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Title:
PROCESS FOR MANUFACTURING REFLECTORS, ESPECIALLY FOR VEHICLE HEADLAMPS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1990/010822
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a process for manufacturing reflectors, especially for vehicle headlamps, in which a metal coating is applied to an UV or electron beam-cured vapour-deposited basic lacquer. The essential features of the process are that the beam-curable basic lacquer contains: A) 10 to 50% wt. acrylate copolymer with ethylenically unsaturated side chains and a mean molecular weight of 6000 to 14000, B) 4 to 50% wt. of a mixture of: b1) 2 to 20% wt of a monomer or oligomer with three acryloyl groups, b2) 2 to 20% wt. of a polyethylenically unsaturated aliphatic oligomer with the formula (I), b3) 5 to 20% wt. of a difunctional acryl carbonate monomer, C) 1 to 8% wt. photo-initiator, D) 0 to 5% wt. ordinary auxiliaries and additives, and E) 0 to 60% wt. of one or more solvents which are inert to the components used, where the sum of components A to E amounts to 100% wt.

Inventors:
BOGEN HANS-WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP1990/000237
Publication Date:
September 20, 1990
Filing Date:
February 14, 1990
Export Citation:
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Assignee:
BASF LACKE & FARBEN (DE)
International Classes:
C08F290/12; C08F299/00; C09D4/06; F21V7/22; (IPC1-7): C09D4/06; F21V7/22
Foreign References:
EP0160957A21985-11-13
DE3140317A11983-04-21
US4148967A1979-04-10
Attorney, Agent or Firm:
Leifert, Elmar (Postfach 61 23, Münster, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Reflektoren, insbesondere für Kraftfahrzeugscheinwerfer, bei dem auf den Reflektorgrundkörper zunächst eine strahlen¬ härtbare Überzugsmasse appliziert und mittels UV oder Elektronenstrahlen ausgehärtet wird und auf die Lackschicht eine Metallschicht als Spiegel schicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlenhärtbare Über¬ zugsmasse A) 10 bis 50 Gew.% Acrylatcopolymerisat A mit ethyle¬ nisch ungesättigten Seitenketten und einem zahlen¬ mittleren Molekulargewicht von 6000 bis 14000, B) 4 bis 50 Gew.% weiterer ethylenisch ungesättigter monomerer und/oder oligomerer Verbindungen, be¬ stehend aus einer Mischung aus bl).
2. bis 20 Gew.% eines Monomers oder Oligomers mit drei Acryloylgruppen, b2) 2 bis 20 Gew.% eines polyethylenisch unge¬ sättigten aliphatischen Oligomers der Formel (I) b3) 5 bis 20 Gew.% difunktionellem AcrylCarbonat Monomer, C) 1 bis 8 Gew.% Fotoinitiator, D) 0 bis 5 Gew.% üblicher Hilfs und Zusatzstoffe und E) 0 bis 60 Gew.% eines oder mehrerer gegenüber den eingesetzten Komponenten interten Lösungsmittels enthält, wobei die Summe der Komponenten A bis E je¬ weils 100 Gew.% beträgt.
3. 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Metallschicht eine Lackschutzschicht aufgebracht wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Metallschicht aufgebrachte Überzugsmasse A) 10 bis 50 Gew.% Acrylatcopolymerisat A mit ethyle¬ nisch ungesättigten Seitenketten und einem zahlen¬ mittleren Molekulargewicht von 6000 bis 14000, B) 4 bis 50 Gew.% weiterer ethylenisch ungesättigte monomere und/oder oligomere Verbindungen, bestehend aus einer Mischung von bl) 2 bis 20 Gew.% eines Monomers oder Oligomers mit drei Acryloylgruppen, b2) 2 bis 20 Gew.% eines polyethylenisch unge¬ sättigten aliphatischen Oligomers der Formel (I) b3) 5 bis 20 Gew.% difunktionellem AcrylCarbonat— Monomer, C) 1 bis 8 Gew.% Fotoinitiator, D) 0 bis 5 Gew.% üblicher Hilfs und Zusatzstoffe und E) 0 bis 60 Gew.% eines oder mehrerer gegenüber den eingesetzten Komponenten inerten Lösungsmittel enthält, wobei die Summe der Komponenten A bis E jeweils 100 Gew.
4. % beträgt, und daß diese Überzugsmasse mittels UV oder Elektronenstrahlung gehärtet wird.
5. Strahlenhärtbare Überzugsmasse, enthaltend A) 10 bis 50 Gew.% eines Acrylatcopolymerisats A mit ethylenisch ungesättigten Seitenketten, B) 4 bis 50 Gew.% weiterer ethylenisch ungesättigter monomerer und/oder oligomerer Verbindungen, C) 1 bis 8 Gew.% Fotoinitiator, D) 0 bis 5 Gew.% üblicher Hilfs und Zusatzstoffe und E) 0 bis 60 Gew.% eines oder mehrerer gegenüber den eingesetzten Komponenten inerten Lösungsmittel, wobei die Summe der Komponenten A bis E jeweils 100 Gew.% beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylatcopolymerisat A ein zahlenmittleres Mole¬ kulargewicht von 6000 bis 14000 aufweist und als Komponente B eine Mischung aus bl) 2 bis 20 Gew.% eines Monomers oder Oligomers mit drei Acryloylgruppen, b2) 2 bis 20 Gew.% eines polyethylenisch unge¬ sättigten aliphatischen Oligomers der Formel (I) b3).
6. bis 20 Gew.% difunktionellem AcrylCarbonat Monomer eingesetzt wird.
7. 5 Verfahren oder Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsmasse A) 15 bis 35 Gew.% Acrylatcopolymerisat A, 16 B) 15 bis 35 Gew.% ethylenisch ungesättigter Verbin¬ dungen, bestehend aus einer Mischung aus bl) 8 bis 12 Gew.% eines Monomers oder Oligomers mit drei Acryloylgruppen, b2) 8 bis 12 Gew.% eines polyethylenisch unge sättigten aliphatischen Oligomers der Formel (I) und b3).
8. bis 10 Gew.% difunktionellem AcrylCarbonat Monomer, C) 1 bis 8 Gew.% Fotoinitiator, D) 0 bis 5 Gew.% üblicher Hilfs und Zusatzstoffe und E) 25 bis 50 Gew.% Lösungsmittel enthält, wobei die Summe der Komponenten A bis E jeweils 100 Gew.% beträgt.
9. 6 Verfahren oder Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente bl ein mit Acrylsäure verestertes propoxiliertes Glycerin mit einem mittleren Molekulargewicht von 480 eingesetzt wird.
10. Verfahren oder Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente b3 ein difunktionelles AcrylCarbonatMonomer der Formel COOCH2CH20COOCH2CH20CH2CH20COOCH2CH2OOC eingesetzt wird.
11. Verfahren oder Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylatcopolyme¬ risat A herstellbar ist, indem I) durch Polymerisation in einem inerten Lösungsmittel von al) 70 bis 96 Gew.% mindestens eines Alkylesters der Acrylsäure oder einer Mischung von Alkyl estern der Acryl und Methacrylsäure und a2) 2 bis 10 Gew.% eines ethylenisch ungesättigten Monomers mit mindestens einer reaktiven Gruppe X, wobei X eine Carboxyl, Hydroxyl oder Epoxidgruppe ist, in Gegenwart von a3) 0,2 bis 4 Gew.% Polymerisationsinitiator ein Copolymerisat (I) synthetisiert worden ist und II) das Copolymerisat (I) in Gegenwart von a4) 0,05 bis 0,5 Gew.% Polymerisationsinhibitor mit a5) 2 bis 15 Gew.% eines ethylenisch ungesättigten Monomers mit mindestens einer reaktiven Gruppe Y, wobei Y ■ Hydroxyl oder Epoxidgruppe, wenn X = Car boxylgruppe. Y = Carboxylgruppe, wenn X ■ Hydroxyl oder Epoxidgruppe, %% umgesetzt wird, wobei die Summe der Komponenten al bis a5 jeweils 100 Gew.% beträgt.
12. ι.
13. Verfahren oder Überzugsmasse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente al eine Mischung aus 30 bis 70 Gew.% Alkylestern der Acrylsäure und 70 bis 30 Gew.% Alkylestern der Methacrylsäure, bezogen auf das Gewicht der Komponente al, eingesetzt wird.
14. Verfahren oder Überzugsmasse nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente a2 und/oder Komponente a5 Derivate der Acryl und/oder Methacrylsäure eingesetzt werden.
15. Verwendung der strahlenh rtbaren Überzugsmassen nach ei¬ nem der Ansprüche 4 bis 10 zur Beschichtung glatter Oberflächen.
16. Substrat, beschichtet mit einer strahlenhärtbaren Über¬ zugsmasse nach einem der Ansprüche 4 bis 10.
Description:
Verfahren zur Herstellung von Reflektoren, insbesondere für Kraftfahrzeuαscheinwerfer

