Vorzugsweise beträgt der Doppelbindungsumsatz der aus (B1a) erhaltenen zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) wenigstens 70%, besonders bevorzugt wenigstens 75%, noch bevorzugter wenigstens 80%, ganz besonders bevorzugt wenigstens 85%, insbesondere wenigstens 90%.
Beschichtungsmitel (B2a)
Jede Art von Beschichtungsmittel kann als Beschichtungsmittel (B2a) in Schritt (1 ) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Bei dem Besch ichtungsm ittel (B2a) kann es sich um ein physikalisch trocknendes, thermisch härtbares, chemisch härtbares und/oder strahlenhärtbares Beschichtungsmittel (B2a) handeln. Vorzugsweise ist das Beschichtungsmittel (B2a) ein chemisch härtbares, ein thermisch härtbares und/oder strahlenhärtbares Beschichtungsmittel, besonders bevorzugt ein strahlenhärtbares Beschichtungsmittel. Demzufolge erfolgt die zumindest teilweise Aushärtung gemäß Schritt (3) vorzugsweise mittels Strahlenhärtung. Das Beschichtungsmittel (B2a) kann identisch zum Beschichtungsmitel (B1 a) sein. Vorzugsweise ist (B2a) jedoch verschieden von (B1a). (B2a) ist vorzugsweise aus den gleichen, aber nicht denselben, Komponenten (a) bis (e) aufgebaut, die auch zur Herstellung von (B1a) eingesetzt werden, wobei die Mengenvorgaben betreffend (B 1a) jedoch nicht für (B2a) zutreffen müssen.
Unter einer physikalischen Trocknung wird dabei vorzugsweise das einfache Abdunsten von Lösungsmittel(n) unter Ausbildung der Beschichtung (B2) verstanden. Eine thermische Härtung sieht dabei vorzugsweise einen Härtungsmechanismus vor, der auf eine Temperatur oberhalb von Raumtemperatur (>23°C) zurückzuführen ist. Dies kann beispielsweise die Bildung von Radikalen oder Ionen, bevorzugt Radikalen aus einem Initiator sein, der bei den erhöhten Temperaturen zerfällt und so eine radikalische bzw. ionische Polymerisation startet. Beispiele für solche thermisch aktivierbare Initiatoren sind solche, die eine Halbwertszeit bei 80°C von weniger als 100 Stunden aufweisen. Unter einer chemischen Härtung wird vorzugsweise die Reaktion wenigstens zweier unterschiedlicher und zueinander komplementärer reaktiver funktioneller Gruppen verstanden, beispielsweise im Sinne einer Polykondensation wie einer Reaktion einer -OH-Gruppe mit einer -COOH-Gruppe, oder im Sinne einer Polyaddition (Reaktion einer NCO-Gruppe mit einer -OH- oder Amino-Gruppe).
Ist das Beschichtungsmitel (B2a) ein physikalisch trocknendes, thermisch härtbares und/oder chemisch härtbares Beschichtungsmittels, so wind zu seiner Herstellung wenigstens ein übliches und dem Fachmann bekanntes Polymer als Bindemittel eingesetzt. Dieses weist dann vorzugsweise vemetzbare funktionelle Gruppen auf. Jede übliche dem Fachmann bekannte vemetzbare funktionelle Gruppe kommt dabei in Betracht. Insbesondere sind die vemetzbaren funktionellen Gruppen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyl-Gruppen, Amino-Gruppen, Carbonsäure-Gruppen, Isocyanaten, Polyisocyanaten und Epoxiden. Die Polymere sind vorzugsweise exotherm oder endotherm vernetzbar bzw. härtbar, vorzugsweise in einem T emperaturbereich von -20°C bis zu 250°C, oder von 18X bis 200°C, vernetzbar bzw. härtbar. Als Polymere eignet sich insbesondere wenigstens ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyurethanen, Polyethern, Polyestern, Polyamiden, Polyhamstoffen, Polyvinylchloriden, Polystyrolen, Polycarbonaten, Poly(meth)acrylaten, Epoxidharzen, Phenol-Formaldehydharzen, Melamin-Formaldehydharzen . Die Polymere können dabei insbesondere OH- funktionell sein. In diesem Fall können sie unter den allgemeinen Begriff „Polyole“ subsumiert werden. Bei solchen Polyolen kann es sich beispielsweise um
Polyacrylatpolyole, Polyester-polyole, Polyetherpolyole, Polyurethanpolyole, Polyhamstoffpolyole» Polyesterpolyacrylatpolyole, Polyesterpolyurethanpolyole,
Polyurethanpolyacrylatpolyole, polyurethanmodifizierte Alkydharze, Fettsäure modifizierte Polyesterpolyurethanpolyole sowie Mischungen der genannten Polyole handeln. Bevorzugt sind Polyacrylatpolyole, Polyesterpolyole und Polyetherpolyole.
