Coils (Band), mit einem chromatfreien, organischen, UV-härtenden Korrosions- schutzüberzug und zur Aushärtung durch Bestrahlung mit UV-Licht.

Wegen der hohen Anforderung an den Korrosionsschutz werden in der Bau-, Hausgeräte-und Automobilindustrie in steigendem Umfang metallisch vorver- edelte, insbesondere schmelztauchveredelte Feinbleche eingesetzt. Neben den bewährten feuerverzinkten Blechen werden in neuerer Zeit auch Überzüge mit Zink-Aluminiumlegierungen und elektrolytisch verzinkte Bleche eingesetzt. Auf ungeschützten Zink oder Zink-Aluminiumüberzügen bildet sich bei Anwesenheit von Wasser und Luftsauerstoff rasch eine relativ lockere voluminöse Schicht aus Zinkhydroxid (Weißrost), die bei größeren Anteilen von Aluminium eine graue bis schwarze Färbung aufweist (Schwarzrost), welche nur noch eine geringe Schutz- wirkung besitzt.

Um die Zinkoberfläche gegen den Angriff von Wasser und Luftsauerstoff zu passi- vieren, hat es sich deshalb schon seit langen bewährt, eine dünne Chromatschicht aufzubringen, indem man eine dünne Schicht von Chromtrioxid in Wasser, gege- benenfalls in Gegenwart von Komplexen von Zirkon-oder Siliziumfluorwasser- stoffsäuren, aufbringt und eintrocknet, wodurch sich oberflächlich eine dünne Schicht von Zinkchromat, in die zusätzlich Zirkon-und Fluoridionen eingelagert sind, bildet und die unterliegende Schicht von reinem Zink schützt.

Eine weitere Verbesserung des Korrosionsschutzes kann dadurch erreicht wer- den, daß auf diese Chrompassivierungsschicht zusätzlich noch ein Schutzfilm, beispielsweise auf Basis von Polyacrylaten aufgebracht wird. Es ist auch be- schrieben, anstelle von Chromat direkt einen Polyacrylatfilm aufzubringen, jedoch ist die Passivierungswirkung weniger gut als kombinierte Anwendung (Vergleiche B. Schuhmacher et al., Bänder Bleche Rohre Vol. 9 (1997) Seite 24 bis 28).

Nachteilig an diesen Verfahren ist es einerseits, daß Chromverbindungen giftig sind und ihre Anwendung und Verarbeitung daher aus Umweltschutzgründen vermieden werden sollte und andererseits der Auftrag von polymeren Schutz- filmen, insbesondere Acrylatlacken, selbst in den verwendeten dünnen Schichten von wenigen um, ein Trocknen oder Einbrennen bei Temperaturen von bis zu 150 °C in einem unmittelbar hinter dem zum Auftragen der Versiegelung dienenden Coater erfordern, wobei der Ofen bei den heutigen Produktionsgeschwindigkeiten solcher Coils eine erhebliche Länge haben muß, um eine ausreichend gleich- mäßige Trocknung und Einbrennung des Lacks zu ermöglichen. Entstehende Lö- semitteldämpfe bilden einen zusätzlichen Nachteil dieses Verfahrens. Eine Verar- beitung von bei Temperaturen von ungefähr 120 °C thermisch selbst vernetzen- den und härtenden Blechen (Bake-Hardening) nach diesem Verfahren ist nicht möglich, da die Einbrenntemperaturen des Lacks höher liegen als die Vernet- zungstemperatur und somit solche Bleche vorzeitig erhärten würden.

