Freitragende Lackfilme oder-folien zur Beschichtung von planaren Substraten sind bekannt. Ihre Applikation auf der Oberfläche planarer Substrate bereitet an und für sich keine besonderen Schwierigkeiten. Indes sind sie nur eingeschränkt tauglich für die Beschichtung von dreidimensionalen Gegenständen, insbesondere solchen, welche ein ausgeprägtes Oberflächenprofil aufweisen, wie beispielsweise Möbel, industrielle Bauteile oder Kraftfahrzeugkarosserien, weil sie sich nur bedingt ausgeprägten Oberflächenprofilen anschmiegen und bei zu starker Verformung reißen können.

Freitragende Lackfilme und-folien weisen gegenüber der Herstellung von Beschichtungen mittels flüssiger Gieß-und Spritzlacke, Pulverslurries und Pulverlacke für den Anwender besondere Vorteile auf. So können sie einfach gehandhabt werden. Für ihren Transport und ihre Applikation sind keine aufwendigen Transportcontainer und Applikations-und Absauganlagen erforderlich. Es wäre deshalb wünschenswert, diese bekannten Vorteile der freitragenden Lackfilme oder-folien auch auf die Beschichtung dreidimensionaler Gegenstände zu übertragen.

In der DE 196 28 966 C1 wird-ein Verfahren vorgeschlagen, Lackfolie auf dreidimensional gewölbte Flächen formstabiler Substrate zu applizieren. Im Rahmen dieses Verfahrens wird vorgeschlagen, einen Lack mit einer Glasübergangstemperatur Tg unterhalb 40°C, insbesondere unterhalb 30°C zu verwenden und die Lackfolie bei ihrer Applikation auf dem Substrat auf die Glasübergangstemperatur Tg oder kurz darüber zu erhitzen. Die Lackfolie wird hierdurch erweicht und schmiegt sich den geformten Oberflächen gut an.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dal3 die Lackfolie erhitzt werden muß, um sie besser verformbar zu machen. Durch die Hitze kann die Lackfolie selbst und auch die zu beschichtenden Oberflächen geschädigt werden. Diese Gefahr ist insbesondere bei Kunststoffoberflächen vorhanden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue Lackfilme oder-folien zu finden, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweisen und es ermöglichen, nicht nur die Oberfläche planarer Substrate, sondern auch dreidimensionale Gegenstände mit ausgeprägtem Oberflächenprofil zu beschichten, ohne daß für die Lackfolie oder das Substrat die Gefahr einer Beschädigung besteht. Des weiteren ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neues Verfahren zur Beschichtung dreidimensionaler Gegenstände zu finden, welches auch auf stark profilierten Oberflächen einwandfreie, fest haftende, homogene Beschichtungen von gleichmaßiger Dicke liefert.

Demgemäß wurde die neue Folie mit (1.1) einer ersten Glasübergangstemperatur Tgl, deren maximaler Verlustfaktor tan 6 max zwischen-20 und 70°C liegt, (1.2) einem Verlustfaktor tan 6 > 0,1 bei Umgebungstemperatur Tum und mit (1.3) mindestens einer weiteren Glasübergangstemperatur Tgn, deren maximaler Verlustfaktor tan 8 max oberhalb der Nutzungstemperatur TNU liegt, wobei (1.4) Tum < TR9-u, vorzugsweise Tum < TNU, ist, (1.5) der Verlustfaktor tan 6 bei Umgebungstemperatur Tum nach dem Erhitzen der Folie und/oder ihrer Bestrahlung mit aktinischer Strahlung < 0,1 ist und wobei

(1.6) der Verlustfaktor tan 5 mit der Dynamisch-Mechanischen Thermo- Analyse (DMTA) an homogenen freien Folien mit einer Schichtdicke von 40 10 um gemessen wird ; gefunden.

Diese neue Folie wird im folgenden als"erfimdungsgemäße Folie"bezeichnet.

