CN114521167B - 将压纹结构转印到涂层表面的方法以及可以用作压纹模具的复合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用包含基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)的复合物(S1C1)按照步骤(1)、(2‑i)和(3‑i)或(2‑ii)和(3‑ii)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5‑i)或(5‑ii)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的方法,其中涂料组合物(C1a)是具有限定组成的可辐射固化涂料组合物并且优选将复合物(S1C1)用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)。
Description
发明领域
本发明涉及一种使用包含基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)的复合物(S1C1)按照步骤(1)、(2-i)和(3-i)或(2-ii)和(3-ii)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5-i)或(5-ii)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的方法,其中涂料组合物(C1a)是具有限定组成的可辐射固化涂料组合物并且优选将复合物(S1C1)用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)。
现有技术
在工业中的许多应用中,目前通常在工件的表面上提供其结构特征在微米范围内或甚至在纳米范围内的结构。该结构也称为微米结构(具有微米范围特征的结构)或纳米结构(具有纳米范围特征的结构)。该结构例如用于影响材料表面的光学、仿生和/或触觉品质。这种结构也称为压纹、压纹结构或结构化表面。
一种生产该结构化表面的常用方法是将这些结构转印到涂料中。将结构转印到涂料中通常通过压纹操作来实现,其中使含有待形成的微米结构和/或纳米结构的模具以负型与涂料接触并压印到涂料中。通常原位固化涂料以得到永久形成的结构。
WO 90/15673A1描述了这样一种方法,其中将可辐射固化涂料施用于具有所需负型压纹结构的膜或压纹模具上,然后将压纹工具印刷到箔上、印刷到提供有涂料的箔上。在可辐射固化涂料仍位于箔和压纹工具之间的同时进行固化,然后在移除工具之后获得提供有辐射固化涂料的膜,其包含所需的正型特征结构。欧洲专利EP 1 135 267 B1也描述了这种方法,其中将可固化涂料施用于基材表面上以供装饰,并将具有负型图案的相应压纹模具压入未固化的涂层中。然后固化该涂层并随后移除压纹模具。EP 3 178 653 A1公开了一种用于可固化体系的复制铸造的制品,其包含具有织构化表面的柔性织物。该织物可以具有可以通过使用单官能和多官能丙烯酸酯制备的聚合物层。
美国专利9,778,564B2公开了一种压印材料,其包括必须包含(甲基)丙烯酰胺结构单元的组分以及还有具有2-6个可聚合基团的其他组分,该组分还具有氧化烯单元。在将该材料施用于基材上之后,由其获得的膜可以在其借助UV辐射进行固化的过程中使用镍压纹工具提供图案。
US 2007/0204953 A1公开了一种使粘合剂树脂图案化的方法,其依次提供将粘合剂树脂的可固化层施用于基材上,将结构化图案施用于所述层上以及随后固化该层,从而得到提供有包含所需图案的固化粘合剂树脂的基材。
WO 2015/154866 A1涉及一种生产具有结构化表面的基材的方法。在这种情况下,首先将第一UV固化涂层施用于基材上并固化。然后,在该固化涂层上施用作为压纹清漆的第二UV固化涂层,将其压纹以产生微米结构并随后固化。
DE 10 2007 062 123 A1描述了这样一种方法,其中将压纹清漆如可UV交联的压纹清漆施用于承载膜上,将压纹清漆在微米范围内结构化,并将施用于膜上的压纹清漆固化以得到压纹膜,随后通过在压纹表面上沉积金属,换言之通过将膜金属化而对微米结构进行塑型。然而,这种借助随后金属化进行塑型的缺点是得到的塑型质量不希望地降低。
EP 2 146 805 B1描述了一种生产具有织构化表面的材料的方法。该方法包括提供具有可固化涂层的基材,使所述涂层与用于压纹的织构化介质接触,然后固化以此方式压纹的涂层并将其从织构化介质中移除。该织构化介质包含含有20-50%丙烯酸系低聚物、15-35%单官能单体和20-50%多官能单体的表面层。WO 2016/090395 A1和ACS NanoJournal,2016,10,第4926-4941页描述了类似的方法,其中在每种情况下明确教导为了生产织构化介质的表面层,应当使用大部分3倍乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP(EO)3TA),以便允许产生织构化介质的相对硬的模具。此外,根据WO 2016/090395 A1,用于生产表面层的涂料组合物还必须包含具有至少两个硫醇基的结构单元,例如三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)。然而,在相应的涂料组合物中使用该硫醇通常是不利的,因为该组合物在储存时并不总是具有足够的稳定性,并且因为由其生产的涂层缺乏足够的耐候稳定性。另一个因素是由于使用硫醇而产生的难闻气味,这当然也是不希望的。
KR 2009/0068490 A涉及一种使用聚合物模具转印具有几十纳米的精细图案的压纹结构的方法,其中该聚合物模具由i)选自硅酮(甲基)丙烯酸酯和氟(甲基)丙烯酸酯的丙烯酸酯,ii)特定多官能尿烷(甲基)丙烯酸酯,iii)可UV固化单体和(iv)光引发剂构成及其制造方法,以在没有有机溶剂溶胀下改进聚合物模具与基材的分离,聚合物模具与由PDMS(聚二甲基硅氧烷)制备的模具相比具有优异的柔韧性、机械强度和耐久性。
最后,申请WO2019185832A1和WO2019185833 A1描述了一种使用由基材(S1)和压纹且固化的涂层(B1)构成的复合物(F1B1)根据特定步骤将压纹结构转印到涂料组合物(B2a)表面上的方法,其中用于生产复合物(F1B1)的(B1)的涂料组合物(B1a)是具有限定组成的可辐射固化涂料组合物,以及还有复合物(F1B1)作为将压纹结构转印到涂料组合物(B2a)的至少一部分表面上的压纹工具(P2)的压纹模头(p2)的用途。
然而,由现有技术已知的压纹方法,例如特别是EP 2 146 805 B1、WO 2016/090395 A1和ACS Nano Journal,2016,10,第4926-4941页中描述的方法不能总是充分地转印压纹,特别是在微米范围内和/或纳米范围内的压纹,即微米结构和/或纳米结构,特别是在该转印的情况下不能将模塑精度降低到不可接受的程度。同时,压纹并不总是被充分地复制,或者正如在申请WO2019185832A1和WO2019185833 A1中那样,高度复制和无破坏分离压纹且固化的涂层仅可在将用作压纹模具的复合物熟化特定时间并在固化之后直接分离压纹模具和压纹且固化的涂层而获得。
因此,需要一种不具有上述缺点的压纹方法。
目的
因此,本发明的目的是要提供一种将压纹结构转印到涂料组合物和包含该涂料组合物的基材的方法,更具体为这样一种方法,其允许转印相应的微米结构和/或纳米结构并且在压纹结构的转印中也在基材的更大面积上允许足够的模塑精度和高度成功复制,从而使得压纹不伴随任何调制深度的损失,并且尤其能够产生用于转印压纹结构的很大程度上可重复使用的压纹模具和/或可使用这种压纹模具进行。同时,待转印的压纹结构可以高度复制,而没有以任何缺点为特征的方法,所述缺点特别是由部分所用涂层和涂料组合物的不希望或不充分性能如不充分粘附,尤其是就待压纹涂料组合物由于表面能不匹配而通过待压纹涂料组合物的去湿与模具排斥而言的不充分粘附所引起,这导致充模降低和调制损失,其中尤其与在生产压纹模具并与压纹模具和待压纹涂料组合物接触之后经过的时间无关地提供压纹模具和压纹且固化的涂层的良好分离。此外,要在压纹模具的整个宽度上改进模塑精度。
技术解决方案
该问题由权利要求书中所要求保护的主题以及还有下文所述该主题的优选实施方案解决。
因此,本发明的第一主题是一种使用复合物(S1C1)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的方法,所述方法至少包括步骤(1)、(2-i)和(3-i)或(2-ii)和(3-ii)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5-i)或(5-ii),具体而言:
(1)提供由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1);和
(2-i)将至少一种涂料组合物(C2a)施用于基材(S2)的至少一部分表面上以提供复合物(S2C2a);
(3-i)将复合物(S1C1)施用于复合物(S2C2a)的至少一部分涂料组合物(C2a)上以提供复合物(S1C1C2aS2);或者
(2-ii)将至少一种涂料组合物(C2a)施用于复合物(S1C1)的至少一部分至少部分压纹且至少部分固化表面上并使用复合物(S1C1)至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2a);