Aus der DE 197 51 153 A1 ist eine chromatfreie Coilbeschichtung von Stahl- blechen bekannt, bei der Titan-, Mangan-und/oder Zirkoniumsalze mit olefinisch ungesättigten polymerisierbaren Carbonsäuren und ggf. weiteren olefinischen Comonomeren in einer 0,5 bis 10 um dicken Schicht aufgetragen und durch UV- Licht in 3 Minuten ausgehärtet wird. Für den Korrosionsschutz entscheidend ist ein hoher Anteil der Metallsalze, da salzfreie Beschichtungen korrodieren. Die lange Aushärtungszeit macht solche Beschichtungen für einen kontinuierlichen Einsatz bei der Coilherstellung ungeeignet. Ein Gehalt an Lösungsmittel und/oder leicht verdampfenden Comonomeren stellt wegen der Brandgefahr ein weiteres Produk- tionsrisiko dar.

Aus der DE 25 21 986 sind UV-strahlungshärtende Überzugszusammensetzungen aus Addukten aus Acrylsäure und einem Epoxyharz bekannt, die noch Reaktions- Acrylatmonomer enthalten und als Lackschichten von 1 bis 20 mg je 6,4 cm2, d. h. ca. 1,5 bis 30 , m Schichtdicke, auf Metall, Papier, Leder etc. aufgebracht werden können. Die Aushärtung erfolgt durch UV-Bestrahlung über 1 bis 30 Sekunden und 6 Minuten Nachhärtung bei 165 °C. Fur Coilbeschichtungen sind solche Be- schichtungen nicht geeignet, da sie wegen ihrer Dicke nicht verformbar sind und die hohen Einbrenntemperaturen zu einer vorzeitigen Härtung der Bleche führen.

Aus der EP 0 257 812 A2 ist ferner bekannt, einen Schutzüberzug für Metalle, Kunststoff oder Holz aus einer Mischung eines Nitril/Acrylat-Copolymers mit einem multifunktionalen Monomer, in einem reaktiven Verdünner aus einem olefinisch ungesättigten polymerisierten Monomer wie Acrylester durch UV-Härtung her- zustellen. Das System ist somit frei von nicht reagierenden Lösungsmitteln. Die Schichtdicke beträgt 2,5 bis 76 J. m, die Aushärtung mit UV-Licht erfolgt bei Raum- temperatur, bis der Überzug nicht mehr klebrig ist. Dies erfordert erhebliche Zeit, zudem sind diese Mischungen aufgrund des Monomeranteils brennbar.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Beschichtung von Blechen, insbesondere von verzinkten Blechen, zu finden, mit dem ein dünner Korrosions- schutz-Film schnell und ohne Anwendung hoher Temperaturen aufgebracht und gehärtet werden kann, und das vorzugsweise auch ohne Vorbehandlung mit Chrom eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs ermög- licht und durch die der Unteransprüche gefördert.

Der Begriff"Blech"im Sinne dieser Anmeldung umfaßt Tafelblech, Coil ("Band"), Bandabschnitte und Stanzteile. Das Blech ist vorzugsweise gut umformbar.

Grundsätzlich können sehr viele unterschiedliche metallische Oberflächen von Blechen als Substrat zur Beschichtung verwendet werden. Hierzu gehören insbe- sondere Aluminium, aluminiumhaltige Legierungen, Magnesiumlegierungen, Stäh- le, Edelstähle, Titan, Titanlegierungen, Reinzink, zinkhaltige Legierungen und ver- zinkte Oberflächen, vor allem feuer-bzw. elektrolytisch verzinkte Oberflächen.

Die erfindungsgemäß verwendeten, durch UV-Licht härtbaren Überzugsmittel sind bekannt. Neben Lacksystemen auf Lösemittelbasis, wässrigen Systemen oder Pulvereinbrennlacken, die in der Industrielackierung hauptsächlich verarbeitet werden, bilden solche strahlungshartenden Harze mit lediglich 4 % Marktanteil jedoch eher exotische Produkte. Strahlungshärtbare wässrige Lacksysteme wer- den vor allem im Holzlackbereich eingesetzt, gefolgt von Überdrucklacken und letztlich Druckfarben. Eine andere Anwendung ist die Strahlungshärtung einer fe- sten Schicht über eine Maske, so daß die unbelichteten Flächen ausgewaschen werden können und sich aus den gehärteten Stellen beispielsweise ein Druckrelief bilden läßt. Andere Anwendungen sind Kunststofflackierungen von PVC-Fuß- böden, Skiern und die Verwendung von viskosen Polymer-/Reaktionsverdünner- mischungen in lichthärtbaren Dentalmassen.