Des weiteren wurde das neue Verfahren zur Herstellung einer Lackierung durch Applikation einer Folie auf ein grundiertes oder ungrundiertes Substrat gefunden, bei dem man (1) eine Folie mit (1.1) einer ersten Glasübergangstemperatur Tgl, deren maximaler Verlustfaktor tan 5 max zwischen-20 und 70°C liegt, (1.2) einem Verlustfaktor tan 6 > 0,1 bei Umgebungstemperatur Tum und mit (1.3) mindestens einer weiteren Glasübergangstemperatur Tg2, deren maximaler Verlustfaktor tan 6 max oberhalb der Nutzungstemperatur TNU liegt, wobei (1.4) Tum < TNu, vorzugsweise TuM < TNU ist ; (2) bei Umgebungstemperatur Tum appliziert, (3) die applizierte Folie erhitzt und/oder mit aktinischer Strahlung bestrahlt, wonach

(4) der Verlustfaktor tan 8 bei Umgebungstemperatur Tum < 0,1 ist.

Im folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung einer Lackierung durch Applikation einer Folie auf ein grundiertes oder ungrundiertes Substrat der Kürze halber als"erfindungsgemäßes Verfahren"bezeichnet.

Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend, daß die komplexe Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Folie und des erfindungsgemäßen Verfahrens in einfacher und eleganter Weise gelöst werden konnte. So kann die erfindungsgemäße Folie problemlos auf vergleichsweise komplex geformte dreidimensionale Gegenstände oder Substrate aufkaschiert werden werden, ohne daß sie hierbei beschädigt wird oder gar reißt. Dabei schmiegt sie sich den Unebenheiten und/oder Rauhigkeiten der Gegenstände sowohl in Mikro-als auch im Makrobereich an und überdeckt diese, ohne daß hierfür die erfindungsgemäße Folie erhitzt oder ein hoher Druck auf sie ausgeübt werden müßte. Deswegen können auch Substrate, welche thermisch und/oder gegenüber der Einwirkung von mechanischer Energie empfindlich sind, beschichtet werden, ohne daß es hierbei zu einer Schädigung der Substrate kommt. Nach dem Erhitzen und/oder Bestrahlen der aufkaschierten erfindungsgemäßen Folie resultiert auch auf stark profilierten und/oder sehr rauhen Substraten eine einwandfreie, fest haftende, flexible und kratzfeste, homogene Beschichtung von gleichmäßiger Stärke.

Erfindungsgemäß wird der Verlustfaktor tan 6 mit der Dynamisch-Mechanischen Thermo-Analyse (DMTA) an homogenen freien Folien mit einer Schichtdicke von 40 10 pm gemessen.

Der bei einer Deformation eines viskoelastischen Materials wie z. B. eines Polymers wieder zurückzugewinnende Energieanteil (elastischer Anteil) wird durch die Größe des Speichermoduls E'bestimmt, während der bei diesem Vorgang aufgezehrte (dissipierte) Energieanteil durch die Größe des

Verlustmoduls E"beschrieben wird. Die Module E'und E"sind von der Deformationsgeschwindigkeit und der Temperatur abhängig. Der Verlustfaktor tan5 ist definiert ist als der Quotient aus dem Verlustmodul E"und dem Speichermodul E'.

Die zur Ermittlung des Verlustfaktors tan 6 angewandte Dynamisch-Mechanische Thermo-Analyse (DMTA) ist eine allgemein bekannte Meßmethode zur Bestimmung der viskoelastischen Eigenschaften von Beschichtungen und beispielsweise beschrieben in Murayama, T., Dynamic Mechanical Analysis of Polymeric Materials, Elsevier, New York, 1978 und Loren W. Hill, Journal of Coatings Technology, Vol. 64, No. 808, May 1992, Seiten 3 1 bis 33.

Die Durchfuhrung der Messungen kann beispielsweise mit den Geräten MK II, MK III oder MK IV der Firma Rheometrics Scientific (Piscataway, New Jersey, USA) erfolgen. Für die Messungen werden die freien erfmdungsgemäßen Folien beispielsweise hergestellt, indem die Ausgangsstoffe auf Substrate appliziert und gehärtet werden, auf denen die Ausgangsstoffe und die hieraus resultierenden Folien nicht haften. Als Beispiele für geeignete Substrate seien Glas, Teflon und insbesondere Polypropylen genannt. Polypropylen weist dabei den Vorteil einer guten Verfügbarkeit auf und wird daher normalerweise als Trägermaterial eingesetzt. Die erfindungsgemäßen freien Folien können aber auch durch andere übliche und bekannte Verfahren der Folienherstellung beispielsweise durch Kalandrieren oder Blasformen hergestellt werden.