(3-ii)任选将基材(S2)施用于复合物(S1C1C2a)的至少一部分由涂料组合物(C2a)形成的表面上而得到复合物(S1C1C2aS2);以及
(4)至少部分固化在该至少部分固化的整个持续期间与复合物(S1C1)接触的任选施用于基材(S2)的至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2)或(S1C1C2S2);和
(5-i)任选从复合物(S1C1)移除复合物(S1C1C2S2)中的复合物(C2S2)以使步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位;或者
(5-ii)任选从复合物(S1C1)移除复合物(S1C1C2)中的涂层(C2)以使步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位;
其中用于产生用于步骤(1)中并在步骤(5-i)或步骤(5-ii)中复位的复合物(S1C1)的至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)的涂料组合物(C1a)是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)1-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的所述总量各自基于涂料组合物(C1a)的总重量并且(ii)涂料组合物(C1a)中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;
其中该至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
惊人地发现本发明方法能够将压纹微米结构和/或纳米结构,尤其是10nm-1000μm结构宽度范围内和1nm-1000μm结构深度范围内的压纹微米结构和/或纳米结构转印到待压纹的涂料组合物上,允许与自从生产复合物(S1C1)并对其施用涂料组合物(C2a)以后经过的时间以及在施用于有利地用作压纹模具的该复合物(S1C1)的涂料组合物(C2a)的压纹和固化之间所经过的时间无关地允许非常高度的成功复制,不会因较少充模损失高复制质量,其中优选用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)的复合物(S1C1)在该压纹模具的宽度上具有改进的层厚均匀性,从而允许在复合物(S1C1)上更均匀地施加压力,若施加的话。
就此而言尤其惊人地发现本发明方法能够以非常高的模塑精度和高水平的复制成功率在该模具的整个宽度上用复合物(S1C1)转印压纹结构,该复合物(S1C1)可以通过将可辐射固化涂料组合物(C1a)涂覆到优选移动的基材(S1)上而获得并且有利地用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)。
进一步惊人地发现本发明方法可以如此有利地应用,因为基材(S1)上的涂层(C1)的特点是非常好的粘附和非常好的分离行为,与复合物(S1C1)的熟化和自从压纹并固化涂料组合物(C2)以后经过的时间无关,并且也由于这一原因,相应复合物(S1C1)可以非常有效地用作压纹模具(e2)。
进一步惊人地发现在本发明方法中可以用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)的复合物(S1C1)可以再次用于转印压纹结构如微米结构和/或纳米结构,特别是呈连续压纹模具的形式,出于经济原因这是有利的。此外,惊人的是优选以连续压纹模具(e2)形式存在的该复合物(S1C1)不仅可重复使用并且因此可多重利用,而且可以廉价且快速地以大工业规模生产。
因此,本发明的另一主题还是复合物(S1C1),其由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)组成,并且可以通过借助辐射固化来至少部分固化施用于基材(S1)的至少一部分表面上且至少部分压纹的涂料组合物(C1a)而生产,其中涂料组合物(C1a)是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)1-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的所述总量各自基于涂料组合物(C1a)的总重量并且(ii)涂料组合物(C1a)中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;
其中该至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
优选该复合物(S1C1)可以通过实施下面更详细描述的方法步骤(6)-(9)而得到。
惊人地发现本发明的至少部分压纹的复合物(S1C1)不仅可以在压纹方法如本发明方法中用作可重复使用的压纹模具(e2),优选用作可重复使用的连续压纹模具(e2),而且由于用于生产该复合物(S1C1)的可辐射固化涂料组合物(C1a)中存在的组分,可以在可以用作压纹工具(E2)中的压纹模具(e2)的复合物(S1C1)与压纹涂层(C2)和/或包含该压纹涂层如涂层(C2)的相应复合物如复合物(S2C2)之间实现非常有效的分离,尤其是当实施本发明方法时且在其中的任选步骤(5-i)或(5-ii)中,与生产可以用作压纹模具的复合物(S1C1)并施用涂料组合物(C2a)之后经过的时间或者自从该产物涂层(C2)的压纹和固化以后经过的时间无关地具有非常高质量的分离。进一步尤其发现尤其是在遍历用于生产复合物(S1C1)的方法步骤(6)-(9)时,可以通过在该模具的整个宽度上以均匀层厚完全充模而以该压纹模具的特征的高复制成功率和复制质量获得涂层(C1)的压纹结构。
此外,本发明的另一主题是本发明的复合物(S1C1)作为压纹工具(E2)的压纹模具(e2)以将压纹结构,优选具有微米结构化和/或纳米结构化表面的压纹结构转印至任选施用于基材(S2)上的涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的用途。
详细描述
若在本发明上下文中提到正式标准,则这表示在申请日现行标准的版本,或者若在该日没有现行版本,则表示最新版本。
在本发明上下文中,术语“至少”例如就包含至少一种可交联聚合物和/或低聚物的涂料组合物(C1a)而言应理解为包括具体数(一种)和多种,例如涂料组合物(C1a)要包含1、2、3或4种不同或相同的可交联聚合物和/或低聚物。关于解释术语“至少”的数学符号类似于“≥”。类似的解释适用于与给定数值范围组合的术语“至少”,如“至少25重量%”在本发明上下文中应解释为指25-100重量%。术语“小于”,如小于75重量%应理解为不包括提到的该数(“75”),但应解释为0重量%直到75重量%的范围。关于解释术语“小于”的数学符号类似于“<”。
在本发明的该描述中,为了方便,“聚合物”和“树脂”可以互换使用来包括树脂、低聚物和聚合物。
术语“聚(甲基)丙烯酸酯”表示聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯二者。因此,聚(甲基)丙烯酸酯可以由丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯构成并且可以含有其他烯属不饱和单体,如苯乙烯或丙烯酸。术语“(甲基)丙烯酰基”在本发明的意义上包括甲基丙烯酰基化合物、丙烯酰基化合物及其混合物。
在本发明上下文中,C1-C4烷基是指甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基,优选甲基、乙基和正丁基,更优选甲基和乙基,最优选甲基。
在本发明的意义上,就本发明使用的涂料组合物而言,例如就涂料组合物(C1a)和本发明方法及其方法步骤而言,术语“包含”优选具有“由……组成”的定义。例如对于本发明所用的涂料组合物(C1a)—除了组分(a)和(b)以及(c)和任选的(d)外—该组合物此外可以包括一种或多种下文所述并且任选存在于本发明所用涂料组合物(C1a)中的其他组分。所有组分可以各自存在于下文所述的其优选实施方案中。对于本发明方法而言,除了步骤(1)、(2-i)和(3-i)或(2-ii)和(3-ii)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5-i)或(5-ii)之外,其可以具有其他任选的方法步骤,例如步骤(6)-(9)。
本发明转印压纹结构的方法,至少包括步骤(1)、(2-i)和(3-i)或(2-ii)和(3-ii)
以及至少还包括步骤(4)和任选步骤(5-i)或(5-ii)
本发明的第一主题是使用复合物(S1C1)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的本发明方法,所述方法如下所述至少包括步骤(1)、(2-i)和(3-i)或(2-ii)和(3-ii)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5-i)或(5-ii)。
本发明方法优选是一种连续方法。