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Reflektoren, insbesondere für Kraftfahrzeug¬ scheinwerfer, bei dem

1) auf den Reflektorgrundkörper zunächst eine strahlenhärt¬ bare Überzugsmasse appliziert und mittels UV- oder Elek¬ tronenstrahlen ausgehärtet wird und

2) auf die Lackschicht eine Metallschicht als Spiegel¬ schicht aufgebracht wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem die in dem Ver¬ fahren eingesetzten strahlenhärtbaren Überzugsmassen sowie ihre Verwendung zur Beschichtung glatter Oberflächen.

Bei Reflektoren muß, wenn sie das auf sie auftreffende Licht möglichst vollständig und genau gerichtet reflektieren sol¬ len, die spiegelnde Fläche hochglänzend und in ihrer Form sehr präzise ausgeführt werden. Diese Forderung trifft ins¬ besondere bei den parabolförmigen Reflektoren von Kraftfahr¬ zeugscheinwerfern zu. Denn Kraftfahrzeugscheinwerfer sollen einerseits trotz der im stark begrenzten Maße zur Verfügung stehenden Leistung ein Licht von hoher Intensität abgeben und andererseits soll ihr Licht, insbesondere das der Ab¬ blendscheinwerfer, möglichst exakt gerichtet sein, damit keine den Gegenverkehr blendenden Störstrahlen auftreten.

Die Formgenauigkeit der spiegelnden Fläche wird bei den be¬ kannten Verfahren zur Herstellung von Parabolreflektoren durch den meist aus Metall oder Kunststoff bestehenden para- bolischen Grundkörper bestimmt. Deshalb muß bei der Herstel¬ lung dieser Grundkörper eine hohe Anforderung an ihre Form¬ genauigkeit gestellt werden

Zur Erzielung einer hochglänzenden Spiegelschicht ist es be- kannt (vgl. z.B. DE-OS 17 72 120), den Reflektor-Grundkörper zunächst mit einer Lackschicht zu versehen und auf diese Schicht die Metallschicht mittels Aufdampfen im Vakuum oder durch galvanische Abscheidung aufzubringen. Damit aber die aufgebrachte Metallschicht ein hohes und optisch einwand- freies Reflexionsverhalten zeigt, und zwar möglichst ohne Polieren der Metallschicht, werden an die Lackschicht sehr hohe Anforderungen gestellt.

Eine sehr wichtige Aufgabe der Lackschicht ist es, eine glatte Oberfläche für die nachfolgende Verspiegelung zu schaffen, und zwar ohne daß aufwendige Schleif- und Polier¬ arbeiten an der Lackschicht durchgeführt werden müssen, d.h. die Lackschicht muß eine gute Einebnung des Untergrundes be¬ wirken. Wichtige Kriterien für eine geeignete Überzugsmasse sind daher ein guter Verlauf und eine gute Verspannung.