Die erfimdungsgemäße Folie weist eine erste Glasübergangstemperatur Tgl auf, deren maximaler Verlustfaktor tan S max zwischen-20 und 70°C liegt. Zugleich muß der Verlustfaktor tan 6 erfindungsgemäß bei Umgebungstemperaturen Tum > 0,1 sein. Dies bedeutet, daß die erfindungsgemäße Folie bei Umgebungstemperaturen Tum einen hohen plastischen Anteil des molekularen Netzwerks aufweist, so daß die erfindungsgemäße Folie bei diesen Temperaturen problemlos auf grundierte oder ungrundierte Substrate aufkaschiert werden kann,

ohne daß sie dabei erhitzt werden muß. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter der Umgebungstemperatur Tum eine Temperatur zwischen 0 und 50, vorzugsweise 15 und 45 und besonders bevorzugt 20 und 35°C, insbesondere aber die Raumtemperatur, verstanden. Mit anderen Worten, es kann die Applikation der erfindungsgemäßen Folie bei Temperaturen durchgeführt werden, wie sie jahreszeitlich bedingt üblicherweise im Freien oder in Fabrikhallen, insbesondere an der Linie einer Kfzfabrik, oder in Werkstätten, insbesondere einer Lackierwerkstatt, herrschen, ohne daß besondere Heizvorrichtungen vorgesehen werden müßten. In diesem Sinne ist die Umgebungstemperatur TLD, auch zugleich die Applikationstemperatur.

Die erfindungsgemäße Folie weist des weiteren mindestens eine weitere Glasübergangstemperatur Tgn auf, deren maximaler Verlustfaktor tan 6 max oberhalb der Nutzungstemperaturen TNu liegt. Erfindungsgemäß reicht es aus, wenn die erfindungsgemäße Folie eine zweite Glasübergangstemperatur Tg2 besitzt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Nutzungstemperatur TNU gleich der Umgebungstemperatur TuM. In den allermeisten Fällen liegt indes die Nutzungstemperatur TNu oberhalb der Umgebungstemperatur TUTL bzw. der Applikationstemperatur. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Folie hergestellten Beschichtungen der Einwirkung von Wärme und/oder Strahlung ausgesetzt sind. Dies ist beispielsweise bei Außenanwendungen auf Automobilen oder Bauten, insbesondere im Sommer, oder bei Anwendungen im Bereich von Motoren, Heizungen, Lampen oder anderen Energiequellen der Fall.

Erfindungsgemäß ist es daher von Vorteil, wenn der maximale Verlustfaktor tan 6 max der zweiten Glasübergangstemperatur Tg2 sowie ggf. jeder weiteren Glasübergangstemperatur Tgn oberhalb 70°C, vorzugsweise oberhalb 80°C und insbesondere oberhalb 100°C liegt.

Die erfindungsgemäße Folie ist in ihrer stofflichen Zusammensetzung derart ausgelegt, daß sie nach dem Erhitzen und/oder der Bestrahlung mit aktinischer Strahlung bei der Umgebungstemperatur Tum einen Verlustfaktor tan 6 < 0,1, vorzugsweise < 0,05, aufweist. Dies bedeutet, daß nach dem Erhitzen und/oder der Bestrahlung mit aktinischer Strahlung das molekulare Netzwerk der erfindungsgemäße Folie bei diesen Temperaturen praktisch keinen plastischen Anteil mehr besitzt.

Dieses Verhalten der erfindungsgemäßen Folie kann eingestellt werden, indem man beispielsweise in übliche und bekannte Folien Komponenten einarbeitet, welche einerseits als Weichmacher wirken und andererseits thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung gehärtet oder aus der erfindungsgemäßen Folie beispielsweise durch Verdampfen entfernt werden können. Komponenten dieser Art sind aus den technologischen Gebieten der thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffe, der Photopolymere, der Klebstoffe und der thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren Beschichtungsstoffe bekannt.

Beispiele geeigneter Komponenten dieser Art sind -Wasser, organische und anorganischen Säure oder Basen oder mit Wasser mischbare oder nicht mischbare organische oder anorganische Lösemittel ; übliche und bekannte Weichmacher ; -Radikale oder Ionen liefernde Verbindungen wie die üblichen und bekannten Initiatoren der radikalischen oder kationischen Polymerisation oder Photopolymerisation ; -übliche und bekannte thermisch härtende Systeme, welche