Es kann dabei wenigstens ein Polymer eingesetzt werden, welches unter Beteiligung von Isocyanat und/oder oligomerisierfen Isocyanat-Gruppen ausgehärtet wird, ganz besondere bevorzugt wenigstens ein entsprechendes Polyurethan und/oder wenigstens ein entsprechender Polyharnstoff (z.B. sogenannte „Polyaspartic- Bindemittel“). Bei Polyaspartic-Bindemitteln handelt es sich um Komponenten, die aus Reaktion von aminofunktionellen Verbindungen, insbesondere sekundären Aminen, mit Isocyanaten umgesetzt wenden. Wind wenigstens ein Polyunethan eingesetzt, so eignen sich insbesondere Polyurethan-basierte Harze, die durch eine Polyadditionsreaktion zwischen hydroxylgruppenhaltigen Komponenten wie Polyolen und wenigstens einem Polyisocyanat (aromatische und aliphatische Isocyanate, Di-, Tri- und/oder Polyisocyanate) herstellbar sind. Dabei ist üblicherweise ein stöchiometrischer Umsatz der OH-Gruppen der Polyole mit den NCO-Gruppen der Polyisocyanate erforderlich. Jedoch kann das einzusetzende stöchiometrische Verhältnis auch variiert werden, da das Polyisocyanat in solchen Mengen zu der Polyol-Komponente gegeben werden kann, dass es zu einer„Übervernetzung“ oder zu einer „Untervemetzung“ kommen kann. Werden Epoxidharze, d.h. Epoxid- basierte Harze eingesetzt, so eignen sich vorzugsweise solche Epoxid-basierten Harze, die aus Glycidylethem hergestellt werden, welche endständige Epoxidgruppen und innerhalb des Moleküls Hydroxylgruppen als funktionelle Gruppen aufweisen. Vorzugsweise sind diese Umsetzungsprodukte von Bisphenol A und Epichlorhydrin bzw. Bisphenol F mit Epichlorhydrin und Mischungen davon, welche auch in Gegenwart von Reaktivverdünnern) eingesetzt werden. Die Härtung bzw. Vernetzung derartiger Epoxid-basierter Harze erfolgt üblicherweise durch eine Polymerisation der Epoxidgruppen des Epoxidringes, durch eine Polyadditionsreaktion in Form einer Anlagerung anderer reaktiver Verbindungen als Härter in stöchiometrischen Mengen an die Epoxidgruppen, wobei dementsprechend pro Epoxidgruppe die Gegenwart eines aktiven Wasserstoffäquivalents erforderlich ist (d.h. pro Epoxid-Äquivalent zur Aushärtung ein H-aktives-Äquivalent benötigt wird), oder durch eine Polykondensation über die Epoxid- und die Hydroxylgruppen. Geeignete Härter sind beispielsweise Polyamine, insbesondere (hetero)aliphatische, (hetero)aromatische und (hetero) cycloaliphatische Polyamine, Polyamidoamine, Polyaminoamide sowie Polycarbonsäuren und ihre Anhydride.
Der Begriff der„Strahlenhärtung“ ist bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem Beschichtungsmittel (B1 a) beschrieben worden. Das Beschichtungsmittel (B2a) kann durch Einsatz einer Strahlenquelle gehärtet werden, vorzugsweise durch Einsatz von UV-Strahlung. Somit ist (B2a) vorzugsweise ein UV-Strahlen-härtendes Beschichtungsmittel. Vorzugsweise weist (B2a) daher ungesättigte Kohlenstoff-Doppelbindungen auf, besonders bevorzugt ( Meth)acryl-Gru ppen . Zu diesem Zweck kann das Beschichtungsmittel (B2) jede der vorstehend im Zusammenhang mit (B1 a) genannten und unter die Komponenten (a) und (d) von (B1a) subsumierbaren Komponenten enthalten, wie insbesondere Polyester-, Polyether-, Carbonat-, Epoxid-, Poly(meth)acrylat- und/oder U retha n-( Meth )acry late und/oder wenigstens ein ungesättigtes Polyesterharz und/oder mono-, di-, und/oder tri-funktionelle (Meth)acrylsäureester.
Bei Härtung mit Hilfe von (N)IR- und/oder UV-Licht enthält das Beschichtungsmittel (B2a) vorzugsweise wenigstens einen Photoinitiator, der durch Licht der eingestrahlten Wellenlänge zu Radikalen zersetzt werden kann, die ihrerseits eine radikalische Polymerisation starten können. Bei Härtung mit Elektronenstrahlung ist die Anwesenheit solcher Photoinitiatoren dagegen nicht erforderlich. Als Photoinitiatoren können die gleichen Komponenten in den gleichen Mengen eingesetzt werden, die vorstehend im Zusammenhang mit Komponente (c) des Beschichtungsmittels (B1 a) genannt worden sind.
Das Beschichtungsmitel (B2a) kann zudem wenigstens ein weiteres Additiv enthalten. Dabei können die gleichen Komponenten in den gleichen Mengen eingesetzt werden, die vorstehend im Zusammenhang mit den Komponenten (b) und (e) des Beschichtungsmitels (B1 a) genannt worden sind.
Besonders bevorzugt wird als Beschichtungsmitel (B2a) ein Beschichtungsmitel eingesetzt, welches (Meth)acryl-Gruppen aulweist. Vorzugsweise enthält dieses Beschichtungsmittel (B2a) wenigstens ein Urethan(meth)acrylat. Vorzugsweise enthält es zudem wenigstens einen Photoinitiator.
Erfindungsgemäßer Verbund (B2B1F1)
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist zudem ein Verbund (B2B1 F1) aus einem Substrat (F1 ), einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) und einer auf (B1) applizierten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B2), wobei die Beschichtung (B1 ) herstellbar ist durch zumindest teilweises Aushärten eines auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche des Substrats (F1 ) applizierten und zumindest teilweise geprägten Beschichtungsmittels (B1a) durch Strahlenhärtung, wobei das Beschichtungsmittel (B1a) ein strahlenhärtbares Beschichtungsmittel ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Besch ichtungsmittel (B1 a) wenigstens eine Komponente (a) in einer Menge in einem Bereich von 40 bis 95 Gew.-%,
wenigstens ein Additiv als Komponente (b) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%,
wenigstens einen Photoinitiator als Komponente (c) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 15 Gew,-%, und
wenigstens eine mindestens eine Kohlenstoffdoppelbindung aufweisende Komponente (d) in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 45 Gew.-% enthält, wobei (i) die Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils voneinander verschieden sind, (ii) sich die angegebenen Mengen der Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils auf das Gesamtgewicht des
Beschichtungsmittels (B1 a) beziehen und (iii) sich die Mengen aller im Beschichtungsmittel (B1a) enthaltenen Komponenten auf 100 Gew.-% addieren, und wobei Komponente (a) wenigstens drei jeweils voneinander verschiedene oder zumindest teilweise identische Struktureinheiten der Formel (I) aufweist
Figure imgf000051_0001
(!).
in denen
die Reste R1 jeweils unabhängig voneinander für eine C2-C8- Alkylengruppe stehen,
die Reste R2 jeweils unabhängig voneinander für H oder Methyl stehen und
die Parameter m jeweils unabhängig voneinander für einen ganzzahligen Parameter in einem Bereich von 1 bis 15 stehen, jedoch mit der Maßgabe, dass in wenigstens einer der Struktureinheiten der Formel (I) innerhalb der Komponente (a) der Parameter m mindestens 2 beträgt.