Wichtig ist es außerdem, daß bei der Verspiegelung mit Metall die sogenannte Irisierung vermieden wird, beispiels¬ weise durch Vermeidung von mikrofeinen Ausgasungen aus der Lackschicht.

Eine äußerst wichtige Rolle spielt auch die Haftung. Zum einen muß eine gute Haftung der Lackschicht auf dem Reflek¬ tor-Grundkörper gegeben sein, zum anderen muß aber auch eine gute Haftung der Metallschicht auf der Lackschicht gegeben sein.

Schließlich muß eine gute Verarbeitbarkeit der Überzugsmasse in den üblicherweise eingesetzten Applikationsverfahren (z.B. Tauchen, Fluten, Spritzen) und eine schnelle Aushär- tung der Überzugsmassen gegeben sowie sichergestellt sein, daß die Lackschicht gut verspiegelbar - meist bedampfbar - ist.

Bei Verwendung von strahlenhärtbaren Überzugsmassen als Grundierung von Reflektor-Grundkörpern treten jedoch erheb¬ liche Probleme insbesondere in bezug auf die Haftung auf. Die typischerweise eingesetzten Reflektor-Grundkörper stel¬ len sehr glatte und partiell inhomogene Substrat-Oberflächen dar, im allgemeinen bestehend aus verschiedenen Metallen oder duroplastischen Kunststoffen, z.B. auf Basis von

LP(-low profile)-Polyester-Duroplasten (d.h. Polyester-Duro¬ plast-Formkörpern mit einer geringen Volumenschwindung beim Warmpressen) oder auf Basis faserverstärkter Kunststoffteile auf Basis von BMC(Bulk-Moulding Compounds)-Materialien. Eine zuverlässige Haftung der strahlenhärtbaren Überzugsmassen auf diesen Oberflächen ist nur mit aufwendiger Vorbehandlung der Oberflächen (z.B. Beflammen, Vorbestrahlung, Corona-Ent- ladung. Aufbringen einer Haftvermittlerschicht)und/oder Nachbehandlung der Beschichtung (z.B. thermisch) zu errei- chen.

Zwar sind aus der JP-A 61/181871 strahlenhärtbare Überzugs¬ mittel auf der Basis von Acrylatcopolymerisaten mit ethyle¬ nisch ungesättigten Seitenketten bekannt, die zu Beschich- tungen mit verbesserter Haftung führen, jedoch legte dieser Stand der Technik die Erfindung nicht nahe, da er keinen Hinweis gibt, diese bekannten strahlenhärtbaren Überzugs¬ mittel als Grundierung für die Herstellung von Scheinwerfer¬ reflektoren einzusetzen.

Zur Erzielung der Haftungsverbesserung ist in der JP-A 61/181871 die Verwendung von 5 bis 70 Gew.-% eines (Meth-)- Acrylesters der Formel

R, 0

CH 3 = C ll - COO - (R2-0-) - (CI»-R3 13 ) -H

mit R 1 = H oder CH_,R2 = Alkylengruppe mit 2 bis 6 C-Atomen, R 3 = Alkylengruppe mit 5 bis 7 C-Atomen und x und y - 1, 2 oder 3

zum Aufbau der Acrylatcopolymerisate erfindungswesentlich.

Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Reflektoren, insbesondere für Kraftfahrzeugscheinwerfer, zur Verfügung zu stellen, das mit möglichst wenigen oder möglichst einfachen Verfahrens¬ schritten zu Reflektoren mit guten optischen und technologi- sehen Eigenschaften führt. So sollte insbesondere gewährlei¬ stet sein, daß eine gute Haftung der Metallisierung auf der Lackschicht sowie eine gute Haftung der Lackschicht auf dem Reflektor-Grundkörper erzielt wird, ohne daß aufwendige Vor¬ behandlungen des Reflektor-Grundkörpers oder Nachbehandlun- gen der Lackschicht erforderlich sind. Weiterhin sollte durch die Lackschicht eine gute Einebnung des Untergrundes erreichbar sein, um so aufwendige Schleif- und Polierarbei¬ ten zu vermeiden. Gleichzeitig sollte aber gewährleistet sein, daß die eingesetzten Überzugsmassen schnell mittels Strahlung gehärtet werden können, einen guten Verlauf und eine gute Verspannung aufweisen und daß die resultierenden Beschichtungen neben den oben aufgeführten Eigenschaften eine gute Bedampfbarkeit sowie eine gute Witterungsbestän¬ digkeit aufweisen.

Die Aufgabe wird überraschenderweise durch ein Verfahren zur Herstellung von Reflektoren, insbesondere für Kraftfahrzeug¬ scheinwerfer, gelöst, bei dem

1) auf den Reflektorgrundkörper zunächst eine strahlenhärt¬ bare Überzugsmasse appliziert und mittels UV- oder Elek¬ tronenstrahlen ausgehärtet wird und

2) auf die Lackschicht eine Metallschicht als Spiegel¬ schicht aufgebracht wird.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die strahlen¬ härtbare Überzugsmasse

A) 10 bis 50 Gew.-% Acrylatcopolymerisat A mit ethylenisch ungesättigten Seitenketten und einem zahlenmittleren Mo¬ lekulargewicht von 6000 bis 14000,

B) 4 bis 50 Gew.-% weiterer ethylenisch ungesättigter mono- merer und/oder oligomerer Verbindungen, bestehend ' aus einer Mischung aus

bl) 2 bis 20 Gew.-% eines Monomers oder Oligomers mit drei Acryloylgruppen,

b2) 2 bis 20 Gew.-% eines polyethylenisch ungesättigten aliphatischen Oligomers der Formel (I)

b3) 5 bis 20 Gew.-% difunktionellem Acryl-Carbonat-Mono- mer

C) 1 bis 8 Gew.-% Fotoinitiator,

D) 0 bis 5 Gew.-% üblicher Hilfs- und Zusatzstoffe,

E) 0 bis 60 Gew.-% eines oder mehrerer gegenüber den einge¬ setzten Komponenten inerten Lösungsmittels

enthält, wobei die Summe der Komponenten A bis E jeweils 100 Gew.-% beträgt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind außerdem die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten strahlenhärtba- ren Überzugsmassen, die Verwendung dieser strahlenhärtbaren Überzugsmassen zur Beschichtung von glatten Oberflächen sowie mit diesen Überzugsmassen beschichtete Substrate.