-Bindemittel wie lineare und/oder verzweigte und/oder blockartig, kammartig und/oder statistisch aufgebaute Poly (meth) acrylate oder Acrylatcopolymerisate, Polyester, Alkyde, Aminoplastharze, Polyurethane, acrylierte Polyurethane, acrylierte Polyester, Polylactone, Polycarbonate, Polyether, Epoxidharz-Amin-Addukte, (Meth) Acrylatdiole, partiell verseifte Polyvinylester oder Polyharnstoffe, die insbesondere Thio-, Amino-, Hydroxy-, Carbamat-, Allophanat-, Carboxy-, und/oder (Meth) acrylatgruppen enthalten, und -Vernetzungsmittel, die insbesondere Anhydrid-, Carboxy-, Epoxy-, freie und blockierte Isocyanat-, Urethan-, Methylol-, Methylolether-, Siloxan-, Amino-, Hydroxy-und/oder beta- Hydroxyalkylamidgruppen enthalten, aufweisen ; -strahlenhärtbare Bindemittel wie (meth) acrylfunktionelle (Meth) Acrylcopolymere, Polyetheracrylate, Polyesteracrylate, ungesättigte Polyester, Epoxyacrylate, Urethanacrylate, Aminoacrylate, Melaminacrylate, Silikonacrylate und die entsprechenden Methacrylate ; und/oder -monofunktionelle und höherfunktionelle olefinisch ungesättigte Monomere.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Folie Komponenten enthalten, welche farbgebend sind und/oder sonstige optische Effekte wie Metallic-Effekte, dichroitische Effekte, photochrome Effekte und/oder Perlglanzeffekte hervorrufen und/oder Licht polarisieren und/oder absorbieren. Auch solche Komponenten sind

von den vorstehend genannten technologischen Gebieten sowie von der Optik her bekannt.

Die erfimdungsgemäße Folie ist hervorragend für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, bei dem man sie auf grundierte oder ungrundierte Substrate appliziert.

Erfindungsgemäß kommen als Substrate alle zu lackierenden Oberflächen von Gegenständen in Betracht, die einer Härtung der hierauf befindlichen Lackschicht unter Anwendung von Hitze und/oder aktinischer Strahlung zugänglich sind, das sind z. B. Gegenstände aus Metallen, Kunststoffen, Holz, Keramik, Stein, Textil, Faserverbunden, Leder, Glas, Glasfasern, Glas-und Steinwolle oder mineral-und harzgebundene Baustoffen, wie Gips-und Zementplatten oder Dachziegel, sowie aus Verbunden dieser Materialien.

Demnach sind die erfimdungsgemäße Folie und das erfindungsgemäße Verfahren für Anwendungen in der Beschichtung von Kraftfahrzeugkarosserien, Möbeln, industriellen Bauteilen, inklusive Coils, Container, Emballagen und Gegenständen des täglichen Bedarfs, und Bauten im Innen-und Außenbereich in hohem Mal3e geeignet.

Im Rahmen der Beschichtung von industriellen Bauteilen eignen sich die erfindungsgemäße Folie und das erfindungsgemäße Verfahren für die Beschichtung praktisch aller Teile für den privaten oder industriellen Gebrauch wie Radiatoren, Haushaltsgeräte,-Kleinteile aus Metall, Radkappen oder Felgen.

Im Rahmen der Beschichtung von Bauten in Innen-und Außenbereich eignen sich die erfindungsgemäße Folie und das erfindungsgemäße Verfahren hervorragend für die schützende und/oder dekorative Beschichtung von Mauern, Dächern, Fenstern, Geländern oder Türen.

Im Rahmen der Beschichtung von Kraftfahrzeugkarosserien kann die erfimdungsgemäße Folie der Herstellung von Beschichtungen dienen, welche korrosionsschützend wirken, mechanische Energie absorbieren, im vorstehend beschriebenen Sinne farb-und/oder effektgebend sind oder die Funktion einer Klarlackierung erfüllen. Als Grundierung kommen bei den betreffenden Substraten die üblichen und bekannten Elektrotauchlackierungen in Betracht.

Insbesondere hier erweist es sich als ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Folien und des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß sie hervorragend für die Herstellung farb-und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen verwendet werden können, worin sie den Füller oder die Steinschlagschutzgrundierung und/oder die farb-und/oder effektgebende Basislackierung und/oder die Klarlackierung oder, alternativ, den Füller oder die Steinschlagschutzgrundierung und/oder die farb-und/oder effektgebende Unidecklackierung bilden.