Alle im Zusammenhang mit dem erfind ungsgemäßen Verfahren hierin zuvor beschriebene bevorzugte Ausführungsformen, insbesondere im Zusammenhang mit den darin verwendeten Beschichtungsmiteln (Bia) und (B2a), dem Substrat (F1) sowie der Beschichtungen (B1 ) und (B2), sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verbunds (B2B1 F1).
Vorzugsweise ist der Verbund (B1F1 ) dieses Verbunds (B2B1F1) mitels Durchführung der vorstehend beschriebenen Verfahrensschrite (4) bis (7) erhältlich.
Vorzugsweise ist der Verbund (B2B1 F1 ) mitels Durchführung der vorstehend beschriebenen Verfahrensschrite (1) und (2) erhältlich. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Substrat (F1 ) um eine Folienbahn, besonders bevorzugt um eine Endlos-Folienbahn.
Verwendungen
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verbunds (B2B1 F1 ) zur Herstellung einer auf einer ihrer Oberflächen zumindest teilweise geprägten Beschichtung (B2) in Form eines freien Films oder zur Herstellung eines Verbunds (B2KF2) aus einem Substrat (F2), wenigstens eines Klebstoffs (K) und der Beschichtung (B2). Der Verbund (B2KF2) wird dabei vorzugsweise mittels Durchlaufen der Verfahrensstufen (3a), (3b) und (3c) erhalten, nämlich durch
(3a) Applizieren eines Klebstoffs (K) auf wenigstens einen Teil der Oberfläche des Verbunds (B2B1 F1 ) auf seiner die Beschichtung (B2) aufweisenden Seite unter Erhalt eines Verbunds (KB2B1 F1 )
(3b) Aufbringen eines Substrats (F2) auf den nach Stufe (3a) erhaltenen Verbund (KB2B1 F1 ) auf wenigstens einen Teil seiner den Klebstoff (K) aufweisenden Oberfläche oder umgekehrt unter Erhalt eines Verbunds
(F2KB2B1 F1 ) und
(3c) Abziehen des Verbunds (B1 F1 ) von dem Verbund (F2KB2B1 F1 ) unter Erhalt eines Verbunds (F2KB2), wobei die Beschichtung (B2) dieses Verbunds auf ihrer Oberfläche zumindest teilweise das Spiegelbild der zumindest teilweise geprägten Oberfläche der Beschichtung (B1 ) des Verbunds (B1 F1 ) aufweist.
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Verbund (F1 B1 ) und (B2B1 F1 ) hierin zuvor beschriebene bevorzugte Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich der vorgenannten Verwendungen.
Vorzugsweise ist das Beschichtungsmittel (B2a) dabei ein strahlenhärtbares Beschichtungsmittel. Bestimmungsmethoden
1. Bestimmung des nicht-flüchtigen Anteils
Die Bestimmung des nicht-flüchtigen Anteils (des Festkörpere bzw. Festkörperanteil bzw. Festkörpergehalts) erfolgt gemäß DIN EN ISO 3251 (Datum: Juni 2008), Dabei werden 1 g Probe in eine vorher getrocknete Aluminiumschale eingewogen und 60 Minuten bei 125 °C im Trockenschrank getrocknet, im Exsikkator abgekühlt, und dann zurückgewogen. Der Rückstand bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Probe entspricht dem nicht-flüchtigen Anteil.
2- Bestimmung der Abforroaenauiakeit
Die Bestimmung der Abformgenauigkeit erfolgt mittels eines handelsüblichen Rasterkraftmikroskops (AFM) unter Verwendung eines handelsüblichen Cantilevers.
Mitels AFM kann so zum Beispiel die Oberflächentopographie von einer bestimmten
Gitterstruktur wie die des Prägewerkzeugs P1 mit einer Tiefe von beispielsweise 140 nm und einer Periode von beispielsweise 430 nm mit der Oberflächentopographie einer Masterfolie (B1 F1 ) nach Prägung verglichen werden. Das Prägewerkzeug wird in diesem Fall absichtlich an einer bestimmten Stelle beschädigt, um so einen Bezugspunkt zu definieren. Durch diesen Bezugspunkt können die jeweils gleichen Bereiche der Referenz und der Replikation untersucht und miteinander verglichen werden. Die Abformgenauigkeit definiert dabei, wie genau eine bestimmte Referenzstruktur transferiert werden kann, wie zum Beispiel vom Prägewerkzeug P1 auf eine Masterfolie (B1 F1). Wenn beispielsweise der untersuchte Bereich des Prägewerkzeugs P1 eine Gitterstruktur mit einer Tiefe von 140 nm aufweist, wird diese Referenztiefe dann verglichen mit der entsprechenden Höhe der Struktur, die an der Masterfolie (B1 F1) bestimmt wird. Die prozentuale Änderung, die dabei der Abformgenauigkeit entspricht, wird dabei definiert als:
Figure imgf000053_0001
Ah entspricht hier der prozentualen Änderung, hm der Höhe der Struktur des untersuchten Bereichs der Masterfolie und hr der entsprechenden Tiefe der Struktur des untersuchten Bereichs des Prägewerkzeugs. Diese prozentuale Änderung, also die Abformgenauigkeit, wird auch als .Schrumpf bezeichnet. Je geringer die Werte für Ah sind, desto besser ist die Abformgenauigkeit. 3. Bestimmung der Auslaufzeit
Die Bestimmung der Auslaufzeit erfolgt gemäß DIN EN ISO 2431 (Datum: März 2012). Dabei wird die Auslaufzeit mittels eines 4-mm-Auslaufbechers {Nr. 4) bei Raumtemperatur (20°C) bestimmt.