Bei der Vielzahl bkannter strahlenhärtbarer Überzugsmassen war es überraschend und nicht vorhersehbar, daß gerade durch den Einsatz der strahlenhärtbaren Überzugsmittel auf Basis von A) Acrylatcopolymerisaten mit ethylenisch ungesättigten Seitenketten und einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 6000 bis 14000 und B) einer Mischung aus einem Monomer oder Oligomer mit drei Acryloylgruppen, einem Oligomer der Formel (I) und einem difunktionellen Acryl-Carbαnat Monomer in dem erfindungsgemäßen Verfahren dazu führte, daß sowohl die Lackschicht auf dem Reflektor-Grundkörper als auch die Metallisierung auf der Lackschicht eine so hervorragende Haftung aufweisen, ohne daß aufwendige Vor- oder Nachbehand¬ lungen erforderlich sind.

Überraschend ist außerdem, daß die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Überzugsmassen schnell aushärtbar sind, ohne daß die guten Haftungseigenschaften verloren gehen. Normalerweise führen hohe Aushärtungsgeschwindigkei¬ ten nämlich zu vermehrten Schrumpf und damit zu Haftungs¬ verlusten.

Schließlich zeichnen sich die strahlenhärtbaren Überzugsmas¬ sen durch einen guten Verlauf und gute Verspannung sowie eine gute Verarbeitbarkeit beim Tauchen, Fluten und Spritzen aus. Die resultierenden Beschichtungen weisen außerdem auch noch eine gute Bedampfbarkeit und eine gute Witterungsbe¬ ständigkeit auf.

Aus der US-PS 4,035,321 und EP-A-271047 sind zwar auch strahlenhärtbare Überzugsmassen auf der Basiss von Acrylat- copolymerisaten mit ungesättigten Seitenketten und weiteren ethylenisch ungesättigten Monomeren bekannt, aber diese bei¬ den Schriften liefern weder Hinweise, diese Überzugsmassen in Verfahren zur Herstellung von Reflektoren einzusetzen, noch geben diese Schriften Hinweise, wie diese Überzugsmas¬ sen zu modifizieren sind, um das obengenannte Eigenschafts¬ profil aufzuweisen.

Im folgenden wird nun zunächst die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte strahlenhärtbare Überzugsmasse näher beschrieben.

Für die Herstellung des Acrylatcopolymerisats A als Kompo- nente al geeignet sind Alkylester der Acrylsäure oder eine Mischung aus mindestens einem Alkylester der Acrylsäure und mindestens einem Alkylester der Methacrylsäure. Beispiele für geeignete Verbindungen sind Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Isopropylacrylat, Isobutylacry- lat, Pentylacrylat, Isoamylacrylat, Hexylacrylat, Cyclo- hexylacrylat sowie die entsprechenden Methacrylate. Die Menge der Komponente al beträgt 70 bis 96 Gew.-%.

Bevorzugt eingesetzt wird eine Mischung aus 30 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 50 Gew.-%,Alkylacrylat und 70 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 50 Gew.-%, Alkylmethacrylat, jeweils bezo- gen auf das Gesamtgewicht der Komponente al. Ganz besonders bevorzugt wird eine entsprechende Mischung aus Methylmeth- acrylat und Ethylacrylat eingesetzt.

Als Komponente a2 geeignet sind ethylenisch ungesättigte Monomere mit mindestens einer Epoxy-, Hydroxyl- oder Car- boxylgruppe.

Beispiele für Monomere mit mindestens einer Epoxidgruppe sind Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Allylglycidyl- ether, Glycidylcrotonat, Glycidyl-^-ethylacrylat und Cro- tonylglycidylether, wobei Glycidylmethacrylat bevorzugt ist.

Beispiele für Monomere mit mindestens einer Hydroxylgruppe sind Hydroxyalkylacrylate und -methacrylate sowie die Hydro- xyalkylester anderer ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, beispielsweise Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxyamylacrylat, Hydroxyhexylacry- lat, Hydroxyoctylacrylat, die entsprechenden Methacrylate sowie die entsprechenden Hydroxyalkylester der Croton-, Iso- croton-, Vinylessig-, Itacon-, Malein- und Fumarsäure. Be¬ vorzugt sind die entsprechenden Hydroxyalkylacrylate und -methacrylate. Ganz besonders bevorzugt eingesetzt wird Hy¬ droxyethylacrylat.

Als Komponente a2 geeignet sind weiterhin ethylenisch unge¬ sättigte Carbonsäuren wie beispielsweise Acrylsäure, Meth- acrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Croton- und Isocroton- säure, Vinylessigsäure und Itaconsäure. Bevorzugt eingesetzt wird Acrylsäure.

Die Komponente a2 wird in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-% eingesetzt.

Der Aufbau des Copolymerisats (1) aus den Komponenten al und a2 erfolgt bevorzugt nach der gut bekannten Methode der Lösungspolymerisation in einem gegenüber den Komponenten al, a2 und a5 inerten Lösungsmittel in Gegenwart von 0,2 bis 4 Gew.-% eines Polymerisationsinitiators a3 bei Temperaturen zwischen 100 und 160°C und während einer Reaktionszeit, die im allgemeinen zwischen 2 und 10 Stunden beträgt.