Daß sich mit wässrigen Suspensionen UV-härtbarer Massen dünne, auf Metall- oberflächen festhaftende und auch bei thermischer und Biegebeanspruchung nicht abplatzende Überzüge bilden lassen, war bisher nicht bekannt.

Gegenüber den bisher bekannten Lacküberzügen haben die erfindungsgemäßen wässrigen UV-härtbaren Massen den großen Vorteil, daß sie schnell auch bei ver- gleichsweise niedrigen Temperaturen, vorzugsweise Temperaturen im Bereich von 20 bis 40 °C, aushärten, keine organischen Lösemittel freigesetzt werden müssen und sich dichte, feste, einen guten Korrosionsschutz bildende Beschich- tungen bilden.

Überraschenderweise faßt sich das als viskositätsregulierendes Mittel zugesetzte Wasser aus den für den Korrosionsschutz von Coils notwendigen dünnen Schich- ten, vorzugsweise Schichten im Bereich von 1 bis 2 um Trockenfilmdicke, bei Temperaturen im Bereich von 50 bis 100 °C schnell austreiben, insbesondere in einem Zeitraum von 6 bis 2 Sekunden, so daß eine kontinuierliche Verarbeitung möglich ist.

Ein weiterer Vorteil solcher UV-härtenden Beschichtungssysteme besteht darin, daß sie nur oder fast nur unter UV-Licht aushärten und daher gut gelagert werden können und Verunreinigungen der Maschinen und Reste des Beschichtungs- mittels, die nicht dem UV-Licht ausgesetzt waren, in den Auftragsystemen leicht mit Wasser abgewischt bzw. abgewaschen werden können, während bei den übli- chen lösemittelhaltigen Lacken angetrocknete Reste festhaftende Filme bilden, die nur mit Schwierigkeiten wieder entfernt werden können. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel liegt darin, daß sie einen vergleichsweise geringen Gleitreibungskoeffizienten, vorzugsweise im Bereich von 0,10 bis 0,14, aufweisen, welcher eine gute Umformbarkeit der Bleche beispielsweise bei Walz- profilen, beim Tiefziehen oder Abkanten ermöglicht, wobei solches Grenzzieh- Verhalten beispielsweise mit dem üblichen Näpfchenziehtest ermittelt wird und als das Verhältnis aus dem Durchmesser der größten ohne Falten durchzuziehenden Blechronde zum Stempeldurchmesser definiert ist. Für verzinkte Bleche wird mit einer erfindungsgemäßen Versiegelung in der Dicke von circa 1 um beispielsweise ein Gleitreibungskoeffizient von 0,1 erreicht. Erfindungsgemäße Beschichtungen lassen sich normalerweise gut verkleben oder mit zusätzlichen Farblackierungen verbinden, so daß sie gleichzeitig als Primer wirken.

Strahlungshärtbare Überzugsmittel werden zusammengesetzt aus einem wasser- verdünnbaren, strahlungshärtbaren Basisharz, gegebenenfalls Elastifizierungshar- ze, sowie einem oder mehreren Photoinitiatoren. Zusätzlich lassen sich noch Addi- tive, wie den Kontakt zum Metall verbessernde bzw. die Polymerisation steuernde Mittel, beispielsweise Phosphorsäureacrylate, acryl-funktionelle Polydimethylsilo- xane, Aluminiumphosphat oder Aminverbindungen mit Vorteil hinzufügen.

Lösungsmittelfreie strahlungshärtbare Überzugsmittel nach dem Stand der Tech- nik benötigen, um verarbeitbar zu sein, erhebliche Mengen der"Reaktivverdün- ner", welche gleichzeitig als Lösemittel und polymerisierende Komponente wirken.