4. Bestimmung des Doppelbindunasumsatzes
Der Doppelbindungsumsatz (DB-Umsatz) wird nach Aushärtung der untersuchten Probe mitels ATR-I R-Spektroskopie bestimmt. Bei der Methode der ATR-IR- Spektroskopie wird an der Kontaktstelle eines runden Reflexionskristalls mit dem Substrat ein IR-Spektrum aufgenommen. Die Kontaktstelle hat einem Durchmesser von ca. 200 pm und als Reflexionskristall wird ein Germaniumkristall eingesetzt.
Als Ausgangsmaterial zur Berechnung des Doppelbindungsumsatzes werden die entsprechenden Nassmuster der Probe verwendet. Berechnet wird der DB-Umsatz über die Intensitätsabnahme der Bande bei 810 cm'1. Als Normierungsbande wird eine Esterbande bei 1730 cm 1 zugrunde gelegt. Der prozentuale Doppelbindungsumsatz wird berechnet mit folgender Formel:
DB - Umsatzes 100 * (1 -
Figure imgf000054_0001
Dabei ist Igiocm-i die normierte Intensität bei 810cm'1 der ausgehärteten Schicht und lRef-aiocm-i die normierte Intensität bei 810 cm'1 ist von dem entsprechenden Nassmuster. Ein Doppelbildungsumsatz >90% wird als ausreichend eingestuft.
5. Bestimmung der Haftung
Die Bestimmung der Haftung erfolgt gemäß DIN EN ISO 2409 (Datum: Juni 2013) mittels der Gitterschnittprüfung. Dabei wird in einer Doppelbestimmung die Haftung der zu untersuchenden Lackschicht zum Substrat geprüft. Es wird ein Gitterschnittprüfer der Firma Byk Gardner mit 2 mm Schnittabstand manuell eingesetzt. Anschließend wird auf die geschädigte Fläche Tesa-Band Nr. 4651 aufgedrückt und abgezogen zur Entfernung des enthafteten Bereiche. Die Beurteilung erfolgt anhand von Kennwerten im Bereich von 0 (geringe Enthaftung) bis 5 (sehr hohe Enthaftung). Ein durchschnittlicher Wert von mindestens 3,5 wird als ausreichend eingestuft. 6. Bestimmung des Erfolgs der Replikation
Die Bestimmung der Erfolg der Replikation erfolgt visuell, wobei der prozentuale Anteil der erfolgreich replizierten Fläche bestimmt wird. Der Bereich liegt dabei zwischen 0% bis 100% erfolgreich replizierter Flache. Falls nicht 100% der Fläche repliziert ist, bedeutet dies, dass ein entsprechender Anteil der Fläche nicht von der Prägematrize entfernt werden konnten, d.h. dass die Beschichtung B1 in Form von B1 F1 teilweise auf dem Prägewerkzeug P1 , oder dass die Beschichtung B2 teilweise auf der Masterfo!ie B1 F1 haften geblieben ist.
Beispiele und Vergleichsbeispiele
Die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, sind jedoch nicht einschränkend auszulegen.
Sofern nicht anders angeführt, handelt es sich bei den Angaben in Teilen um Gewichtsteile und bei Angaben in Prozenten jeweils um Gewichtsprozente.
1. Eingesetzte Rohstoffe und Materialien
Hostaphan® GN - kommerziell erhältliche PET-Folie mit einer Schichtdicke von 125 pm.
Laromer® UA 9033 (L UA 9033) - aliphatisches Urethanacrylat der Firma BASF SE, ersetzbar als Komponente (d)
Hexandiofdiacrylat (HDDA) - ersetzbar als Komponente (d)
Sartomer® 395 {SR 395) - Isodecylacrylat der Firma Sartomer, ersetzbar als
Komponente (d) Sartomer® 502 (SR 502) - 9-fach ethoxyliertes TMPTA (T rimethylpropantriacrylat) der Firma Sartomer, ersetzbar als Komponente (a)
Sartomer® 499 (SR 499) - 6-fach ethoxyliertes TMPTA (Trimethylpropantriacrylat) der Firma Sartomer, einsetzbar als Komponente (a)
Sartomer® 454 (SR 454) - 3-fach ethoxyliertes TMPTA (T rimethylpropantriacrylat) der Firma Sartomer, einsetzbar als Vergleichskomponente (a)
TMPTA (T rimethylpropantriacrylat) - einsetzbar als Vergleichskomponente (a)
GPTA (Glyceryl propoxytriacryiat) - 3-fach propoxyliertes Glyceryltriacrylat, einsetzbar als Vergleichskomponente (a) Irgacure® 184 (1-184) - kommerziell erhältlicher Photoinitiator der Firma BASF SE, einsetzbar als Komponente (c)
Irgacure® TPO-L (l-TPO-L) - kommerziell erhältlicher Photoinitiator der Firma BASF SE, einsetzbar als Komponente (c) Tego® Rad 2500 (TR 2500) - Gleit- und Antiblocking-Additiv der Firma Evonik (Silikonacrylat), einsetzbar als Komponente (b)
Byk-SILCLEAN 3710 (BS 3710) - Oberflächenadditiv der Firma BYK Chemie GmbH (Polyether modifiziertes Acryl-funktionelles Polydimethylsiloxan), einsetzbar als Komponente (b)
2. Beispiele
2.1 Herstellung von Beschichtungsmiteln (B1a) und entsprechenden Vergleichs- beschichtungsmittein
Es wurden die Beschichtungsmittel gemäß der nachstehenden Tabellen 1 a und 1 b hergestellt. Beschichtungsmittel E1a bis E3a sowie E4a bis E6a sind erfindungsgemäß. Beschichtungsmittel V1a bis V5a sind Vergleichsbeschichtungsmittel. Die ermittelten Auslaufzeiten bei Raumtemperatur (20°C) liegen im Fall der Herstellung von E1 a bis E3a und V1 a bis V5a im Bereich von 26 bis 172 s.