根据方法步骤(2-i)和(3-i),通过对至少部分施用于基材(S2)表面上的涂料组合物(C2a)进行至少部分压纹而转印或保持压纹结构。另一种可能性是借助方法步骤(2-ii)和(3-ii)进行转印。术语“压纹”是指在其至少一部分表面上用压纹结构至少部分提供任选作为复合物(S2C2a)的一部分的涂料组合物(C2a)。在这种情况下,涂料组合物(C2a)的至少特定区域提供有压纹结构。优选任选作为复合物(S2C2a)的一部分的涂料组合物(C2a)的整个表面提供有压纹结构。就可以根据下述步骤(6)-(9)生产的优选可以用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)并且由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的至少部分压纹复合物(S1C1)的术语“压纹”而言,适用类似的说明。
步骤(1):
在本发明方法的步骤(1)中,提供由基材(S1)和至少部分固化且至少部分压纹涂层(C1)构成的复合物(S1C1)。
在下列步骤中所述复合物(S1C1)、压纹模具(e1)以及还有复合物(S2C2a)和复合物(S2C2)的压纹结构优选且在每种情况下相互独立地基于重复和/或规则排列的图案或者完全任意排列。在每种情况下,该结构可以是连续的压纹结构,例如连续的凹槽结构或多个优选重复的单独压纹结构。在这种情况下,相应的单个压纹结构又可以优选基于具有或多或少明显的脊(压纹***)的凹槽结构,所述脊限定了压纹结构的压纹高度。根据优选重复的单独压纹结构的脊的相应几何形状,平面图可以显示出多个优选重复的单独压纹结构,它们中的每一个是不同的,例如优选为蛇形,锯齿形,六边形,菱形,长斜方形,平行四边形,蜂窝状,圆形,点状,星形,绳状,网状,多边形,优选三角形,四边形,更优选矩形和正方形,五边形,六边形,七边形和八边形,线状,椭圆形,卵形和格子状图案,其中至少两种图案也可以相互叠加。单个压纹结构的脊也可以具有曲率,即,凸形和/或凹形结构。
优选压纹涂层(C1)包含至少一个包含微米级和/或纳米级表面元件的微米结构化和/或纳米结构化表面。相应压纹微米级和/或纳米级表面元件可以由其宽度(例如脊的宽度)描述,换言之由其结构宽度描述,以及由压纹高度描述,换言之由其结构高度(或结构深度)描述。结构宽度,例如脊的宽度,可以具有至多1厘米的长度,但优选在10nm-1mm范围内。结构高度优选位于0.1nm-1mm范围内。然而,优选相应压纹结构表示微米结构和/或纳米结构。
特定微米级或纳米级表面元件的尺寸分别定义为其在平行于该表面的任何方向上的最大延伸,即例如定义为圆柱形表面元件的直径或金字塔状表面元件的底面的对角线。在表面元件在该表面内(或者平行于该表面)的一个或多个方向具有宏观尺度延伸且在该表面内的一个或多个其他方向上具有微米级或纳米级延伸的情况下,术语表面元件的尺寸涉及该类表面元件的微米级和/或纳米级延伸。特定微米级或纳米级表面元件的长度分别定义为其在该结构化表面的长度方向上的延伸。同样,特定微米级或纳米级表面元件的宽度分别定义为其在该结构化表面的宽度方向上的延伸。
凸起(或***)的表面元件的高度定义为由相应凸起表面元件在垂直于相邻底表面的方向上排列于其上的该底表面测量的其相应延伸。同样,由相邻顶部暴露表面向下延伸的表面元件的深度定义为由凹痕在垂直于相邻顶表面的方向上由其延伸的该顶表面测量的其相应向下延伸。
将两个相邻表面元件之间的距离分别定义为在该结构化表面内的方向上该类表面元件之间的两个最大值或两个相对最大值之间的距离。在一个或多个平行于该表面的给定方向上具有规则顺序的表面元件的结构化表面可以由在该类方向上的一个或多个节距表征。在某一平行于该表面的方向上,术语节距表示两个相邻的规则重复表面元件的相应点之间的距离。这可以对包含交替顺序的通道型和轨道型表面元件的结构化表面进行说明,这两种类型的表面元件均宏观上在第一纵向上基本相互平行地延伸并且各自具有微米级和任选地,纳米级横截面(垂直于所述纵向)。垂直于纵向的该结构化表面的节距是在该法线方向上通道型表面元件的宽度和轨道型表面元件的宽度之和。
优选待通过压纹转印的相应微米结构化和/或纳米结构化表面包含结构宽度有利地位于10nm-1000μm,优选10nm-500μm,更优选25nm-400μm,非常优选50nm-250μm,更具体为100nm-100μm范围内且结构高度有利地位于10nm-1000μm,优选10nm-500μm,更优选25nm-400μm,非常优选50nm-300μm,更具体为100nm-200μm范围内的微米级和/或纳米级表面元件。这些尺寸适用于复合物(S1C1)和复合物(C2S2)二者的压纹结构和涂层(C2),以及逻辑上适用于任选步骤(7)中的压纹模具(e1)。
包含微米结构化和/或纳米结构化表面元件的相应表面的结构宽度和结构高度优选通过产生该表面的横截面并借助光学和/或扫描电子显微术测定所述横截面的结构高度和结构宽度而测定。
在本发明方法的步骤(1)中提供的复合物(S1C1)可以通过各种方法生产,例如平版印刷方法,如纳米压印技术、激光光刻技术和照相平版印刷术。优选如随后更详细所述通过步骤(6)-(9)制备复合物(S1C1)。
优选在步骤(3-i)和步骤(2-ii)中用作压纹模具(e2)并且由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1)在本发明中也称为“母基材”或“母膜”。当基材(S1)为膜时,相应的母膜称为“母箔”。当基材(S1)为箔幅时,相应的母膜称为“母箔幅”。母膜的涂层(C1)在下文也称为“至少部分固化的母涂层”或“母涂膜”并且用于生产固化母涂层的涂料组合物(C1a)称为“母涂料”。在复合物(S1C1)中的(S1)和(C1)之间优选没有其他(涂)层。然而,在复合物(S1C1)的(S1)和(C1)之间可以存在至少一个增粘剂层,在这种情况下该层优选可透过UV辐射。
步骤(2-i)和(3-i)
在第一方案中,在步骤(1)之后将涂料组合物(C2a)至少部分施用于基材(S2)以提供复合物(S2C2a),然后使用复合物(S1C1)至少部分压纹复合物(S2C2a)的涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2S2)。本发明方法的该第一方案在这里由步骤(2-i)和(3-i)描述。
步骤(2-i)
本发明方法的步骤(2-i)提供将可辐射固化涂料组合物(C2a)施用于基材(S2)的至少一部分表面上以提供复合物(S2C2a)。
基材(S2)代表用于待施用于其上的涂料组合物(C2a)或涂层(C2)的承载材料。基材(S2)或者若使用涂敷基材的话则是该位于基材(S2)表面上并且与涂料组合物(C2a)接触的层优选由至少一种热塑性聚合物构成,后者更具体选自聚(甲基)丙烯酸甲酯,聚(甲基)丙烯酸丁酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),聚偏二氟乙烯,聚氯乙烯,包括聚碳酸酯和聚乙酸乙烯酯在内的聚酯,优选聚酯如PBT和PET,聚酰胺,聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯,以及还有聚丁二烯,聚丙烯腈,聚缩醛,聚丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯共聚物(A-EPDM),聚酰亚胺(PI),聚醚酰亚胺(PEI),三乙酸纤维素(TAC),酚醛树脂,脲树脂,蜜胺树脂,醇酸树脂,环氧树脂,包括热塑性聚氨酯(TPU)在内的聚氨酯,聚醚酮,聚苯硫醚,聚醚,聚乙烯醇及其混合物。特别优选的基材或其表面上的层是可以呈全同立构、间同立构或无规立构并且可以未取向或者通过单轴或双轴拉伸而取向的聚烯烃如PP(聚丙烯),SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物),PC(聚碳酸酯),PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯),PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯),PA(聚酰胺),ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物)和ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)以及还有其物理混合物(共混物)。特别优选PP、SAN、ABS、ASA以及还有ABS或ASA与PA或PBT或PC的共混物。尤其优选PET、PBT、PP、PE和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或冲击改性PMMA。尤其优选聚酯,最优选PET用作基材(S2)的材料。或者,基材(S2)本身—任选不管施用于其上的至少一种上述聚合物的层—可以由不同材料如玻璃、陶瓷、金属、纸张和/或织物制成。在这种情况下,基材(S2)优选为板并且例如可以用于辊对板(R2P)压花设备中。
涂料组合物(C2a)有利地通过基材(S2)或复合物(S1C1),优选通过基材(S2)辐射。因此,基材(S2)的辐射可透性优选与涂料组合物(C2a)中所用该至少一种光引发剂的吸收最大值相称或者至少在其吸收范围内。在复合物(S2C2a)中的(S2)和(C2a)之间可以存在其他层,例如优选UV辐射可透过的增粘层。然而,有利的是在复合物(S2C2a)中的(S2)和(C2a)之间不存在其他层。或者,若通过复合物(S1C1)对涂料组合物(C2a)提供辐射,则基材(S2)也可以不透所应用的辐射,如UV辐射。额外地,基材(S2)还可以选自一侧用(i)任选包含防粘衬里的单面或双面胶带或(ii)自粘层覆盖的聚合物基材或选自自粘聚合物基材。