Geeignete radikalische Initiatoren a3 sind organische Per¬ oxide wie z.B. Dibenzoylperoxid, Dicumylperoxid, Cumylhydro- peroxid, Di-tert.-butylperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, 2,2-Di-tert.-butylperoxybutan, tert.-Butylperbenzoat, 1,3- Bis-(tert.-butylperoxyisopropyl)-benzol, Diisopropylbenzol- monohydroperoxid, und Diacylperoxide wie z.B. Diacetylper- oxid, Peroxyketale wie z.B. 2,2-Di-(tert.-amylperoxy)-ρropan und Ethyl-3,3-di-(tert.-amylperoxy)-butyrat, thermolabile hochsubstituierte Ethanderivate, beispielsweise auf Basis Benzpinakol und auf Basis silylsubstituierter Ethanderivate. Weiterhin können auch aliphatische Azoverbindungen, wie z.B. Azobiscyclohexannitril, eingesetzt werden.

Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind aromatische Koh¬ lenwasserstoffe wie z.B. Toluol, Xylol; höher substituierte Aromaten wie z.B. Solventnaphtsr Schwerbenzol, verschie¬ dene Solvessσ*--Typen, verschiedene Shellsor*^-Typen und Deasol^ sowie aliphatische und cycloaliphatische Kohlen¬ wasserstoffe, wie z.B. verschiedene Testbenzine, Mineral¬ terpentinöl, Tetralin und Dekalin; Ester wie z.B. n-Butyl- acetat, Isobutylacetat, Hexylacetat, n-Butylbutyrat, Iso- butylisobutyrat, Methylglykolacetat, Ethylglykolacetat, Butylglykolacetat, Ethylenglykoldiacetat, Ethyldiglykolace- tat; Ether wie z.B. Diglykoldimethylether, Dibutylether, Di-sek.-Butylether, Ethylenglykolmonobutylether und Dioxan sowie Ketone wie z.B. Methylethylketon, Methylbutylketon, Ethylbutylketon, Diisopropylketon und Cyclohexanon.

Die Lösungspolymerisation der Komponenten al und a2 wird be¬ vorzugt derart durchgeführt, daß ein Teil des Lösungsmittels vorgelegt und auf die jeweilige Polymerisationstemperatur aufgeheizt wird. Die Monomeren und der in einem weiteren Teil des Lösungsmittels gelöste Polymerisationsinitiator werden, bevorzugt mittels getrennter Zuläufe, zudosiert. Be¬ vorzugt dauert der Initiatorzulauf etwa 1 bis 2 Stunden län¬ ger als der Monomerenzulauf, um so auch eine gute Wirkung während der Nachpolymerisationsphase zu erzielen. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, den Polymerisationsinitiator zusammen mit den Monomeren zuzugeben oder - falls Initiato¬ ren mit nur einer geringen Zerfallsrate unter den vorliegen¬ den Reaktionsbedingungen eingesetzt werden - den Initiator zusammen mit dem Lösungsmittel vorzulegen und nur die Mono¬ meren allmählich zuzugeben.

Die Reaktionsmischung wird bevorzugt so lange bei der Poly¬ merisationstemperatur gehalten, bis die Copolymerisations- reaktion vollständig ist. Danach wird bei Temperaturen zwischen 80 und 140°C die Komponente a5, ggf. verdünnt mit weiterem Lösungsmittel, bevorzugt zusammen mit dem Polymeri¬ sationsinhibitor a4, zudosiert. Es kann aber auch der Inhi¬ bitor direkt zu der Reaktionsmischung gegeben werden und nur die Komponente a5 zudosiert werden. Anschließend wird die

Reaktionsmischung zur Nachreaktion noch so lange bei Tempe¬ raturen zwischen 60 und 100°C gehalten, bis die Umsetzung der X-Gruppen der Komponente a2 mit den Y-Gruppen der Kompo¬ nente a5 vollständig ist.

Beispiele für den in Mengen von 0,05 bis 0,5 Gew.-% einge¬ setzten Polymerisationsinhibitor a4 sind die üblicherweise eingesetzten Verbindungen, wie z.B. Chinone und Phenole, wie z.B. Hydrochinon, p-tert.-Butylcatechol, p-Methoxyphe- nol, 2,4-Dichloro-6-nitrophenol, n-Propylgallat, Di-tert.- butyl-p-kresol,

2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butylphe ^ _jιol) , l-Amino-7-naphthol, p-Benzochinon, 2,6-Dichloro-p-

benzochinon, 2-Amino-l,4-naphthochinon, 3-Aminoanthrachinon, Diphenylamin, *L - und ß-Naphthylamin, p-Nitrosodimethylani- lin, Phenothiazin, N-Nitrosodimethylamin, Hexamethylphos- phoramid, n-Dodecylmercaptan, Benzenthiol, Phenylhydrazin,

Divinylacetylen, sowie verschiedene Antimon- und Kupfersalze.

Beispiele für geeignete ethylenisch ungesättigte Monomere a5 mit mindestens einer OH-, COOH- oder Epoxidgruppe sind die bereits bei der Beschreibung der Komponente a2 aufgeführten Hydroxyalkylacrylate und -methacrylate, die Hydroxyalkyl- ester anderer ethylenisch ungesättigter Mono- und Dicarbon- säuren, die dort aufgeführten ethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren sowie die dort beschriebenen unge- sättigten Epoxide. Bevorzugt eingesetzt werden die entspre¬ chenden Derivate der Acryl- und Methacrylsäure, wobei Gly¬ cidylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat und Acrylsäure ganz besonders bevorzugt eingesetzt werden.

Die Menge an eingesetzter Komponente a5 liegt bei 2 bis 15 Gew.-%. Bevorzugt wird die Menge der Komponente a5 so ge¬ wählt, daß das Äquivalentverhältnis der X-Gruppen des Copo- lymerisats (1) zu den Y-Gruppen der Komponente a5 1:1 be¬ trägt, d.h. die Komponente a5 wird in stöchiometrischer Menge in bezug auf die Komponente a2 zugegeben.