Tabelle 1a:
o n
H
h bo3 o
Figure imgf000058_0001
Tabelle 1b: o
O
Ui
Figure imgf000059_0001
n
H
h3
N O>
O
- >
2.2 Herstellung von Masterfilmen (B1F1) unter Einsatz von E1a bis E3a und V1a bis V5a sowie von E4a bis E6a
Mehrere unterschiedliche Masterfolien werden unter Einsatz einer Rolle-zu-Platte Prägevorrichtung mit einem Prägewerkzeug P1 aus Nickel, welches die gewünschte Positivstruktur trägt, hergestellt. Dazu wird jeweils eines der vorstehend beschriebenen Beschichtungsmittel E1a bis E3a und V1a bis V5a sowie E4a bis E6a auf P1 appliziert und darüber eine PET-Folie (F1 ) aufgebracht (Hostaphan® GN). Der so erhaltene Stack aus Folie und jeweiligem Beschichtungsmittel läuft dann unter einer Anpresswalze hindurch und noch während die Prägevorrichtung in Kontakt mit dem Beschichtungsmittel des jeweiligen Stacks ist, erfolgt die zumindest teilweise Aushärtung der Beschichtungsmittel durch eine UV-LED Lampe. Dabei wird eine 365 nm, 6W UV-LED Lampe von Easytec {100% Lampenleistung, 2 m/min, 2 Durchläufe) eingesetzt. Anschließend wird die zumindest teilweise ausgehärtete Beschichtung samt Folie mit der im Vergleich zu P1 Negativstruktur von der Prägevorrichtung getrennt und die strukturierte Folie (Masterfilm) erhalten. Die Masterfilme werden im Anschluss nachbelichtet mit einem UVA-Strahler (Panacol- Elosal UV F-9Q0).
Ferner werden Masterfolien unter Einsatz einer Roile-zu-Rolle Prägevorrichtung mit einem Prägewerkzeug P1 aus Nickel, welches die gewünschte Positivstruktur trägt, hergestellt. Dazu wird das vorstehend beschriebene Beschichtungsmitel E1a jeweils auf eine PET-Folie (F1) aufgebracht (Hostaphan® GN) und mit Hilfe einer Anpresswalze über das Prägewerkzeug P1 geführt. Noch während die Prägevorrichtung in Kontakt mit dem Beschichtungsmittel ist, erfolgt die zumindest teilweise Aushärtung des Beschichtungsmitels durch eine UV-LED Lampe. Dabei wird eine 385 nm, 6W UV-LED Lampe von Easytec (100% Lampenleistung, 5 m/min) eingesetzt. Anschließend wird die zumindest teilweise ausgehärtete Beschichtung samt Folie mit der im Vergleich zu P1 Negativstruktur von der Prägevorrichtung getrennt und die strukturierte Folie (Masterfilm) erhalten. Der Masterfilm wird im Anschluss nach belichtet mit einem UVA-Strahler (Panacol-Elosat UV F-900). 2.3 Hergestellte Masterfilme
Auf die unter Punkt 2.2 beschriebene Weise werden verschiedene Sets an Masterfilmen (E1 F1 bis E3F1 und V1 F1 bis V5F1 sowie E4F1 bis E6F1) erhalten, die sich zudem je nach Art der Positivstruktur in ihrer Prägung unterscheiden. Es wurden hierbei Prägevorrichtungen aus Nickel mit verschiedenen Positivstrukturen eingesetzt, nämlich mit
• einer Nanostruktur (Giterstruktur mit einer Periode von 430 nm und einer Tiefe von 140 nm,; das jeweilige Beschichtungsmittel wird in Schichtdicken zwischen 5-10 mhh auf die eingesetzte PET-Folie appliziert),
• einer Mikrostruktur M1 (Zweidimensionale Dreieck-Struktur mit einer Breite und Höhe von 33 pm und 35 pm Raum zwischen den Strukturen; das jeweilige Beschichtungsmitel wird in Schichtdicken zwischen 20 pm auf die eingesetzte PET-Folie appliziert),
• einer Mikrostruktur A (kontinuierliche zweidimensionale Dreieck-Struktur mit einer Breite von 45 pm und einer Höhe von 13 pm; das jeweilige Beschichtungsmittel wird in Schichtdicken von 20 pm auf die eingesetzte PET-Folie appliziert), oder mit
• einer Mikrostruktur B (zweidimensionale Dreieck-Struktur mit einer Höhe von 80 pm und 115 pm Raum zwischen den Strukturen; das jeweilige Beschichtungsmitel wird in Schichtdicken von 110 pm auf die eingesetzte PET-Folie appliziert).
Die Masterfilme mit der Nanostruktur werden hinsichtlich der Bestimmung der Abformgenauigkeit, der Doppelbindungsumsätze und der Haftung eingesetzt. Die Masterfilme mit der Mikrostruktur M1 werden hinsichtlich der Bestimmung des Erfolgs der Replikation eingesetzt - vgl. Punkt 2.4 - und zudem wie nachstehend unter den Punkten 2.5 bis 2.7 beschrieben zur Herstellung von Transferfilmen eingesetzt. Die Masterfilme mit den Miknostrukturen A oder B werden wie nachstehend unter Punkt 2.8 beschrieben zur Herstellung von Transferfilmen eingesetzt. Zur Herstellung dieser Masterfilme wird jeweils das Beschichtungsmittel E1a eingesetzt und entsprechend Masterfilme E1 F1 mit Mikrostruktur A oder B erhalten. 2.4 Untersuchungen an den Masterfilmen
Nachfolgende Tabelle 2 fasst die erfolgten Untersuchungen zusammen. Die Untersuchungen erfolgten jeweils gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. Das Zeichen
Figure imgf000062_0001
bedeutet innerhalb der Tabelle, dass die jeweilige Untersuchung nicht durchgeführt Worten ist.
Tab. 2:
Figure imgf000062_0002
Die Daten zeigen, dass im Fall von V2F1 , V3F1 und V5F1 kein ausreichender DB- Umsatz erzielt wird (DB-Umsatz < 90). Bei einem zu geringen DB-Umsatz können Probleme beim Prägen sowohl des Beschichtungsmitels (Bta) als auch später des Beschichtungsmitels (B2a) auftreten. Die Masterfilme E1 F1 , E2F1 und E3F1 zeigen dagegen DB-Umsätze von mindestens 90%.