基材(S2)的厚度优选为2μm至5mm。特别优选25-1000μm,更特别地50-300μm的层厚。
基材(S2)优选为膜,更优选为膜幅,非常优选为连续膜幅。在这种情况下,基材(S2)可以优选用于辊对辊(R2R)压纹设备或辊对板(P2R)压纹设备中。
在本发明的意义上,术语“连续膜”或“连续膜幅”优选是指具有100m至10km长度的膜。
当实施步骤(2-i)时(以及优选还当实施该方法的步骤(3-i)、(4)和(5-i)时,以及还当实施本发明方法的步骤(2-ii)、(3-ii)、(4)和(5-i)或(5-ii)时),基材(S2)优选是移动的并且因此是移动的基材。在实施步骤(2-i)和(3-ii)的过程中,基材(S2)优选借助输送装置如传送带移动。因此,用于实施步骤(2-i)以及还有步骤(3-ii)的相应装置优选包括该输送设备。用于实施步骤(2-i)的相应装置进一步包括用于将优选可辐射固化涂料组合物(C2a)施用于基材(S2)的至少一部分表面上的装置。类似的说明就用于实施步骤(3-ii)和任选步骤(6)-(9)的相应设备而言适用。
在本发明方法的步骤(2-i)和(2-ii)中提供的涂料组合物(C2a)如下面进一步说明的那样可以是任何种类的涂料组合物。有利的是在步骤(2-i)和(2-ii)中施用的涂料组合物(C2a)以至少0.5μm,优选至少1μm至1,000μm,更优选至少5μm至1,000μm的干膜厚度施用。
有利的是在步骤(2-i)和(2-ii)中施用的涂料组合物(C2a)以根据DIN EN ISO2808:2007-05程序12A测定为至少0.5μm,优选5-1,000μm,更优选6-900μm,甚至更优选7-700μm,特别是8-500μm,特别优选9-400μm,尤其是10-300μm的干膜厚度施用。干膜厚度在本发明的意义上优选表示涂层(C2)或类似地,涂层(C1)的表面的在优选包含微米级和/或纳米级表面元件的压纹结构的凸起之上干膜的膜厚。
步骤(3-i)
本发明方法的步骤(3-i)提供借助复合物(S1C1)对至少部分施用于基材(S2)表面上的涂料组合物(C2a)的至少部分压纹,其中优选将复合物(S1C1)用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2),复合物(S1C1)由基材(S1)以及至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成,作为至少部分压纹复合物(S1C1C2aS2)的产物提供。优选用作压纹模具(e2)的复合物(S1C1)可以在使复合物(S1C1)与待压纹涂料组合物(C2a)接触之前用涂料组合物(C2a)预先润湿。
该至少部分压纹将压纹结构至少部分转印到施用于基材(S2)的涂料组合物(C2a)表面上。术语“压纹”涉及一种其中在步骤(3-i)和(4)之后作为复合物(S2C2)的一部分的涂料组合物(C2a)的至少一部分表面呈现压纹结构的方法。在这种情况下,复合物(S2C2)的涂料组合物(C2a)的至少特定区域提供有压纹结构。优选复合物(S2C2)的涂料组合物(C2a)的整个表面提供有压纹结构。类似的说明适用于就对本发明方法的步骤(2-ii)和(4)以及任选步骤(7)和(8)而言提供复合物(S1C1)的术语“压纹”。因此,压纹到涂料组合物(C2a)(或者对于提供复合物(S1C1)而言,涂料组合物(C1a))中的特征或结构是压纹模具的结构化表面的镜像。在本发明方法中,将复合物(S1C1)的压纹结构转印到涂料组合物(C2a)上或者在至少部分固化之后转印到涂层(C2)上,其中优选将复合物(S1C1)用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)。因此,压纹到涂料组合物(C2a)中的结构是包含基材(S1)和至少部分固化且至少部分压纹涂料组合物(C1)的复合物(S1C1)的至少一个表面的压纹结构的镜像。因此,至少部分压纹涂料组合物(C2a)和至少部分固化且部分压纹涂料组合物(C2)的压纹表面的图像可能对应于压纹模具(e1)的图像,其中如下面进一步描述的那样使用压纹模具(e1)来压纹复合物(S1C1)的涂料组合物(C1a)。
步骤(3-i)优选将微米结构和/或纳米结构作为压纹结构转印到涂料组合物(C2a)上。
优选用于实施步骤(3-i)(以及类似地用于该方法的步骤(2-ii)和(3-ii))的相应设备包括用于借助至少一个包括至少一个压纹模具(e2)的压纹工具(E1)至少部分压纹至少部分施用于基材(S2)表面的涂料组合物(C2a)的装置。所用设备优选进一步包括在将可辐射固化涂料组合物(C2a)施用于(S2)之后将压纹工具(E2)的压纹模具(e2)并因此将复合物(S1C1)压于优选以连续膜幅形式使用的基材(S2)上的装置,该装置优选位于用于施用可辐射固化涂料组合物(C2a)的装置下游(在基材(S2)的输送方向上观察)。
必要的话,步骤(3-i)可以在升高的温度下,例如在30-100℃或30-80℃下进行。在这种情况下,复合物(S2C2a)首先通过加热辊机构,随后任选用红外光照射,然后进行上述实际压纹程序,即在与压纹工具(E1)接触的同时固化。在压纹和固化之后,压纹复合物(S2C2)任选通过冷却辊机构以进行冷却。或者,固化也可以在冷却下进行:在这种情况下,在进行上述实际压纹程序之前,用于压纹的复合物(S2C2a)首先通过冷却辊机构。代替使用分开的加热或固化辊机构,还可以加热或冷却压纹工具(E2)。
因此,优选用于压纹施用于基材(S2)的涂料组合物(C2a)的相应设备优选包括下列装置:
(a)输送基材(S2)的输送装置,优选传送带,
(b)将优选可辐射固化涂料组合物(C2a)施用于移动基材(S2)的至少部分表面的装置,
(c)包括至少一个压纹模具(e2)的压纹工具(E2),从基材(S2)的输送方向上看优选位于施用可辐射固化涂料组合物(C2a)的装置下游,其中压纹工具(E2)任选包括将压纹工具(E2)的压纹模具(e2)压于基材(S2)上的装置,
(d)任选地,用于加热的装置,优选任选与用于IR辐射的装置组合的加热辊机构,
(e)任选地,用于冷却的装置,优选冷却辊机构,和
(f)用于辐射,优选UV辐射的装置。
压纹工具(E2)优选可以为压纹压延机,其优选包括格栅施用机构,更优选格栅辊机构。该压延机具有反向旋转辊,优选在高度方向上以一定间隔一个布置在另一个之上,并且将待提供压纹结构的复合物(S2C2a)供应至这些辊并引导其通过形成的辊隙,其中辊隙宽度是可变地调节的。格栅辊机构在这里优选包括第一辊如金属辊,例如钢辊、用任选含有少量磷的金属层如铜层或镍层覆盖的钢辊或者用任选含有少量磷的镍套覆盖的辊或者基于石英的辊。然而,或者例如还可以将软材料如橡胶或聚二甲基硅氧烷(PDMS)用作第一辊或者用至少一种软材料如橡胶或PDMS覆盖的辊。此外,可以使用用至少一种塑料涂敷的辊。此外,该格栅辊机构包括第二辊,其中该第二辊优选为由钢制成的压制辊或者用至少一种塑料或者软材料如橡胶或PDMS涂敷的辊。第二辊用作压辊或压制辊。例如呈用涂料组合物(C2a)至少部分涂敷的膜幅形式的待压纹复合物(S2C2a)借助与第一辊反向的第二辊或压制辊移动。在由以一定距离相互设置的反向旋转辊形成的辊隙位置处,按照步骤(3-i)进行压纹。带有复合物(S1C1)作为压纹模具(e2)的第一辊在这里用于压纹由与该压纹辊相对的第二辊引导的复合物(S2C2a),其中第二辊将待提供压纹结构的复合物(S2C2a)压向第一压纹辊。通过该步骤将复合物(S1C1)的涂层(C1)表面的压纹结构的镜像转印到在该方法的步骤(3-i)或(2-ii)中的复合物(S2C2a)的涂料组合物(C2a)表面。
包括压纹模具(e2)的压纹工具(E2)在步骤(3-i)的实施过程中优选至少部分压于所施用的涂料组合物(C2a)上。
复合物(S1C1)可以作为压纹工具(E2)的重复使用连续压纹模具(e2)使用并且允许任选施用于包括结构化表面的基材(S2)的复合物(S1C1)和至少部分固化且至少部分压纹涂层(C2)之间非常有效的分离,优选在本发明方法中当后者必然包括步骤(5-i)或(5-ii)时。步骤(3-i)优选转印尺寸如前面就步骤(1)中提供的复合物(S1C1)所述的微米结构和/或纳米结构。
压纹模具(e2),换言之有利的是复合物(S1C1),优选包含作为基材(S1)的膜幅,后者包含至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)。特别优选基材(S1)是包含至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)的连续膜幅,从而使得用作压纹模具(e2)的复合物(S1C1)呈连续压纹模具,尤其当基材(S2)也为连续膜幅时确实如此。
步骤(2-ii)和(3-ii)
在步骤(1)之后并且代替步骤(2-i)和(3-i),还可以首先将涂料组合物(C2a)至少部分施用于复合物(S1C1)并随后至少部分压纹,然后任选将基材(S2)至少部分施用于由涂料组合物(C2a)形成的表面。与本发明方法包括步骤(2-i)和(3-i)的第一方案相比,本发明方法的该第二方案在这里由步骤(2-ii)和(3-ii)描述。
步骤(2-ii)
本发明方法的步骤(2-ii)提供将至少一种涂料组合物(C2a)施用于复合物(S1C1)的至少一部分至少部分压纹且至少部分固化表面并使用复合物(S1C1)的至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2a);