Eventuell bei der Additionsreaktion der Gruppe X und der Gruppe Y anfallendes Raktionswasser wird laufend aus der Re¬ aktionsmischung entfernt. Bevorzugt wird die Additionsreak- tion in Gegenwart von bis zu 0,5 Gew.-% eines geeigneten

Katalysators, z.B. üblichen Veresterungskatalysators, durch¬ geführt.

Das nach dem oben beschriebenen zweistufigen Verfahren her- gestellte Acrylatcopolymerisat A weist ein zahlenmittleres

Molekulargewicht zwischen 6000 und 14000, bevorzugt zwischen 8000 und 10000, und einen Doppelbindungsgehalt von 0,5 bis 1,5 Äquivalenten/1000 g Copolymerisat A auf.

Unter Verwendung dieses Acrylatcopolymerisats A wird nun nach gut bekannten Methoden (vgl. z.B. US-PS 4,035,321) eine strahlenhärtbare Überzugsmasse hergestellt.

Diese strahlenhärtbare Überzugsmasse enthält neben 10 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 35 Gew.-%, des Acrylatcopolymeri- sats A noch 4 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 35 Gew.-%, ei¬ ner Mischung B verschiedener ungesättigter Verbindungen.

Als erste Komponente bl der Mischung B enthält die Überzugs¬ masse 2 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 8 bis 12 Gew.-%, eines Mo- nomers oder Oligomers mit 3 Acryloylgruppen.

Beispiele für geeignete Verbindungen sind Glycerintriacry- lat, Pentaerythrittriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolethantriacrylat sowie Triacrylat-Oligomere mit einem Molekulargewicht (Zahlenmittel) unter 800, beispiels¬ weise Triacrylate auf der Basis von Umsetzungsprodukten der Acrylsäure mit Di- und Triolen oder auf der Basis von Um¬ setzungsprodukten der Acrylsäure mit niedermolekularen hy- droxylgruppenhaltigen Polyestern. Bevorzugt eingesetzt wird ein mit Acrylsäure verestertes propoxiliertes Glycerin mit einem mittleren Molekulargewicht von 480.

Derartige Triacrylat-Monomere bzw. -Oligomere sind bekannt und in Form verschiedener Handelsprodukte auf dem Markt er¬ hältlich. Bevorzugt eingesetzt wird das unter der Bezeich- nung "OTA 480" von der Firma UCB, Drogenbos, Belgien, ver¬ triebene Handelsprodukt eingesetzt.

Weiterhin enthält die erfindungsgemäße, strahlenhärtbare Überzugsmasse als Komponente b2 noch 2 bis 20 Gew.-%, bevor- zugt 8 bis 12 Gew.-%, eines polyethylenisch ungesättigten aliphatischen Oligomers der Formel (I):

Diese Verbindung ist bekannt und wird beispielsweise unter der Bezeichnung "SANTOLINK XI 100" von der Firma Monsanto vertrieben.

Als Komponente b3 in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-%, bevor¬ zugt 6 bis 10 Gew.-%, eingesetzt werden difunktionelle Acryl-Carbonat-Monomere. Bevorzugt werden difunktionelle Acryl-Carbonat-Monomere folgender Formel eingesetzt:

COO-CH2-CH2-0-COO-CH2-CH2-0-CH2-CH2-0-COO-CH2-CH2-OOC

I I

CH CH II |1

CH2 CH2

Diese Verbindung ist bekannt und wird beispielsweise unter der Bezeichnung "Acticryl CL 993" von der Firma SNPE er¬ trieben.

Als Fotoinitiator (Komponente C) für die strahlenhärtbaren Überzugsmassen geeignet sind die üblichen und an sich be- kannten Fotoinitiatoren bzw. Fotoinitiatorsysteme, bei¬ spielsweise Benzoin, Benzoinether, substituierte Benzoine, Alkylether von substituierten Benzoinen, wie z.B.e» -Methyl- benzoinalkylether oder «(-Hydroxymethylbenzoinalkylether;

Benzile, Benzilketale, z.B. Benzildimethylketal, Benzil- methylethylketal, Benzilmethylbenzylketal; Initiatoren auf Keton-Basis, z.B. Benzophenon und seine Derivate, wie 4,4'- Dimethylaminobenzophenon, 4,4'-Diethylaminobenzophenon, Ace- tophenon, Diethoxyacetophenon, m-Chloroacetophenon, Propio- phenon, Hydroxycyclohexyl-phenyl-keton, 2-Hydroxy-2- methyl-1-phenyl-propan-l-on; Anthrachinon und seine Derivate sowie Thioxanthon und seine Derivate sowie auch Mischungen verschiedener Initiatoren. Bevorzugt eingesetzt werden eine Kombination von Benzophenon und 2-Hydroxy-2-methyl-l- phe- nyl-propan-1-on im Verhältnis 4:1 bis 2:1 oder eine Kombina¬ tion von Benzophenon und Hydroxycyclohexyl-phenyl-keton im Verhältnis 3:1 bis 5:2 oder als alleiniger Initiator Di- ethoxyacetophenon. Der Fotoinitiator (Komponente C) wird üb¬ licherweise in einer Menge von 1 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Überzugsmasse, eingesetzt.

Weiterhin können die strahlenhärtbaren Überzugsmassen gege- benenfalls noch übliche Hilfs- und Zusatzstoffe (Komponente D) in Mengen von 0 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Überzugs¬ massen, enthalten. Beispiele hierfür sind als Synergisten wirksame Verbindungen wie z.B. tertiäre Amine, Verlaufs¬ mittel und Weichmacher.