Es ist dabei bekannt, daß diese Reaktivverdünner mit zunehmendem Molekular- gewicht an Viskosität zunehmen, andererseits bei niederem Molekulargewicht- insbesondere im Bereich von 100 bis 250 g/mol (20 sec./ISO 2431/5)-zwar nied- rigviskos sind und somit Lösemitteleigenschaften, aber auch einen entsprechend höheren Dampfdruck aufweisen, so daß sie während der Verarbeitung in die Um- gebung emittiert werden bzw.-soweit sie nicht voliständig in die Lackmatrix ein- gebunden werden-nachträglich noch aus dem ausgehärteten Lack emittiert wer- den können.

Erfindungsgemäß werden daher wässrige strahlungshärtbare Lacke verwendet, welche als wässrige Dispersionen oder Emulsionen verarbeitet werden können, so daß sie auf die Zusätze niedrigmolekularer Reaktivverdünner verzichten können.

Als Bindemittel können solche Produkte Basisharze, als wässrige Dispersionen oder Emulsionen aus Polyacrylat, ungesättigte Acryiesterharze und/oder Urethan- acrylharze hergestellt, sowie Emulgatoren, Tenside und/oder Konservierunsstoffe und Wasser enthalten. Diese Produkte bilden beim Abtrocknen Filme, die durch Strahlung nachgehärtet werden. Elastifizierungsharze und Photoinitiatoren sowie sonstige Additive entsprechen den bei wasserfreien Mischungen bekannten Pro- dukten, wobei als Additive zusätzlich noch Emulgierungsmittel für die Harze, Schutzkolloide etc. in geringen Mengen zugefügt werden können.

Die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen UV-Lacke kann in relativ weiten Grenzen variieren, wobei übliche Rezepturen beispielsweise Bindemittel 25 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-%, Photoinitiatoren 1 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 6 Gew.-%, Additive 0 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% und Wasser 70 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 40 Gew.-% enthalten.

Eine weitere Verdünnung der Systeme mit Wasser ist jedoch möglich, um damit besonders dünne Trockenfilmschichten zu erreichen. Dann enthalten die Mi- schungen insbesondere : Bindemittel 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, Photoinitiatoren 0,1 bis 6 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, Additive 0 bis 4 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 2,5 Gew.-% und Wasser 90 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 80 bis 65 Gew.-%.

Insbesondere Pigmente können darüber hinaus mit einem Gehalt im Bereich von 0,1 bis 60 Gew.-%, insbesondere mehr als 5 oder sogar mehr als 8 Gew.-%, vor- zugsweise weniger als 32 oder sogar weniger als 25 Gew.-% enthalten sein. Der Gehalt an Pigment wird dabei über die Summe aller anderen Bestandteile einer Mischung einschließlich der Lösemittel = 100 Gew.-% hinaus berechnet, so daß eine Mischung mit z. B. 12 Gew.-% Pigment (e) insgesamt 112 Gew.-% aufweist.

Da die auf Acrylatbasis aufgebauten strahlungsgehärteten Filme durch die an sich gewünschte Härte in gewissen Mischungen eventuell zu spröde sind und daher zum Abplatzen von dem Untergrund neigen können, ist es vorteilhaft, in diesen Fällen ein elastifizierendes Bindemittel zuzufügen, wozu sich die Zumischung un- gesättigter aliphatischer Urethanacrylat-Präpolymerisate oder Polyurethandisper- sionen bewährt hat. Diese Stoffe werden ggf. in Mengen von bis zu 15 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 10 Gew.-%, zugefügt.

Als Additive können z. B. Antioxidantien, Biozide, Dispergierungsmittel, Entschäu- mer, Füllstoffe, Haftvermittler wie z. B. Silane, Netzmittel, Pigmente, Wachse oder/und Stabilisatoren zugesetzt werden bzw. bereits im zuzumischenden Pro- dukt enthalten sein. Dimethylsiloxane können hierbei als Gleit-und Benetzungs- additiv dienen, Polyethylenwachse als Umformhilfe, Aluminiumphosphate, Erdal- kalioxide und Morpholin-Derivate als Korrosionsschutzadditiv.