优选用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)的复合物(S1C1)可以任选在施用涂料组合物(C2a)之前预先润湿。
在本发明方法的步骤(2-i)和(2-ii)中提供的涂料组合物(C2a)可以是任何种类的涂料组合物,优选下面进一步描述的可辐射固化涂料组合物。有利的是在步骤(2-i)和(2-ii)中施用的涂料组合物(C2a)以至少0.5μm,优选至少1μm,更优选至少5μm至1.000μm的干层厚施用。
通过步骤(2-ii),通过将优选可辐射固化涂料组合物(C2a)施用于复合物(S1C1)的至少一部分至少部分压纹表面上而将至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)在复合物(S1C1)的基材(S1)上的所需(镜像)由复合物(S1C1)转印至涂料组合物(C2a)并且在实施步骤(4)之后转印至涂层(C2)。因此,复合物(S1C1)不仅用作(C2a)或(C2)的承载材料,此外还用作压纹模具,优选压纹工具(E2)的压纹模具(e2)。
步骤(2-ii)中的至少部分压纹优选通过将施用的涂料组合物(C2a)压于有利地用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)的复合物(S1C1)而进行。所述施压例如可以在施用涂料组合物(C2a)之后通过诸如辊或包括至少一个辊的格栅辊机构的装置实现。通常施加的压力在1-10巴,优选2-8巴,更优选3-7巴范围内。格栅辊机构在这里优选包括金属辊,例如钢辊,用任选含有少量磷的金属层,如铜层、镍层覆盖的钢辊或者用任选含有少量磷的镍套覆盖的辊,或基于石英的辊或用至少一种塑料、橡胶或聚硅氧烷,如PDMS涂敷的辊。任选地,施用的涂料组合物(C2a)可以用箔暂时加衬以有利地保护涂料组合物(C2a)而至少在步骤(2-ii)至步骤(4)中的压纹和固化过程中,而且还在步骤(5)过程中防止氧气和机械影响。在移除该暂时应用的箔—有利地具有5-250μm的厚度—之后,提供复合物(S1C1C2)。适合该暂时应用的箔的材料选自也可以如上所述用于生产基材(S2)的相同材料。这里明确参考相应段落。或者,所述箔可以选自通常对防粘衬里观察的材料或三乙酸纤维素(TAC)。有利的是该暂时应用的箔由PET或TAC构成。
步骤(3-ii)
本发明方法的步骤(3-ii)提供将基材(S2)任选施用于复合物(S1C1C2a)的至少一部分由涂料组合物(C2a)形成的表面,以得到复合物(S1C1C2aS2)。
优选在步骤(3-ii)的实施过程中将在步骤(2-ii)中有利地用作压纹模具(e2)的复合物(S1C1)在将涂料组合物(C2a)施用于至少一部分其至少部分压纹表面上以得到复合物(S1C1C2a)之后在作为压纹工具(E2)的一部分的第一辊上引导通过并经由第二辊引导在步骤(3-ii)中使用的基材(S2),该第二辊与第一辊相对并且与其呈反向旋转或者同向旋转,优选反向旋转。
按照步骤(3-ii)的至少部分压纹优选在由两个反向或同向(在相同方向上)旋转的相互相对辊形成的辊隙水平上进行,其中复合物(S1C1C2a)的涂料组合物(C2a)面朝基材(S2)。该至少部分压纹在这种情况下优选通过将基材(S2)加压或压制于复合物(S1C1C2a),例如通过该第二辊或压制辊而实现。
早先所述优先用于实施该方法的步骤(2-i)和(3-i)的相应设备同样可以以基本类似的方式用于实施该方法的步骤(2-ii)和(3-ii)。
步骤(4)
在本发明方法的第一方案的步骤(2-i)和(3-i)之后或者在本发明方法的第二方案的步骤(2-ii)和(3-ii)之后,本发明方法的步骤(4)提供至少部分固化在步骤(3-i)或(3-ii)之后得到的任选施用于基材(S2)的至少部分压纹涂料组合物(C2a),后者在该至少部分固化的整个持续期间与优选用作压纹模具(e2)的复合物(S1C1)接触以提供复合物(S1C1C2)或(S1C1C2S2)。
在步骤(4)中,将施用的涂料组合物(C2a)至少部分固化以得到任选包含基材(S2)的至少部分压纹且部分固化涂料。术语“至少部分固化”就涂料组合物(C2a)而言应理解为指所述涂料组合物(C2a)转化为这样一种状态,其中至少一部分涂料组合物转化成膜而允许进一步加工或处理形成的涂层(C2),例如后曝光步骤以增加双键转化率或者作为复合物(S2C2)的一部分或作为自支撑膜(C2)移除涂层(C2)。
优选在步骤(4)中的该至少部分固化的整个持续期间,在步骤(2-i)和(3-i)或步骤(2-ii)和(3-ii)中用于将施用的涂料组合物(C2a)加压或压制于有利地用作压纹模具(e2)的至少一种复合物(S1C1)的装置与涂料组合物(C2a)和/或由其形成的至少部分固化涂层(C2)接触。
步骤(3-i)或步骤(2-ii)和(3-ii)以及步骤(4)优选同时进行。在这种情况下,按照步骤(4)的该至少部分固化优选在实施步骤(3-i)的过程中原位进行。
因此,优选用于实施步骤(4)的相应设备优选包括至少一个辐射源,以用于用固化辐射照射涂料组合物(C2a)。由于涂料组合物(C2a)优选为可UV固化的涂料组合物,因此所用的固化辐射优选为UV辐射。如果涂料组合物(C2a)不是可辐射固化的,则其优选是可化学固化的。在这种情况下,步骤(4)的固化通过使用例如合适的热辐射源而热发生。当然,也可以是组合固化,即热固化和借助UV辐射固化。
适合辐射固化的辐射源的实例包括低压、中压和高压汞发射器以及还有荧光灯管、脉冲发射器、金属卤化物发射器(卤灯)、激光器、LED以及此外还有能够在没有光引发剂下辐射固化的电子闪光装置或准分子发射器。辐射固化通过暴露于高能辐射,即UV辐射或日光或者通过用高能电子轰击而发生。在UV固化的情况下通常对交联足够的辐射剂量在80-3000mJ/cm2范围内。当然还可以将两个或更多个,例如2-4个辐射源用于固化。这些辐射源也可以各自在不同波长范围发射。
步骤(4)中的该至少部分固化有利地通过辐射穿过基材(S2)和/或复合物(S1C1)进行。优选穿过复合物(S1C1)进行辐射。若在步骤(3-ii)中不存在基材并且有利地将复合物(S1C1)用作压纹工具(E2)的该至少一个压纹模具(e2),则优选穿过用作基材的复合物(S1C1)进行辐射。在这两种情况下有利的是任选在一侧上包括(i)任选包含防粘衬里的单面或双面胶带或(ii)具有自粘层或来自自粘聚合物基材的基材(S2)和/或基材(S2)和涂料组合物(C2a)之间的其他层或复合物(S1C1)中的基材(S1)的可透性与优选存在于涂料组合物(C2a)中的所用至少一种光引发剂的吸收最大值相称或至少与该吸收范围相称。因此,例如作为基材(S2)的材料PET,因此是PET膜例如可透过具有小于400nm的波长的辐射。由该辐射产生自由基的光引发剂包括例如二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯和苯基二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。因此,在这种情况下优选在涂料组合物(C2a)中存在至少一种该光引发剂。
任选的步骤(5-i)或(5-ii)
在步骤(4)之后取决于基材(S2)的存在进行任选的步骤(5-i)或(5-ii)。因此,在由步骤(2-i)和(3-i)限定的本发明方法的第一方案中,基材(S2)是必须存在的。因此,仅有任选步骤(5-i)可以适用。在由步骤(2-ii)和(3-ii)限定的本发明方法的第二方案中,若已经将步骤(3-ii)中的任选基材(S2)施用于至少一部分由涂料组合物(C2a)形成的表面,则任选步骤(5-i)适用,然而,若在步骤(3-ii)中不施用任选基材(S2),则仅有步骤(5-ii)在这里可以适用。
本发明方法中的步骤(5-i)和(5-ii)提供任选施用于基材(S2)的压纹涂层(C2)从优选用作压纹模具(e2)的复合物(S1C1)的任选移除,以提供由基材(S2)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C2)构成的复合物(S2C2)或者在不存在任选基材(S2)下提供自支撑涂层(C2),由此使在该方法的步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位。优选实施步骤(5-i)或(5-ii)。
从优选用作压纹模具(e2)的复合物(S1C1)的所述移除例如可以通过将任选施用于基材(S2)的至少部分压纹且至少部分固化涂层(C2)从复合物(S1C1)剥离而进行,或者反之亦然。剥离可以手动进行或者通过使用通常已知的机械分开装置进行。
或者,从复合物(S1C1)的移除可以包括下列步骤:
5-i-a)在基材(S2)的未与至少部分压纹涂层(C2)接触的表面上施用至少一个粘合剂层(AL),以提供复合物(S1C1C2S2AL);
5-i-b)任选地,将复合物(S1C1C2S2AL)至少部分连接于物体(O1);
5-i-c)从任选至少部分连接于物体(O1)的复合物(C2S2AL)移除,优选剥离复合物(S1C1),或者反之亦然;或者
5-ii-a)在至少部分压纹涂层(C2)的未结构化表面的至少一部分上施用至少一个粘合剂层(AL),以提供复合物(S1C1C2AL);
5-ii-b)任选地,将复合物(S1C1C2AL)至少部分连接于物体(O1);
5-ii-c)从任选至少部分连接于物体(O1)的复合物(C2S2AL)移除,优选剥离复合物(S1C1),或者反之亦然。