Zur Erhöhung der Aushärtegeschwindigkeit können den Über¬ zugsmassen auch 0,02 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Überzugs¬ masse, Sikkative zugesetzt werden. Beispiele für geeignete Trockenstoffe sind Metallsalze (cyclo)aliphatischer, natür- licher oder synthetischer Säuren, z.B. der Linol-,

Naphthen- oder 2-Ethylhexansäure, wobei als geeignete Me¬ talle Kobalt, Mangan, Blei, Zirkon, Calcium und Zink zu nen¬ nen sind. Selbstverständlich können auch Mischungen ver¬ schiedener Sikkative verwendet werden.

Zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit können auch gegebe¬ nenfalls 0,5 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf die Überzugsmasse, eines aminofunktionellen Organosilans, beispielsweise

N-ß-Aminoethyl-aminopropyltrimethoxysilan oder triaminomodi- fiziertes Propyltrimethoxysilan (z.B. Haftvermittler DYNASYLAI^, Typ "TRIAMO", Handelsprodukt der Dynamit-Nobel Chemie), zugesetzt werden. Gleichzeitig wirken diese amino- funktioneilen Silane auch als Synergisten. Weiterhin können aber auch 0,5 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf die Überzugsmasse, eines glycidylfunktionellen Silans, z.B. y~Glycidyloxypro- pyltrimethoxysilan, zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit zugesetzt werden.

Zur Einstellung einer für die jeweilige Applikationsmethode günstigen Viskosität sowie für die Lösung des Acrylatcopoly- merisats A können die erfindungsgemäß eingesetzten strahlen¬ härtbaren Überzugsmassen auch 0 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 25 bis 50 Gew.-%, eines oder mehrerer gegenüber den einge¬ setzten Komponenten inerten Lösungsmittel enthalten. Bei¬ spiele für geeignete Lösungsmittel sind die bereits bei der Herstellung der Acrylatcopolymerisate A auf Seite 9 dieser Beschreibung aufgeführten Lösungsmittel.

Die strahlenhärtbaren Überzugsmittel können durch Spritzen, Walzen, Fluten, Tauchen, Rakeln oder Streichen auf die zuvor gereinigte, insbesondere entfettete, Oberfläche aufgebracht werden. Bei der Weiterverarbeitung der beschichteten Sub- strate zu Reflektoren, beispielsweise Scheinwerferreflekto¬ ren, erfolgt die Applikation bevorzugt mittels Tauchen, Flu¬ ten oder Spritzen, gegebenenfalls in Kombination mit einem Abschleudervorgang.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu beschichtenden Reflektor-Grundkörper bestehen im allgemeinen aus Metall (z.B. Stahl o.a.) oder aus duroplastischem Kunststoff auf Basis von LP (= low profile)-Polyester-Duroplasten, d.h. Po-

lyester-Duroplast-Formkörpern mit einer geringen Volumen- schwindung beim Warmpressen oder faserverstärkten Kunst¬ stoffteilen auf Basis von BMC-Massen (= bulk moulding compounds) .

Die erfindungsgemäßen strahlenhärtbaren Überzugsmassen eig¬ nen sich aber - wie bereits mehrfach erläutert - nicht nur hervorragend für die Herstellung von Reflektoren, sondern auch für die Beschichtung glatter Oberflächen, beispielswei¬ se Glas, Metalle wie z.B. Stahl, Aluminium, Schwarzblech, Weißblech, und verschiedener Kunststoffe (z.B. LPP- und BMC-Kunststoffe, s.o.). Außerdem sind die erfindungsgemäßen Überzugsmassen hervorragend geeignet als Schutzüberzug be- reits metallisierter Reflektoren.

Die Trockenfilmschichtdicken der Überzugsmasse liegen beim Einsatz als Bedampfungsgrundlack oder als Schutzschicht ei¬ ner Metallisierung im allgemeinen zwischen 5 und 40.um. Die jeweilige Schichtdicke hängt dabei von verschiedenen

Faktoren, z.B. dem Untergrund, der Applikationsmethode und den Aushärtebedingungen ab.

Die Härtung der Lackfilme erfolgt mittels Strahlung, bevor- zugt mittels UV-Strahlung. Die Anlagen und Bedingungen für diese Härtungsmethoden sind bekannt (vgl. z.B. Dr. R. Holman, Dr. P. Oldring, "UV and EB-Curing, Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints", Sitan-Technology, London 1988) und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.

Für die Herstellung des Spiegelbelags wird im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Metallschicht auf die Lackschicht aufgebracht. Bevorzugt erfolgt dies durch Aufdampfen der Metallschicht im Vakuum. Dabei bestehen keine grundsätzlichen Schwierigkeiten, beliebige Metalle zu verdampfen und auf der Lackschicht des Reflektors niederzu¬ schlagen. Vorteilhafterweise ist aber das Metall je nach Verwendungszweck auszuwählen.

Für die Herstellung des Spiegelbelags von Scheinwerferspie¬ geln für Kraftfahrzeuge und dergleichen empfiehlt sich die Verwendung von Aluminium. Aluminiumspiegel haben ein sehr hohes Reflexionsvermögen über den gesamten Bereich des sichtbaren Lichts. Spiegelbeläge aus Aluminium sind darüber hinaus weitgehend beständig gegen Anlaufen und chemische Korrosion.

Gute und sehr haltbare Reflektoren können auch mit Spiegel¬ belägen aus Silber, die mit einem aus aufgedampftem Quarz bestehenden Schutzüberzug versehen sind, erhalten werden.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläu¬ tert. Alle Angaben über Teile und Prozentsätze sind Ge¬ wichtsangaben, falls nicht ausdrücklich etwas anderes fest¬ gestellt wird.