Als Pigmente können u. a. anorganische oder/und organische Korrosionsinhibito- ren, elektrisch leitfähige Polymere, elektrisch leitfähige Partikel, wie z. B. Oxide, Phosphate, Phosphide insbesondere von Aluminium oder/und Eisen bzw. Gra- phit/Ruß, anorganische Pigmente wie z. B. Carbonate, Oxide, Phosphate, Phos- phide, Silicate, Graphit-Glimmer, insbesondere in Form von Schicht-bzw. Nano- partikeln, vorteilhaft zugesetzt werden.

Bevorzugte Mischungen aus Basisharzen, Elastifizierungsharzen, Photoinitiatoren und Additiven können z. B. sein : Polyesteracrylat-Urethanacrylat-Phenylketon-Dimethylsiloxan oder Polyester-und Styrolacrylat-Urethanacrylat-Phenylketon-Dimethylsiloxan oder Polyester-und Reinacrylat-Urethanacrylat-Phenylketon-Dimethylsiloxan oder Polyester-, Styrol-und Reinacrylat-Urethanacrylat-Phenylketon-Dimethyl- siloxan oder Polyesteracrylat-Urethanacrylat-Phenylketon-Dimethylsiloxan und Phosphor- säureester.

Die Mischungen liegen als Dispersionen, insbesondere als Emulsionen, vor, die hier auch als Überzugsmittel bezeichnet werden. Das Überzugsmittel dient vor- zugsweise als Primer, insbesondere als Gleitprimer.

Vor dem Auftragen des Überzugsmittel auf die metallische Oberfläche des Sub- strates ist eine homogene Mischung aus den Bestandteilen des Überzugsmittels herzustellen, die ggf. noch mit einer größeren Menge an vollentsalztem Wasser verdünnt und homognisiert wird. Das Homogenisieren kann durch Umrühren erfol- gen. Mit der Zugabe dieser Menge kann vorteilhafterweise auch gleichzeitig die Verarbeitungsviskosität eingestellt werden. Während der Verarbeitung kann es erforderlich sein, bis zu 10 Vol.-% vollentsalztes Wasser zu ergänzen und zu ho- mogenisieren.

Die Viskosität des Überzugsmittels beim Auftrag durch Walzen liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 40 sec./ISO 2431/5, beim Auftrag durch Spritzen vorzugs- weise im Bereich von 12 bis 20 sec./ISO 2431/5.

Der Festkörperanteil des Überzugsmittels beim Auftrag durch Walzen liegt vor- zugsweise im Bereich von 20 bis 35 %, beim Auftrag durch Spritzen vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25 %, wobei der Gehalt an Pigmenten noch nicht berück- sichtigt ist. Die einzelnen zugesetzten Pigmente können jeweils eine mittlere Parti- kelgröße im Bereich von 0,001 bis 10 um aufweisen, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 4 um.

Die Dichte des Überzugsmittels beim Auftrag durch Walzen liegt vorzugsweise im Bereich von 1,1 bis 1,2 g/cm3, beim Auftrag durch Spritzen liegt vorzugsweise im Bereich von 1,05 bis 1,1 g/cm3, wobei der Gehalt an Pigmenten noch nicht be- rücksichtigt ist.

Der pH-Wert des Überzugsmittels beim Auftrag durch Walzen oder/und durch Spritzen liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 3.

Die Mischungen werden vorteilhafterweise so ausgewählt, daß eine ausreichende oder vollständige Vernetzung bzw. Aushärtung allein durch aktinische Strahlung erreicht werden kann, ohne daß eine zusätzliche thermische Vernetzung bzw.

Aushärtung erforderlich ist.