粘合剂层(AL)例如可以是层压粘合剂,如聚丙烯酸酯或聚丙烯酸酯基粘合剂。然而,粘合剂层(AL)优选是自粘层或多层构造。该自粘层可以通过常规方法如层压或喷雾该粘合剂而施用。所述多层构造例如包括也称为内衬的中间聚合物层(PL),后者在两个表面上涂有粘合剂(AH)。所述粘合剂(AH)可以各自为聚丙烯酸酯或聚丙烯酸酯基粘合剂。原则上可以将任何类型的聚合物用于制备中间聚合物层(PL)。该类聚合物的实例是已经作为基材(S2)描述的那些聚合物。明确参考那些段落。优选的中间聚合物层(PL)是聚(甲基)丙烯酸酯,聚酯如PET和/或PBT,聚偏二氟乙烯,聚氯乙烯,聚酰胺和/或聚烯烃。尤其可以使用聚酯如PET。该聚合物层(PL)的层厚可以在5-55μm,优选6-50μm,更优选7-40μm,尤其是8-30μm范围内。各粘合剂(AH)最初可以由防粘衬里,如硅油纸覆盖,以更好地处理。然而,在步骤5-i)或步骤(5-ii)中用作粘合剂层(AL)之前,除去这两个防粘衬里之一。另一防粘衬里优选在本发明方法的随后步骤中除去,更优选在将复合物(S1C1C2)或(S1C1C2S2)至少部分连接于至少一个物体(O1)之前除去。因此,在将复合物(S1C1)与涂层(C2)或包含粘合剂层(AL)的复合物(C2S2)分离之前,将这些复合物连接于物体(O1)并仅在随后将复合物(S1C1)从涂层(C2)或经由粘合剂层(AL)至少部分连接于物体(O1)的复合物(C2S2)移除,优选通过剥离移除。合适的物体(O1)可以由包括金属、塑料、增强材料、玻璃、橡胶、织物、皮革、纸张、木材及其混合物在内的各种材料制成。优选该至少一个物体(O1)选自与液体和气体接触的表面,如飞机、船舶和汽车,转子叶片,钻井平台,管线,照明***,显示器,光伏组件,结构元件和装饰性元件。
步骤5-i-a)和(5-i-b)或5-ii-a)和5-ii-b)可以手动进行或者通过包括如下装置的机器进行:至少一个用于粘合剂层(AL)的输送装置,至少一个施加压力以将粘合剂层(AL)固定在该至少部分压纹涂层(C2)的未结构化表面的至少一部分上或固定在不与该至少部分压纹涂层(C2)接触的基材(S2)的表面上的加压装置和至少一个从有利地用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)的复合物(S1C1)移除,优选剥离涂层(C2)或复合物(S2C2)的分开装置,或者反之亦然。
从复合物(S1C1)移除至少部分压纹且至少部分固化涂层(C2)或复合物(S2C2)优选在不破坏该结构化且压纹表面并且在复合物(S1C1)的涂层(C1)表面上不留下显著残留物,优选不留下任何残留物下容易地进行。
图1示意性地显示了一种设备的侧视图,该设备可用于实施本发明方法的步骤(1)、(2-i)和(3-i)以及还有(4)和任选(5-i)并且用于示例性地说明本发明方法。该设备同样可以以基本上类似的方式用于实施本发明方法的步骤(1)、(2-ii)和(3-ii)以及还有(4)和任选(5-i)或(5-ii)。借助该设备,可以将结构如微米结构和/或纳米结构优选从作为母膜存在的压纹模具(S1C1,e2)转印到涂覆有(C2a)的基材(S2)上。因此,该设备也通常称为转印设备并且在图1中被赋予附图标记(10)。
转印设备(10)的核心是压纹区(1),其中设置有具有由熔融二氧化硅制成的辊套的压辊(2)。压辊(2)被驱动旋转。在压辊(2)旁边设置有照明单元(3)形式的辐射源,其产生UV光并且尤其可包括沿压辊(2)的长度方向设置的一排UV-LED。如图1所示,照明单元(3)也可设置在压辊(2)的内部。在压纹区(1)中,压制辊(4)以压在压辊(2)上的方式布置。在转印设备(10)的模具框架(5)中,布置有两个膜幅辊(6)和(7),其可由马达驱动而旋转。当然,膜幅辊(6)和(7)也可以以不同于模具框架(5)中的方式安装和布置,例如在机柜元件中或在实际转印设备(10)的外部。卷绕到膜幅辊(6)和(7)(这里显示为设置在模具框架中)上的是母膜幅(8),其代表了连续压纹模具。在转印表面上,母膜幅(8)提供有母涂层(C1),该母涂层以待转印的微米结构和/或纳米结构的作为表面凸纹的负型形状为特征。至少部分固化母涂层(C1),因此其中的凸纹状结构是稳定的。母膜幅(8)可通过实施本发明方法的步骤(6)-(9)而得到,因此构成复合物(S1C1)。母膜幅(8)从第一膜幅辊(6)离开,经由不同的转向辊***输送给压纹区域(1),并且如在图1所示的那样垂直地从上方进入到压辊(2)和压制辊(4)之间的区域中。在该区域中,其在压辊(2)的圆周的一部分上以张紧接触的方式引导,然后再次离开压辊(2)并且再次经由具有幅材张紧器的转向辊***供应到第二膜幅辊(7),在其上卷绕。形成基材(S2)的待提供结构如微米结构和/或纳米结构的膜幅(9)从膜幅辊(11)开始在这里再次经由具有幅材张紧器的各种转向辊***供应到压纹区域(1),在其中张紧地在压制辊(4)的圆周部分上行进,由此进入压辊(2)上的压制辊(4)的接触区域中,或者进入在这些元件之间形成的辊隙区域中。膜幅(9)垂直向下离开该区域(在图1的图示中),并且再次经由转向辊***和幅材张紧器引导至膜幅辊(12),在其上卷绕成完全处理的产品。在其进入压纹区(1)的路径上或者在压辊(2)和压制辊(4)之间的辊隙上,借助在这种情况下设置在压区(1)外部的涂料施用单元(27)对膜幅(9)在其面向压区(1)中的压辊(2)的表面上提供涂层。因此,根据本发明方法的步骤(2-i),涂料施用单元(27)将涂料组合物(C2a)施用于用作(S2)的膜幅(9)上。然后在压区(1)中通过其提供有尚未固化涂层的表面将膜幅(9)与母膜幅(8)的提供有母涂层的表面结合在一起,以实施本发明方法的步骤(3-i)。在这种情况下,膜幅(9)借助压制辊(4)行进,并且母膜幅(8)借助加压辊(2)行进。两种幅材—膜幅(9)和母膜幅(8)—以其提供有相应涂层(在母膜幅(8)的情况下,对应于涂层(C1)的至少部分固化母涂层;在膜幅(9)的情况下,对应于涂料组合物(C2a)的未固化涂层)的表面相互面对。在压制辊(4)压在压辊(2)的区域中,将在母涂层(C1)中形成的待转印结构如微米结构和/或纳米结构的负像压印到对应于涂料组合物(C2a)的未固化涂层中并因此将该结构转印。同时,照明单元(2)执行UV照射并且因此实施未固化涂层(对应于膜幅(9)上的涂层的涂料组合物(C2a))的至少部分固化,条件是该涂层仍然与母涂层(8)接触。因此,直接在结构的转印期间和原位,进行该涂层的至少部分固化。在从外部向压筒(2)照射的情况下,在这里通过膜材料(9)实现对膜幅(9)或对施用在其上的未固化涂层的辐射。或者,辐射穿过压筒(2)外表面的熔融二氧化硅材料进行,并且还穿过母膜幅(8)和施用在其上的母涂层的材料进行。因此,将母膜幅(8)和母涂层设计成可透过所用的辐射,在这种情况下为UV光。在这里将压辊(2)的外表面描述为由熔融二氧化硅组成。然而,原则上任何其他材料在这里也是合适的,条件是其可透过从压辊(2)内部发射的固化辐射(其可为除UV光以外的光)。或者,如果涂料组合物(C2a)是非辐射固化涂料组合物,则也可使用例如热发射体来代替提供UV照射的照明单元(3)。在通过UV照射而至少部分固化之后的一种可能性是后曝光,例如借助IR辐射。在按照本发明方法的任选步骤(5-i)的该固化操作结束时,膜幅(9)和母膜幅(8)相互分开,其中将目前的结构化层复合物(S2C2)和母膜(S1C1)分开。将由此提供有所需结构的涂覆膜幅(9)(即复合物(S2C2))作为成品供应至膜幅辊(12)并卷绕在该辊上。如果借助照明单元(3)从外部照射到压辊(2)上,则提供有所需结构的涂覆膜幅(9)(即复合物(S2C2))也可以是不透明的,如果选择该布置以使得切换母膜幅(8)(即复合物(S1C1))和膜幅(9)(即复合物(S2C2))。然后可以在不限制母膜幅(8)的操作的情况下进行按照本发明方法的步骤(2-i)的涂料施用单元(27)的涂覆。
复合物(S1C1)的生产:
在本发明方法的步骤(1)中提供的复合物(S1C1)可以通过各种方法生产,例如平版印刷方法,如纳米压印技术、激光光刻技术和照相平版印刷术。优选通过下文更详细说明的步骤(6)-(9)制备复合物(S1C1)。因此,进行本发明方法的步骤(6)-(9)以生产复合物(S1C1),后者可以用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)。图2提供了本发明方法的步骤(6)-(9)的示例性说明,这也可从下文对该图的描述看出。
用于生产复合物(S1C1)的本发明方法的任选步骤(6)-(9)
根据本发明的优选实施方案,在该方法的步骤(1)中提供的由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1)通过将压纹工具(E1)的压纹模具(e1)的重复和/或规则排列图案转印至涂料组合物(C1a),至少部分固化所述涂料组合物并从该压纹工具移除该结构化且至少部分固化涂料组合物(即复合物(S1C1))而制备。因此,在步骤(1)中提供的优选复合物(S1C1)通过下列步骤得到:
(6)将可辐射固化涂料组合物(C1a)施用于基材(S1)的至少一部分表面上以提供复合物(S1C1a);
(7)借助至少一个包括至少一个压纹模具(e1)的压纹工具(E1)至少部分压纹至少部分施用于基材(S1)表面的涂料组合物(C1a);
(8)至少部分固化在该至少部分固化的整个持续期间与压纹工具(E1)的至少一个压纹模具(e1)接触的至少部分施用于基材(S1)的至少部分压纹涂料组合物(C1a);
(9)从压纹工具(E1)的压纹模具(e1)移除复合物(S1C1)以提供至少部分压纹且至少部分固化复合物(S1C1),或者反之亦然。