Im Fall von V1 F1 und V4F1 sind die DB-Umsätze zwar >90%, jedoch wird mittels diesen Masterfilmen genau wie mit V3F1 und V5F1 keine ausreichende Haftung erzielt (Bewertung der Gitterschnittprüfung mit der Note 5). Bei einer zu geringen Haftung des Masterlacks auf der PET-Folie können Probleme beim Prägen sowohl des Beschichtungsmittels (B1a) als auch später des Beschichtungsmittels (B2a) auftreten. Die Masterfiime E1 F1 , E2F1 und E3F1 zeigen dagegen allesamt gute bis ausreichende Haftungseigenschaften. Die Daten zeigen zudem, dass im Fall von V2F1 , V3F1 und V5F1 nur Werte von 85% bei der Beurteilung des Erfolgs der Replikation erhalten werden, da 15% der jeweiligen Beschichtung ¥2, ¥3 bzw. ¥5 nicht vom Prägewerkzeug entfernt werden konnten. Die untersuchten Masterfilme E1 F1 und E2F1 zeigen dagegen einen Replikationserfolg von 100%.
Bis auf V5F1 zeigen alle untersuchten Masterfilme eine ausreichende Abformgenauigkeit, da durchweg sehr geringe Werte des Schrumpfs erhalten werden. Nur im Fall von V5F1 wird ein Schrumpf von 29% erhalten, was inakzeptabel ist.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass nur die Masterfilme E1 F1 , E2F1 und E3F1 gute Ergebnisse in Bezug auf alle untersuchten Eigenschaften liefern (DB-Umsatz, Haftung, Abformgenauigkeit und Erfolg der Replikation).
2,5 Herstellung von Transferfilmen:
Die jeweils erhaltenen Masterfilme mit der Mikrostruktur werden dann jeweils in einer Rolle-zu-Platte Prägevorrichtung eingesetzt und ein Beschichtungsmittel (B2a) wird mit einer Nassschichtdicke von 20 pm auf die strukturierte Oberfläche des jeweiligen Masterfilms aufgebracht. Der so erhaltene Stack aus Masterfolie und Beschichtungsmittel (B2a) wird mittels einer TAC-Folie zum Schutz vor Sauerstoff abgedeckt. Der wiederum so erhaltene Stack aus Masterfolie, darauf aufgebrachtem Beschichtungsmittel (B2a) und darauf aufgebrachter TAC-Folie läuft dann unter einer Anpresswalze hindurch es erfolgt simultan die zumindest teilweise Aushärtung des Beschichtungsmittels (B2a) durch eine UV-LED Lampe. Dabei wird eine 365 nm, 6W UV-LED Lampe von Easytec (100% Lampenleistung, 2 m/min, 2 Durchläufe) eingesetzt. Es wird so nach Abziehen der TAC-Folie als ein Stack ein Verbund (B2B1 F1 ) als Transferfilm erhalten.
Das eingesetzte Beschichtungsmittel (B2a) ist ein handelsübliches strahlenhärtendes Beschichtungsmittel, welches mindestens ein Urethanacrylat mindestens einen Photoinitiator sowie handelsübliche Additive enthält. 2.® Herstellung von verklebten Verbänden und freien strukturierten Filmen:
Anschließend wird die unstrukturierte, beschichtete Seite der Beschichtung (B2) des
Transferfilms (B2B1 F1 ) mittels einer Kaschierfolie (Mount-Kaschierfolie S-4705 WSA 120P der Firma ATP, Polyacrylat) auf ein beschichtetes Stahlblech geklebt. Die eingesetzte Kaschierfolie besteht aus einer Klebefolie K, die beidseitig zum Schutz vor ungewolltem Verkleben zunächst jeweils mit einem Silikonpapier bedeckt ist. Hierzu wird zunächst das Silikonpapier von einer der Seiten abgezogen und parallel zur Abziehrichtung des Silikonpapiers die Klebefolie mit ihrer nun frei liegenden Klebeseite auf die beschichtete Seite der Beschichtung (B2) des Transferfilms (B2B1 F1) gebracht, in dem die Klebefolie mit einem Gummiroller auf B2 gepresst wird. Anschließend wird analog das Silikonpapier von der anderen Seite abgezogen und parallel zur Abziehrichtung des Silikonpapiers die Klebefolie mit ihrer letzten nun frei liegenden Klebeseite auf eine Oberfläche des Stahlblechs als Substrat F2 mit einem Gummiroller gepresst. Der so erhaltene Verbund (F2KB2B1 F1 ) wird zunächst bei 50°C für 12 h gelagert. Im Anschluss an diese Lagerung wird der jeweilige Masterfilm (B1 F1 ) vom vorgenannten Verbund abgezogen und dabei neben dem Masterfilm der Verbund (F2KB2) erhalten.
Um einen freien strukturierten Film zu erhalten, kann die Beschichtung (B2) von dem beklebten Stahlblech (F2KB2) getrennt werden.
2.7 Untersuchungen an den verklebten Verbünden (F2KB2) oder am freien strukturierten Film (B2)
Nachfolgende Tabelle 3 fasst die Ergebnisse der Untersuchungen des Erfolgs der Replikation zusammen, die an den erhaltenen Transferfilmen unter Berücksichtigung der jeweils zur Prägung eingesetzten Masterfolie durchgeführt worden sind. Das Zeichen bedeutet innerhalb der Tabelle, dass die jeweilige Untersuchung nicht durchgeführt worden ist. Tab. 3: Erfolg der Replikation der Prägestruktur
Figure imgf000065_0001
* = Mitelwert aus zwei Bestimmungen Die Daten zeigen dass im Fall des Einsatzes von V3F1 und V4F1 eine nur ungenügende Replikation gelingt. Auch im Fall des Einsatzes von V1 F1 und V5F1 werden nur Werte <100% bei der Beurteilung des Erfolgs der Replikation erhalten, da Teile der Beschichtung B2 in diesen Fällen nicht von den Beschichtungen V1 bzw. ¥5 der jeweiligen Masterfilme entfernt werden konnten. Im Fall des Einsatzes der untersuchten Masterfilme E1 F1 bis E3F1 und E5F1 und E6F1 wird dagegen ein Replikationserfolg von 100% erzielt.