Herstellung eines Acrylatcopolvmerisats A mit ethylenisch ungesättigten Seitenketten

38,2 Teile n-Butylacetat werden in einem temperierbaren, mit Rührer, Rückflußkühler, Thermometer und Zulaufeinrichtungen ausgestatteten Reaktionskessel vorgelegt und auf 120°C auf¬ geheizt. Im Verlauf von 4 h wird unter Konstanthalten der Temperatur bei 120°C eine Mischung aus 20,1 Teilen Methyl- methacrylat, 19,6 Teilen Ethylacrylat, 3,1 Teilen Acrylsäure und 0,8 Teilen t-Butylperbenzoat zugetropft. Anschließend wird noch 5 h bei 120°C nachpolymerisiert. Dann werden bei 110°C 12,6 Teile n-Butylacetat, 5,5 Teile Glycidylmethacry¬ lat und 0,1 Teile Hydrochinon gemeinsam im Laufe von 2 h zu¬ getropft. Die Reaktionsmischung wird noch 3 bis 4 h bei 80°C gerührt und dann abgekühlt.

Das so erhaltene Acrylatcopolymerisat A weist ein zahlen¬ mittleres Molekulargewicht von 8949 (bestimmt mittels GPC und berechnet mittels einer mit Polystyrolstandard erstell¬ ten Eichkurve) und einen Doppelbindungsgehalt von 1,0 Äqui¬ valenten/1000 g Copolymerisat auf.

Beispiel 1

Es wird eine strahlenhärtbare Überzugsmasse nach bekannten Methoden (vgl. z.B. Dr. R. Holman, Dr. P. Oldring, "UV and EB-Curing, Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints", Sitan-Technology, London 1988) aus folgenden Kompo- nenten hergestellt:

23,0 Teile Acrylatcopolymerisatlösung 7,5 Teile difunktionelles Acryl-Carbonat-Monomer der Formel

COO-CH2-CH2-0-COO-CH2-CH2-0-CH2-CH2-0-COO-CH2-CH2-OOC

CH CH

I!

CH2 CH2

("Acticryl (L 993", Handelsprodukt der SNPE)

0,2 Teile eines für strahlenhärtbare Lacke üblichen Addi¬ tivs auf Basis eines Dimethylpolysiloxan- Polyester-Cokondensats

4,0 Teile Benzophenon

1,0 Teile 2-Hydroxi-2-methyl-l-phenyl-propan-l-on 9,0 Teile eines handelsüblichen Oligomers mit 3 Acryloyl- gruppen, Molekulargewicht = 480 (Handelsprodukt "OTA 480" der Firma UBC, Drogenbos, Belgien) 9,0 Teile polyethylenisch ungesättigtes aliphatisches Oli¬ gomer der Formel

46,3 Teile n-Butylacetat

Diese Überzugsmasse wird auf ein gereinigtes und entfettetes Stahlblech gespritzt (Trockenfilmstärke 25.um) .

Die Aushärtung der Überzugsmasse erfolgt mit Hilfe einer UV-Bestrahlungsanlage, ausgerüstet mit zwei Hg-Mitteldruck- strahlern von je 80 W/cm Lampenleistung, bei einer Bandge¬ schwindigkeit von 10 m/min, in 4 Durchl ufen. Die einge-

2 strahlte Dosis beträgt hierbei 0,8 J/cm (gemessen mit dem

Dosimeter UVICURE, System EIT, der Firma Eltosch) .

Sofort anschließend wird die Haftung mit der Gitterschnitt¬ methode nach DIN 53151 geprüft. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt. Außerdem wird noch die Haftung nach der sogenannten Tesafilπr^-Abrißmethode bestimmt. Dabei wird ein Tesafilπr^-Streifen auf den Lackfilm gepreßt und

danach abgerissen. Die Fläche des dabei vom Träger entfern¬ ten Lackfilms wird ermittelt und das Ergebnis benotet (0 = 100 %, 1 = 90 %, ... und 5 = <20 % unbeschädigte Lackober- fläche) . Auch das Ergebnis dieser Prüfung ist in Tabelle 1 dargestellt.

Die erhaltene Beschichtung zeichnet sich außerdem durch eine gute Einebnung des Untergrundes aus. Bei einer anschließen- den Verspiegelung mit Metall tritt keine Irisierung auf, da beispielsweise keine mikrofeinen Ausgasungen aus der Lack¬ schicht auftreten. Außerdem resultiert auch eine sehr gute Haftung der Metallschicht auf der Lackschicht. Auch eine Überlackierung der Metallschicht mit dieser strahlenhärtba- ren Überzugsmasse ist möglich, wobei ebenfalls eine gute Lackhaftung resultiert.

Beispiel 2

Die in Beispiel 1 beschriebene strahlenhärtbare Überzugs¬ masse wird nach dem Tauchverfahren auf eine gereinigte und vor allem gründlich entfettete Glasplatte appliziert (Trockenfilmstärke 25 .um) .

Die Überzugsmasse wird analog Beispiel 1 mittels UV-Strah- lung gehärtet (Dosisleistung 0,8 J/cm ). Sofort an¬ schließend wird analog Beispiel 1 die Haftung mittels der Gitterschnittprüfung nach DIN 53151 und mittels der Tesa- filrrV-*- Abrißmethode geprüft. Die Ergebnisse sind in Ta- belle 1 dargestellt.

Beispiel 3

Die in Beispiel 1 beschriebene strahlenhärtbare Überzugs- masse wird auf eine gereinigte (vor allem entfettete)

LPP-Duroplast-KunststoffOberfläche gespritzt (Trockenfilm¬ stärke 25,um) .

Analog Beispiel 1 wird die Überzugsmasse mittels- UV-Strah-

2 lung gehärtet (Dosisleistung 0,8 J/cm ) und sofort an¬ schließend die Haftung nach der Gitterschnittmethode und der Tesafilm « -^Abrißmethode bestimmt Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1: Prüfergebnisse

Beispiel Gitter¬ Tesafilrή®- schnitt Test

1

2 | o-i 1

3 1 o 0




 
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