Das Überzugsmittel kann mit den grundsätzlichen bekannten Verfahren auf der/den metallischen Oberflache (n) des Substrats aufgetragen werden. Der Auf- trag des Überzugsmittels kann an einzelnen Blechen oder an einem Blech in Form eines Bandes (Coils) erfolgen. Besonders vorteilhaft ist ein Aufwalzen z. B. mit ei- nem Rollcoater, ein Aufspritzen und Abquetschen mit einer Walze oder ein Tau- chen und Abquetschen mit einer Walze insbesondere im Inline-Verfahren. Mit dem Inline-Verfahren ist ein Überzugsmittelauftrag, insbesondere ein Primerauftrag, in einer Verzinkungslinie, gemeint. Alternativ ist u. a. eine Beschichtung in einer Coil- Coating-Linie (Off-Line) möglich. Vor oder zum Auftragen des Überzugsmittels muß dieses nicht aufgewärmt werden. Vorzugsweise weist das Überzugsmittel beim Auftragen auf die metallische Oberfläche eine Temperatur im Bereich von 18 bis 40 °C, insbesondere von 20 bis 25 °C, auf. Umgekehrt ist es vorteilhaft, wenn das Substrat mit der metallischen, zu beschichtenden Oberfläche beim Auftragen des Überzugsmittels eine Temperatur im Bereich von 18 bis 60 °C, insbesondere von 25 bis 40 °C, aufweist.

Das Überzugsmittel kann mit einer Naßfilmdicke im Bereich von 0,2 bis 100 um, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 75 um, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 40 um, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 20 um, aufgebracht werden. Nach dem Trocknen und nach aktinischer Bestrahlung beträgt die Trok- kenfilmdicke des erzeugten Korrosionsschutzüberzugs vorzugsweise 0,1 bis 20 um, besonders bevorzugt 0,3 bis 12 um, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 8 um, vor allem 0,8 bis 6 um. Die Schichtdicke kann beispielsweise gravimetrisch be- stimmt werden.

Der Auftrag des Überzugsmittels auf die metallische Oberfläche erfolgt vorzugs- weise auf ein frisch mit einer metallischen Schicht beschichteten Oberfläche wie z. B. einer Verzinkungsschicht oder auf eine gereinigte oder/und gebeizte und ggf. zusätzlich aktivierte metallische Oberfläche. Darüber hinaus kann mindestens eine Vorbehandlungsschicht wie z. B. eine Phosphatschicht aufgebracht sein, auf die dann das erfindungsgemäße Überzugsmittel aufgetragen werden kann.

Selbstverständlich muß der wasserhaltige Harzfilm nach dem Auftragen auf min- destens einer der Oberflächen des Blechs zunächst getrocknet werden, bevor ei- ne Vernetzung und Aushärtung durch UV-Bestrahlung erfolgen kann. Die Nachtei- le des zusätzlichen Trocknungsschritts werden jedoch durch den Verzicht auf mo- nomere Bestandteile und durch die größere Härte und Festigkeit der entstehenden getrockneten Filme wieder ausgeglichen. Im übrigen kann das enthaltene Wasser bei Substrattemperaturen im Bereich von 50 bis 100 °C abgetrocknet werden, so daß die Umwandlungstemperatur von z. B. 120 °C auch bei selbsthärtenden Ble- chen nicht erreicht wird. Je nach Beschaffenheit der Beschichtungsanlage und der gewählten Temperaturen resultieren unterschiedliche Trockenzeiten. Bei einer Substrattemperatur im Bereich von 60 bis 80 °C können z. B. 2 bis 10 Sekunden, insbesondere 4 bis 8 Sekunden, für die ausreichende Trocknung eingesetzt wer- den. Eine unzureichende Vortrockung beeinträchtigt die vollständige anschließen- de UV-Aushärtung. Nach ausreichender Trocknung kann die Vernetzung und Aushärtung durch Bestrahlung mit aktinischer Strahlung erfolgen.