2.8 Herstellung von weiteren Transferfilmen: Ein thermisch härtbares Beschichtungsmitel (B2a) wird mit einer Nassschichtdicke von 200 mhh auf die strukturierte Oberfläche des jeweiligen Masterfilms E1 F1 aufgebracht, welcher eine der Mikrostrukturen A oder B trägt. Die zumindest teilweise Aushärtung des so erhaltenen Stacks aus Masterfolie und Beschichtungsmitel (B2a) erfolgt nach einer Ablüftzeit von 10 Minuten bei Raumtemperatur (23°C) in einem handelsüblichen Ofen der Firma Heraeus bei 80°C Ofentemperatur (45 min). Es wird so als ein Stack ein Verbund (B2B1F1) als Transferfilm erhalten. Das eingesetzte thermisch härtbare Beschichtungsmittei (B2a) ist ein handelsübliches thermisch härtendes 2K-Beschichtungsmittel. Das Mischungsverhältnis zwischen Komponente 1 und Komponente 2 beträgt 2:1. Komponente 1 enthält mindestens ein Polyol sowie handelsübliche Additive. Komponente 2 enthält mindestens ein Polyisocyanat sowie handelsübliche Additive.
Aus den so erhaltenen Transferfilmen werden mitels der unter Punkt 2.6 beschriebenen Vorgehensweise verklebte Verbünde (F2KB2) erhalten.
Nachfolgende Tabelle 4 fasst die Ergebnisse der Untersuchungen des Erfolgs der Replikation zusammen, die an den erhaltenen Transferfilmen unter Berücksichtigung der jeweils zur Prägung eingesetzten Masterfolie durchgeführt worden sind.
Tab. 4: Erfolg der Replikation der Prägestruktur
Figure imgf000066_0001
Die Daten zeigen dass im Fall des Einsatzes der untersuchten Masterfilme E1 F1 jeweils ein Replikationserfolg von 100% erzielt wird, und zwar auch dann, wenn als
Beschichtungsmittel (B2a) ein thermisch härtendes Beschichtungsmittel eingesetzt wird.

Claims

Ansprüche:
1. Ein Verfahren zur Übertragung einer Prägestruktur auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche einer Beschichtung (B2) unter Einsatz eines Verbunds (F1B1) aus einem Substrat (F1) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1), wobei die Beschichtung (B2) und die Beschichtung (B1 ) des Verbunds (F1B1) zueinander spiegelbildliche Prägestrukturen aufweisen, und wobei das Verfahren wenigstens die Schritte (1) und (2) sowie gegebenenfalls (3) umfasst, nämlich
(1 ) Applizieren eines Beschichtungsmitels (B2a) auf wenigstens einen Teil einer zumindest teilweise geprägten Oberfläche eines Verbunds (B1 F1) aus einem Substrat (F1) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1) unter Erhalt eines Verbunds (B2aB1 F1), und
(2) zumindest teilweises Aushärten des applizierten Beschichtungsmitels
(B2a) unter Erhalt eines Verbunds (B2B1 F1 ) aus Substrat (F1 ), zumindest teilweise geprägter und zumindest teilweise ausgehärteter Beschichtung (B1) und zumindest teilweise ausgehärteter
Beschichtung (B2) und
(3) gegebenenfalls Entfernen der Beschichtung (B2) von dem Verbund (B2B1 F1 ) unter Wiedererhalt des in Schrit (1) eingesetzten Verbunds (B1 F1 ), wobei die Beschichtung (B2) auf ihrer zuvor innerhalb des Verbunds (B2B1 F1 ) der Beschichtung (B1 ) zugewandten Oberfläche das Spiegelbild der zumindest teilweise geprägten Oberfläche der Beschichtung (B1 ) des in Schritt (1 ) eingesetzten und in diesem Schritt wiedererhaltenen Verbunds (B1 F1) aufweist, wobei das zur Herstellung der Beschichtung (B1) des in Schrit (1) eingesetzten und in Schritt (3) wiedererhaltenen Verbunds (B1 F1) eingesetzte Beschichtungsmittel (B1a) ein strahlenhärtbares Beschichtungsmittel ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmitel (B1a) wenigstens eine Komponente (a) in einer Menge in einem Bereich von
40 bis 95 Gew.-%,
wenigstens ein Additiv als Komponente (b) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%,
wenigstens einen Photoinitiator als Komponente (c) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, und
wenigstens eine mindestens eine Kohlenstoffdoppelbindung aufweisende Komponente (d) in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 45 Gew.-% enthält, wobei (i) die Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils voneinander verschieden sind, (ii) sich die angegebenen Mengen der Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils auf das Gesamtgewicht des
Beschichtungsmittels (B1 a) beziehen und (iii) sich die Mengen aller im Beschichtungsmittel (B1 a) enthaltenen Komponenten auf 100 Gew.-% addieren, und wobei Komponente (a) wenigstens drei jeweils voneinander verschiedene oder zumindest teilweise identische Struktureinheiten der Formel (I) aufweist
Figure imgf000068_0001
in denen
die Reste R1 jeweils unabhängig voneinander für eine C -Ctr Alkyiengruppe stehen,
die Reste R2 jeweils unabhängig voneinander für H oder Methyl stehen und
die Parameter m jeweils unabhängig voneinander für einen ganzzahligen Parameter in einem Bereich von 1 bis 15 stehen, jedoch mit der Maßgabe, dass in wenigstens einer der Struktureinheiten der Formel (I) innerhalb der Komponente (a) der Parameter m mindestens 2 beträgt.
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (B2) in Schritt (3) als freier Film durch ein Abziehen vom Verbund (B2B1 F1 ) unter zusätzlichem Wiedererhalt des Verbunds (B1 F1) erhalten wird.