步骤(6)
本发明方法的步骤(6)提供将可辐射固化涂料组合物(C1a)施用于基材(S1)的至少一部分表面上。基材(S1)构成涂料组合物(C1a)或涂层(C1)的承载材料。适合基材(S1)或其表面层的材料包括也可以用于如上所述生产基材(S2)的相同材料。这里明确参考相应段落。其他层,例如优选可透过UV辐射的增粘层可以存在于复合物(S1C1)中的(S1)和(C1)之间。然而,有利的是在复合物(S1C1)中的(S1)和(C1)之间不存在其他层。基材(S1)有利地为膜幅,优选移动膜幅或连续膜幅,更优选连续移动膜幅。在这种情况下,基材(S1)优选可以用于辊对辊(R2R)压纹设备中。基材(S1)的优选材料为聚酯,更具体为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。基材(S1)的厚度优选为2μm至5mm。特别优选的是25-1000μm,更具体50-300μm的层厚。
在本发明方法的任选步骤(6)中提供的涂料组合物(C1a)是如下面详细描述的可辐射固化涂料组合物。有利的是在步骤(6)中施用的涂料组合物(C1a)以至少0.5μm,优选至少1μm,更优选至少5μm至1.000μm的干层厚施用。
在实施步骤(6)的过程中(以及优选还有在实施该方法的步骤(7)、(8)和(9)的过程中),基材(S1)优选移动,因此是移动的基材。在实施步骤(6)的过程中,优选借助输送装置如传送带移动基材(S1)。因此,用于实施步骤(6)的相应设备优选包括这种输送装置。用于实施步骤(6)的相应设备进一步包括用于将优选可辐射固化涂料组合物(C1a)施用于基材(S1)的至少一部分表面上的装置。
步骤(7)
本发明方法的步骤(7)提供借助至少一个具有至少一个任选用涂料组合物(C1a)预先润湿的压纹模具(e1)的压纹工具(E1)至少部分压纹至少部分施用于基材(S1)表面上的涂料组合物(C1a)。所述压纹模具(e1)可以是聚合物压纹模具(e1)或金属压纹模具(e1),优选金属压纹模具(e1)。任选地,在已经生产第一复合物(S1C1)之后可以将该第一或早先的复合物(S1C1)用作压纹模具(e1)。该至少部分压纹将压纹结构至少部分转印到施用于基材(S1)上的涂料组合物(C1a)的表面上。术语“压纹”已在上文定义,明确参考相应段落。
步骤(7)优选将微米结构和/或纳米结构作为压纹结构以早先所述的尺寸如结构宽度和结构高度转印到涂料组合物(C1a)上。明确参考这些早先描述的段落。
因此,用于实施步骤(7)的相应设备包括用于借助至少一个压纹工具(E1)至少部分压纹至少部分施用于基材(S1)表面上的涂料组合物(C1a)的装置。所用设备优选进一步包括在将可辐射固化涂料组合物(C1a)施用于(S1)之后将作为压纹工具(E1)的一部分的压纹模具(e1)压到优选以连续膜幅形式使用的基材(S1)上的装置,该装置优选位于用于施加可辐射固化涂料组合物(C1a)的装置的下游(在基材(S1)的输送方向上观察)。
按照本发明方法的步骤(7)的至少部分压纹借助压纹工具(E1)进行。压纹工具(E1)可以优选为压纹压延机,其优选包括格栅施用机构,更优选格栅辊机构。该压延机具有反向旋转的辊,优选在高度方向上以一定间隔一个布置在另一个之上,并且将待提供压纹结构的复合物(S1C1a)供应至辊并引导其通过形成的辊隙,其中辊隙宽度是可变地调节的。这里格栅辊机构优选包括第一辊如金属辊,例如钢辊、用任选含有少量磷的金属层如铜层或镍层覆盖的钢辊或者用任选含有少量磷的镍套覆盖的辊,以及第二辊。作为压纹工具(E1)的一部分的第一辊(压纹辊)含有具有待压纹到复合物(S1C1a)表面中的压纹结构的镜像的压纹模具(e1)。因此,压纹模具(e1)的结构的图像对应于在步骤(3-i)或(2-ii)中用优选用作压纹模具(e2)的复合物(S1C1)压纹到涂料组合物(C2a)中的图像。第二辊用作压印辊或压制辊。在由相互以一定距离设置的反向旋转辊形成的辊隙处发生压纹。所用压纹工具(E1)还可以是承载待压纹到复合物(S1C1a)表面中的压纹结构的镜像并且可以压于复合物(S1C1a)上以至少部分压纹的传统压筒,其优选由金属辊,例如钢辊、用任选含有少量磷的金属层如铜层或镍层覆盖的钢辊制成。镜像由如上面在步骤(1)中所述由微米级和/或纳米级表面元件构成的微米结构化和/或纳米结构化表面构成。这里明确参考相应段落。根据对熟练技术人员而言常规和已知的方法在压纹工具(E1)上产生待压纹结构的镜像;取决于结构和材料,特定的方法可能是特别有利的。例如呈至少部分用涂料组合物(C1a)涂敷的膜幅形式的待压纹复合物(S1C1a)借助与第一辊反向的第二辊或压制辊移动。在由相互以一定距离设置的反向旋转辊形成的辊隙处按照步骤(7)发生压纹。承载压纹模具(e1)的第一辊在这里用于压纹由与该压纹辊相对的第二辊引导的复合物(S1C1a),该第二辊将待提供压纹结构的复合物(S1C1a)压于第一压纹辊。压纹工具(E1)优选为金属压纹工具,更优选由钢或用任选含有少量磷的金属层如铜层或镍层覆盖的钢辊或者用任选含有少量磷的镍套覆盖的辊制成。因此,压纹模具(e1)优选是金属的,更优选由钢、铜或镍制成,更具体由含有少量磷的镍制成。然而,或者压纹模具(e1)可以由材料如聚硅氧烷(即聚二甲基硅氧烷(PDMS))构成或者可以将先前制备的复合物(S1C1)用作压纹模具(e1)将最初在第一压纹中得到的图案按比例放大到第一复合物(S1C1)。此外,可以使用涂有至少一种塑料的辊。此外,压纹工具(E1)可以具有结构化涂层如UV涂层作为压纹模具(e1)。
必要的话,步骤(7)可以在升高的温度下,例如在30-100℃或30-80℃下进行。在这种情况下,复合物(S1C1a)首先通过加热辊机构,然后任选用红外光照射,然后进行实际压纹程序,即在与压纹工具(E1)接触的同时固化。在压纹和固化之后,压纹复合物(S1C1)任选通过冷却辊机构以进行冷却。或者,固化也可以在冷却下进行:在这种情况下,用于压纹的复合物(S1C1a)首先通过冷却辊机构,然后进行上述实际压纹程序。代替使用分开的加热或固化辊机构,还可以加热或冷却压纹工具(E1)。
步骤8
本发明方法的步骤(8)提供至少部分固化在该至少部分固化的整个持续过程中与压纹工具(E1)的至少一个压纹模具(e1)接触的至少部分施用于基材(S1)的至少部分压纹涂料组合物(C1a)。
步骤(7)和(8)优选同时进行。在这种情况下按照步骤(8)的固化优选在实施步骤(7)的过程中原位进行。
因此,用于实施步骤(8)的相应设备优选包括至少一个用于固化辐射,优选UV辐射照射可辐射固化涂料组合物(C1a)的辐射源。
适合辐射固化的辐射源的实例前面已经就涂料组合物(C2a)的固化说明。这里明确参考相应段落。
步骤(8)中的固化优选通过穿过基材(S1)的辐射进行。在这种情况下有利的是基材(S1)对所用辐射的透过率与涂料组合物(C1a)中包含的该至少一种光引发剂相称。因此,例如作为基材(S1)的材料PET,因此例如是PET膜可透过具有小于400nm的波长的辐射。由该辐射产生自由基的光引发剂例如包括二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯和苯基二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。
步骤(9)
本发明方法的步骤(9)提供从压纹工具(E1)移除复合物(S1C1),从而生产所需产品,即可以用作压纹模具(e2)并且由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1)。
任选地,复合物(S1C1)或母膜在从压纹模具(e1)分离之后可以用合适的辐射源,如UVA灯后曝光,以特别是在复合物(S1C1)的涂层(C1)的表面处提高双键转化率或使其最大化,从而降低与涂料组合物(C2a)的共价交联或者使其最小化。先前所述的任何辐射源是合适的,明确参考这些先前的段落。
优选复合物(S1C1)的至少部分固化且至少部分压纹涂层(C1)的表面是微米结构化和/或纳米结构化表面。
图2示意性显示设备的侧视图,该设备可以用于实施本发明生产有利地用作压纹模具(e2)的复合物(S1C1),即生产母膜的方法的步骤(6)-(9)并且用于示例性说明本发明与步骤(6)-(9)相关的方法。借助该设备可以将结构如微米结构和/或纳米结构通过压纹工具(E1)转印到涂有(C1a)的基材(S1)并且在至少部分固化之后产生可以用作母膜的复合物(S1C1)—在图2中称为母膜幅(8),该复合物如上面在结合图1所示的方法中所述能够用作压纹模具(e2)。
图2所示的母转印设备(30)根据转印原理操作,其中所需的负型结构从结构化压筒或压辊(这里为母压筒(17))直接压纹到施用于对应于复合物(S1C1a)的母膜幅(8b)上的尚未固化涂层中,然后该涂层与施用于其上的结构一起至少部分固化,其中固化借助照明单元(3)原位进行,得到对应于复合物(S1C1)的母膜幅(8)。在该方法中,用作基材(S1)的膜幅(8a)从仅包含承载材料,换言之没有施用母涂层(C1a)的纯膜的膜幅辊(18)中拉出,通过各种转向辊***和幅材张紧***引导并引入该设备的压纹区域(1)中。在那里,膜幅(8a)从涂层施用装置(27)—在其中提供尚未固化的母涂层(对应于涂料组合物(C1a))—运行到压制辊(4)和母压筒(17)之间的压区中。这种涂层的施加对应于本发明方法的步骤(6)。在其中具有尚未固化母涂层(C1a)的母膜幅(8b)沿着母压筒(17)的外表面的一部分行进的压纹区域(1)中,压纹到母压筒(17)外表面中的微米结构化和/或纳米结构化表面的微米级和/或纳米级表面元件作为负像引入母膜幅(8b)的母涂层中并且被转印。这对应于本发明方法的步骤(7)。然后按照本发明方法的步骤(8)至少部分固化包含未固化涂料组合物(C1a)的母膜幅(8b)。固化在这里通过用照明单元(3)照射,借助UV辐射,例如借助由UV-LED形成的单元来原位进行。随后按照本发明方法的步骤(9)从母压筒(17)的外表面上取出所得母膜(8),换言之复合物(S1C1),并将由此完成的母膜幅(8)卷绕到膜幅辊(19)上。此时膜幅辊(19)包含完成的母膜幅(8),其上施加有母涂层,并且具有压纹在其中的微米结构和/或纳米结构的负像。该膜幅辊(19)可以移除,然后在根据图1的转印设备(10)中或在以相同原理操作的另一转印设备中用作第一膜幅辊(6)。