Zur Strahlungshärtung können solche Mischungen bekannterweise direkt mit Elek- tronenstrahlen, welche die Bildung von Radikalen bewirken, vernetzt werden, wo- bei Elektronenstrahl-Apparaturen jedoch im Normalfall zu aufwendig sind. Es wird daher zur Härtung eine Belichtung mit UV-Strahlung bevorzugt, die durch preis- werte Quecksilberdampflampen erzeugt wird, wobei allerdings eine Zugabe von Photoinitiatoren zu der Mischung erforderlich ist. Photoinitiatoren, die in einem Wellenlängenbereich von 200 bis 400 nm aktive Radikale bilden, die die Polymer- sation auslösen, sind im Stand der Technik bekannt. Eingesetzt werden unter an- derem Benzoinether wie Benzoinisopropylether oder Benzildimethylketal, 1- Hydroxycyclohexylphenylketon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, Ben- zophenone oder auch 2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphinoxid. Gemeinsam ist diesen Verbindungen, daß sie leicht an Doppelbindungen addierende Benzoyl- oder Benzylradikale bilden, die die radikalische Polymerisation der Hauptkompo- nenten starten.

Als UV-Quelle werden üblicherweise heute Hochdruckquecksilberdampflampen verwendet, welche beispielsweise 70 bis 240 W oder zukünftig auch mehr, insbe- sondere 80 bis 160 W, Leistung pro Zentimeter Lampenlänge aufweisen und vor- zugsweise im Bereich von 180 bis 500 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 400 nm, insbesondere im Bereich von 220 bis 350 nm, d. h. der Hauptab- sorption der Photoinitiatoren, eine starke Strahlung abgeben. Je nach Reaktivität der Photoinitiatoren und der Zusammensetzung der zu härtenden Mischung erfolgt eine überwiegende Aushärtung innerhalb weniger Sekunden, teilweise bereits un- ter einer Sekunde, wobei auch die Beweglichkeit der Moleküle in der Reaktions- masse eine Rolle spielt, so daß üblicherweise bei Temperaturen von 50 bis 100 °C gearbeitet wird, wodurch sich Umsetzungen bis zu über 96 % der vorhandenen Doppelbindungen ergeben. Die Bestrahlung kann an Luft oder in inerter Gasatmo- sphäre insbesondere in Stickstoff erfolgen.

Für die UV-Aushärtung kann z. B. mit einer Bandgeschwindigkeit von 30 m pro Minute, mit einem Abstand Substrat-Strahlungsquelle von 8 cm, mit einer queck- silberdotierten Lampe mit einer Leistung von 160 W pro cm Lampenlänge und bei einer Substrattemperatur von 60 °C gearbeitet werden. Bei Verwendung von vier derartigen Lampen kann die Bandgeschwindigkeit auf ca. 120 m pro Minute ge- steigert werden.

Das Ablösen des Überzugsmittels bzw. der aushärtenden oder ausgehärteten Kor- rosionsschutzschicht kann mit einem organischen Lösemittel oder mit einem Lö- semittelgemisch erfolgen, vorteilhafterweise spätestens unmittelbar nach der UV- Bestrahlung. Wasser ohne Zusatz eines organischen Lösemittels kann nur vor der UV-Bestrahlung verwendet werden.

Das erfindungsgemäß beschichtete Material kann nun je nach Verwendungs- zweck sehr gut weiterverarbeitet werden, wie z. B. umgeformt, tiefgezogen, ge- schnitten, gestanzt, geklebt und/oder beschichtet werden, insbesondere lackiert werden.

Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren bietet im Vergleich zu alternati- ven Verfahren des Standes der Technik folgende Vorteile : Die Beschichtungsan- lage verschmutzt nur geringfügig und kann leicht gereinigt werden, da das Über- zugmittel bei Raumtemperatur überlicherweise nicht antrocknet und nur mit akti- nischer Strahlung aushärtet. Es können bei der kontinuierlichen Fertigung hohe Bandgeschwindigkeiten eingestellt werden, insbesondere Geschwindigkeiten des Bandes im Bereich von 10 bis 200 m pro Minute. Die maximale Substrattempera- tur liegt beispielsweise nur bei 80 °C bei der Vernetzung und Aushärtung, was auch Energie und Kosten spart. Es können besonders geringe Gleitreibungskoef- fizienten eingestellt werden. Das erfindungsgemäß beschichtete Substrat ist gut umformbar, und auch der Korrsionsschutzüberzug zeigt eine hohe Elastitzität. Der Korrosionsschutzüberzug kann daher hervorragend als Gleitprimer eingesetzt werden.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Gleitprimers ist u. a. der, das ein zusätzliches Umformmittel wie ein Umformöl oder ein Ziehöl nicht mehr benötigt wird, auch wenn es grundsätzlich eingesetzt werden könnte. Falls dennoch ein Öl als Um- formmittel eingesetzt werden sollte, ist dieses nach dem Umformen und vor dem weiteren Beschichten zu entfernen.

Beispiele In den folgenden Tabellen sind beispielhaft Rezepturen, Verfahrensbedingungen und Ergebnisse für erfindungsgemäße strahlungshärtbare Systeme wiedergege- ben, ohne daß dadurch die Erfindung in irgendeiner Weise beschränkt sein soll.

Es wurden gut durchgemischte Mischungen entsprechend Tabelle 1 vorbereitet, die auf Bleche von einer Dicke im Bereich von 0,6 bis 5 mm, vorzugsweise im Be- reich von 0,8 bis 1,5 mm, aufgetragen wurden. Die speziellen Verarbeitungsbe- dingungen und die Ergebnisse der anschließenden Laboruntersuchungen sind in Tabelle 2 eingetragen.

Tabelle 1 : Zusammensetzungen der Mischungen der erfindungsgemäßen Beispiele Beispiel 1 2 3 4 5 Mengenangaben in Gew.-% Gew.-% Gew.-% Gew.-% Gew.-% Basisharz 1. Wasseremulgiertes Polyesteracrylat 12,50 12,50 12,50 12,50 25,00 2. Styrolacrylatd ispersion 14,50 14,50 14, 50 14, 50 Elastifizierung 3. aliphatisches Urethanacrylat 0,75 1,00 1,00 2,50 Photoinitiator 4.1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-keton 2,50 2,50 2,50 2,50 3,00 Additive 5. Polyethermodifiziertes Olidimethylsiloxan 2,00 2,00 2,00 2,00 1,00 6. Polyethylenwachs 0, 75 0,75 0,75 0, 75 7.Aluminiumtriphosphat 2, 00 8. Calciumoxid (feine Partikel) 2, 00 9. Säureaddukt von 4-oxo-4-p-tolylbutyl und 4---2, 00 Ethylmorpholin Lösemittel 10. Wasser 66,00 64,75 64, 75 67,75 66,50 11. Propylenglykolmonopropylether 1,00 Tabelle 2 : Eigenschaften der Mischungen der erfindungsgemäßen Mischungen Beispiel 1 2 3 4 5 Verarbeitungseigenschaften : Temperatur in °C 60 60 60 60 60 Dauer in sec. 6 8 8 8 10 Viskosität in sec./ISO 2431/5 mm 28 30 30 27 28 Schichtdicke des frisch aufgetragenen Überzugs in um 6 6 6 6 6 Bedingungen der UV-Aushärtung : Temperatur des Substrates in °C 80 80 80 80 80 Bandgeschwindigkeit in Meter 25 25 25 25 25 UV-Lampe : CK (quecksilberdotiert) in W/cm 160 160 160 160 160 Schichtdicke des ausgehärteten Überzugs in um 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Eigenschaften des Korrosionsschutzüberzugs : Korrosionsbeständigkeit nach DIN 50 021-SS nach 240 h (Weißrost) leicht kein leicht leicht kein Gitterschnitt nach DIN 53 151 Gt 0 Gt 0 Gt 0 Gt 0 Gt 0