Im Rahmen der Beschichtung von Kunststoffen eignen sich die erfindungsgemäße Folie und das erfindungsgemäße Verfahren fur die Herstellung von Beschichtungen auf grundierten oder ungrundierten Kunststoffen wie z. B. ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM und UP (Kurzbezeich- nungen nach DIN 7728T1). Die zu Kunststoffe können selbstverständlich auch Polymerblends, modifizierte Kunststoffe oder faserverstärkte Kunststoffe sein. Es können auch die üblicherweise im Fahrzeugbau, insbesondere Kraftfahrzeugbau, eingesetzten Kunststoffe zum Einsatz kommen. Hierbei können die Kunststoffe vor der Beschichtung mit einer Hydrogrundierung versehen oder einer Vorbehandlung mit Plasma oder durch Beflammen unterzogen werden.

Nach ihrer Applikation wird die erfindungsgemäße Folie im Rahmen des erfmdungsgemäßen Verfahrens erhitzt und/oder mit aktinischer Strahlung bestrahlt.

Hierbei kann das Erhitzen durch Kontaktieren der Folie mit Gasen, Flüssigkeiten und/oder Festkörpem, welche auf die erforderliche Temperatur aufgeheizt wurden, erfolgen. Vorrichtungen, welche hierfür geeignet sind, sind üblich und bekannt. Beispielhaft seien Gebläse, Tauchbäder oder Pressen genannt. Das Erhitzen kann aber auch durch Bestrahlen mit IR-Strahlung erfolgen, wofür die üblichen und bekannten Heizstrahler oder IR-Lampen in Betracht kommen.

Das Bestrahlen mit aktinischer Strahlung kann mit UV-Licht, Röntgenstrahlung und/oder Gammastrahlung und/oder Korpuskularstrahlung, insbesondere Elektronenstrahlung, erfolgen. Strahlungsquellen, die hierfür geeignet sind, sind ebenfalls üblichen und bekannt.

Die beiden Verfahren können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens einzelnen angewandt werden, d. h., die erfindungsgemäße Folie wird entweder erhitzt oder bestrahlt, oder sie können miteinander kombiniert werden. In diesem Falle können sie gleichzeitig oder alternierend angewandt werden.

Welcher Verfahrensweise der Vorzug gegeben wird, richtet sich vor allem nach der stofflichen Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Folie einerseits und nach der Hitzeempfindlichkeit und/oder Lichtempfindlichkeit des zu beschichtenden Substrats andererseits. Der Fachmann kann daher die Verfahren genau auf das jeweils angewandte Substrat und die jeweils verwendete erfindungsgemäße Folie abstimmen.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Beschichtungen können mit weiteren Lackschichten beschichtet werden. Sie können demnach auch als Grundierungen auf den oben genannten Substrate in

Betracht kommen. Aufgrund des vorteilhaften Eigenschaftsprofils der erfindungsgemäßen Beschichtungen weisen sie auch in dieser Funktion besondere Vorteile wie eine gute Zwischenschichthaftung und ein hervorragende Oberflächenglätte auf.

Für die Überlackierung kommen die üblichen und bekannten, thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren Pulverlacke, Pulverslurry-Lacke und/oder wäßrigen oder lösemittelhaltigen Ein-oder Mehrkomponenten-Spritzlacke und/oder die erfindungsgemäßen Folien in Betracht. Hierbei weisen die resultierenden Beschichtungen stets eine hervorragende Zwischenschichthaftung auf.

Die erfindungsgemäßen Beschichtungen haften auch fest an der Oberfläche der Substrate nicht nur in deren planaren, sondern auch in deren abgekanteten Bereichen. Sie sind frei von Rissen, pin holes, Kratern, Orangenhautstrukturen und Stippen. Sie haben daher eine ausgesprochene glatte, von Störungen freie Oberfläche von ausgesprochen hoher optischer Qualität. Sie sind witterungsstabil, hart und kratztest und dabei so flexibel, daß sie ein gutes Reflow-Verhalten zeigen. Wegen ihrer außerordentlich variablen stofflichen Zusammensetzung können sie den Ansprüchen des Marktes jederzeit in einfacher Weise angepaßt werden. In allen vorstehend beschriebenen Verwendungszwecken zeigen sie ein hervorragendes Eigenschaftsprofil. Dementsprechend sind die Gegenstände, die mindestens eine erfindungsgemäße Beschichtung enthalten, von besonders hohem Gebrauchswert und von langer Lebensdauer.