3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (B2) in Schritt (3) dreistufig durch die Stufen (3a), (3b) und (3c) in Form eines Verbunds (B2KF2) erhalten wird, nämlich durch
(3a) Applizieren eines Klebstoffs (K) auf wenigstens einen Teil der Oberfläche des Verbunds (B2B1 F1) auf seiner die Beschichtung (B2) aufweisenden Seite unter Erhalt eines Verbunds (KB2B1 F1),
(3b) Aufbringen eines Substrats (F2) auf den nach Stufe (3a) erhaltenen Verbund (KB2B1 F1) auf wenigstens einen Teil seiner den Klebstoff (K) aufweisenden Oberfläche oder umgekehrt unter Erhalt eines Verbunds (F2KB2B1 F1 ) und
(3c) Abziehen des Verbunds (B1 F1) von dem Verbund (F2KB2B1 F1 ) unter Erhalt eines Verbunds (F2KB2), wobei die Beschichtung (B2) dieses Verbunds auf ihrer Oberfläche zumindest teilweise das Spiegelbild der zumindest teilweise geprägten Oberfläche der Beschichtung (B1 ) des Verbunds (B1 F1 ) aufweist.
4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (B2) als freier Film durch Abziehen vom nach Stufe (3c) erhaltenen Verbund (F2KB2) erhalten wird.
5. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise geprägte und zumindest teilweise ausgehärtete Beschichtung (B1 ) des in Schritt (1 ) eingesetzten Verbunds (F1 B1) Prägungen im Mikro- und/oder Nanometerbereich aufweist.
6. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt (1) . eingesetzte Verbund (B1 F1) ein Verbund aus einer Folienbahn (Fl) und einer darauf aufgebrachten und zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) ist
7. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schrit (1 ) eingesetzte und nach Schrit (3) wiedererhaltene Verbund (B1 F1) wiederverwertbar und wiederholt zur Übertragung wenigstens einer Prägestruktur einselzbar ist
8. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schrit (1) eingesetzte Verbund (F1 B1) aus einem Substrat (F1) und einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1) wenigstens erhältlich ist durch die Schritte (4) bis (7), nämlich
(4) Applizieren des strahlenhärtbaren Beschichtungsmitels (B1a) auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche eines Substrats (F1 ),
(5) zumindest teilweises Prägen des zumindest teilweise auf die Oberfläche des Substrats (F1) applizierten Beschichtungsmittels (B1a) mittels wenigstens eines wenigstens eine Prägematrize (p1) aufweisenden Prägewerkzeugs (P1 ),
(6) zumindest teilweises Aushärten des auf wenigstens einen Teil der Oberfläche des Substrats (F1) applizierten und zumindest teilweise geprägten Beschichtungsmittels (B1a) durch Strahlenhärtung unter Erhalt eines Verbunds (F1B1 ) aus Substrat (F1) und zumindest teilweise geprägter und zumindest teilweise ausgehärteter Beschichtung (B1 ), wobei das Beschichtungsmittel (B1a) während der gesamten Dauer der zumindest teilweisen Aushärtung in Kontakt mit der wenigstens einen Prägematrize (p1) des wenigstens einen Prägewerkzeugs (P1) ist, und
(7) Entfernen des Verbunds (F1 B1 ) vom Prägewerkzeug (P1 ).
9. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörpergehalt des Beschichtungsmittels (B1 a) 90 Gew.-% ist, bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmitels
(B1 a).
10. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der wenigstens drei Struktureinheiten der Formel (I) der Komponente (a) der Parameter m mindestens 2 beträgt.
11. Das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der in den Struktureinheiten der Formeln (I) enthaltenen Ethersegmente -[0-R1]m- in der Komponente (a) wenigstens 35 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (a).
12. Ein Verbund (B2B1 F1 ) aus einem Substrat (F1 ), einer zumindest teilweise geprägten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B1 ) und einer auf (B1 ) applizierten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtung (B2), wobei die Beschichtung (B1 ) herstellbar ist durch zumindest teilweises Aushärten eines auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche des Substrats (F1 ) applizierten und zumindest teilweise geprägten Beschichtungsmittels (B1a) durch Strahlenhärtung, wobei das
Beschichtungsmittel (B1a) ein strahlenhärtbares Beschichtungsmittei ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel (B1a) wenigstens eine Komponente (a) in einer Menge in einem Bereich von 40 bis 95 Gew.-%,
wenigstens ein Additiv als Komponente (b) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%,
wenigstens einen Photoinitiator als Komponente (c) in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, und
wenigstens eine mindestens eine Kohlenstoffdoppeibindung aufweisende Komponente (d) in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 45 Gew.-% enthält, wobei (i) die Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils voneinander verschieden sind, (ii) sich die angegebenen Mengen der Komponenten (a), (b), (c) und (d) jeweils auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmitels (B1 a) beziehen und (iii) sich die Mengen aller im Beschichtungsmitel (B1a) enthaltenen Komponenten auf 100 Gew.-% addieren, und wobei Komponente (a) wenigstens drei jeweils voneinander verschiedene oder zumindest teilweise identische Struktureinheiten der Formel (!) aufweist
Figure imgf000072_0001
in denen
die Reste R1 jeweils unabhängig voneinander für eine C2-C8- Alkylengruppe stehen,
die Reste R2 jeweils unabhängig voneinander für H oder Methyl stehen und
die Parameter m jeweils unabhängig voneinander für einen ganzzahligen Parameter in einem Bereich von 1 bis 15 stehen, jedoch mit der Maßgabe, dass in wenigstens einer der Struktureinheiten der Formel (I) innerhalb der Komponente (a) der Parameter m mindestens 2 beträgt.
13. Der Verbund (B2B1 F1 ) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund (B1 F1) dieses Verbunds mittels Durchführung der in Anspruch 8 beschriebenen Verfahrensschritte (4) bis (7) erhältlich ist.
14. Der Verbund (B2B1 F1 ) gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mittels Durchführung der in Anspruch 1 beschriebenen Verfahrensschritte (1 ) und (2) erhältlich ist. Eine Verwendung des Verbunds (B2B1 F1) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 13 zur Herstellung einer auf einer ihrer Oberflächen zumindest teilweise geprägten Beschichtung (B2) in Form eines freien Films oder zur Herstellung eines Verbunds (B2KF2) aus einem Substrat (F2), wenigstens eines
Klebstoffs (K) und der Beschichtung (B2).
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