本发明使用的涂料组合物(C1a)和(C2a)
涂料组合物(C1a)
涂料组合物(C1a)是可辐射固化涂料组合物。术语“可辐射固化”和“辐射固化”在这里可互换。术语“辐射固化”优选是指可聚合化合物借助电磁和/或粒子辐射的自由基聚合,实例是在λ=400-1200nm,优选700-900nm波长范围内的可见光至(N)IR光,和/或λ=100-400nm,优选λ=200-400nm,更优选λ=250-400nm波长范围内的UV光,和/或150-300keV的电子辐射,更优选辐射剂量为至少80mJ/cm2,优选80-3000mJ/cm2。特别优选使用UV辐射进行辐射固化。涂料组合物(C1a)可以通过使用合适的辐射源固化。因此,(C1a)优选为UV辐射固化涂料组合物。
涂料组合物(C1a)优选包含:
(a)5-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的所述总量各自基于涂料组合物(C1a)的总重量并且(ii)涂料组合物(C1a)中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;
其中该至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为5-45重量%,优选8-40重量%,更优选9-35重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,其中基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量,至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物为至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
术语“低聚物”是指由很少的,典型的是2至小于10个单体单元构成的相对低分子量化合物。单体单元可以在结构上相同或相似,或者它们可以相互不同。低聚化合物在23℃的室温和环境压力下通常为液体,因此在23℃下根据DIN EN ISO 2555(Brookfield方法)测量的动态粘度优选小于500Pa*s,更优选小于200Pa*s。术语“可交联”涉及平均具有至少一个,优选至少两个能够形成用于交联反应的自由基的不饱和侧基的聚合物或低聚物。可交联低聚物和/或聚合物化合物优选可溶于该一种或多种反应性稀释剂中。
可以用于本发明中的硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物或聚合物通常可以通过(甲基)丙烯酸和羟基官能聚硅氧烷(例如α,β-聚二甲基硅氧烷二醇)之间的缩合反应制备。由于其聚硅氧烷骨架,硅酮丙烯酸酯倾向于改进结构化表面的弹性和伸长率,但损害其拉伸强度和坚固性。由于其低表面能性能,通常使用更高官能硅酮(甲基)丙烯酸酯。有用硅酮(甲基)丙烯酸酯的实例包括由Sartomer Co.以牌号SARTOMER(例如SARTOMER CN 9800),UCBRadcure Inc.以牌号EBECRYL(例如EBECRYL 350,EBECRYL 1360)以及作为甲基丙烯酸酯由Shin-Etsu Silicones Europe B.V.以产品名X-22(例如X-22-164、X-22-164A)市购的那些。
涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量特别优选包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,优选正好一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,更优选正好一种平均包含2-3个不饱和基团的硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
任选存在于涂料组合物(C1a)中的其他可交联聚合物和/或低聚物除了硅酮(甲基)丙烯酸酯外优选选自(甲基)丙烯酸酯化低聚物或聚合物化合物、尿烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙烯基酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、烯烃(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯化油及其混合物,优选尿烷(甲基)丙烯酸酯低聚物。涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为0-75重量%,优选0-50重量%,更优选0-10重量%,非常优选0重量%的所述其他可交联聚合物和/或低聚物。换言之,涂料组合物(C1a)非常优选除了该至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯外不包含其他可交联聚合物和/或低聚物。
尿烷(甲基)丙烯酸酯例如可以通过使多异氰酸酯与(甲基)羟烷基酯以及任选扩链剂如二醇、多元醇、二胺、多胺或者二硫醇或多硫醇反应而得到。在不加入乳化剂下可分散于水中的尿烷(甲基)丙烯酸酯额外含有例如通过合成组分如羟基羧酸引入该尿烷中的离子性和/或非离子性亲水基团。该类尿烷(甲基)丙烯酸酯基本含有下列组分作为合成组分:
(a)至少一种有机脂族、芳族或脂环族二-或多异氰酸酯,
(b)至少一种具有至少一个异氰酸酯反应性基团,优选带有羟基的单体,以及至少一个可自由基聚合的不饱和基团的化合物,和
(c)任选至少一种具有至少两个异氰酸酯反应性基团的化合物,例如多元醇。
该尿烷(甲基)丙烯酸酯优选具有200-20 000g/mol,更具体为500-10 000g/mol,非常优选600-3000g/mol的数均分子量Mn(通过凝胶渗透色谱法以四氢呋喃为洗脱剂并以聚苯乙烯为标样测定)。该尿烷(甲基)丙烯酸酯优选含有1-5mol,更优选2-4mol(甲基)丙烯酸基团/1000g尿烷(甲基)丙烯酸酯。
环氧(甲基)丙烯酸酯可以通过使环氧化物与(甲基)丙烯酸反应而得到。所考虑的环氧化物的实例包括环氧化烯烃、芳族缩水甘油醚或脂族缩水甘油醚,优选芳族或脂族缩水甘油醚的那些。可能环氧化烯烃的实例包括氧化乙烯、氧化丙烯、氧化异丁烯、氧化1-丁烯、氧化2-丁烯、乙烯基环氧乙烷、氧化苯乙烯或表氯醇;优选氧化乙烯、氧化丙烯、氧化异丁烯、乙烯基环氧乙烷、氧化苯乙烯或表氯醇,特别优选氧化乙烯、氧化丙烯或表氯醇,尤其优选氧化乙烯和表氯醇。芳族缩水甘油醚例如是双酚A二缩水甘油醚,双酚F二缩水甘油醚,双酚B二缩水甘油醚,双酚S二缩水甘油醚,氢醌二缩水甘油醚,苯酚/二聚环戊二烯的烷基化产物,例如2,5-二[(2,3-环氧丙氧基)苯基]八氢-4,7-亚甲基-5H-茚,三[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]甲烷异构体,苯酚基环氧酚醛清漆和甲酚基环氧酚醛清漆。脂族缩水甘油醚例如是1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、1,1,2,2-四[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]乙烷、聚丙二醇的二缩水甘油醚(α,ω-二(2,3-环氧丙氧基)聚(氧丙烯)和氢化双酚A的二缩水甘油醚(2,2-二[4-(2,3-环氧丙氧基)环己基]丙烷))。该环氧(甲基)丙烯酸酯优选具有200-20 000g/mol,更优选200-10 000g/mol,非常优选250-3000g/mol的数均分子量Mn;(甲基)丙烯酸基团的量优选为1-5,更优选2-4/1000g环氧(甲基)丙烯酸酯(通过凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯为标样并以四氢呋喃为洗脱剂测定)。
(甲基)丙烯酸酯化聚(甲基)丙烯酸酯是α,β-烯属不饱和羧酸,优选(甲基)丙烯酸,更优选丙烯酸与聚丙烯酸酯多元醇的相应酯,其可以通过用(甲基)丙烯酸酯化聚(甲基)丙烯酸酯多元醇而得到。
碳酸酯(甲基)丙烯酸酯可以以各种官能度得到。该碳酸酯(甲基)丙烯酸酯的数均分子量Mn优选小于3000g/mol,更优选小于1500g/mol,非常优选小于800g/mol(通过凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯为标样并以四氢呋喃为洗脱剂测定)。该碳酸酯(甲基)丙烯酸酯可以通过使碳酸酯与多元醇,优选二元醇(二醇,例如己二醇)酯交换并随后用(甲基)丙烯酸酯化游离OH基团或者与(甲基)丙烯酸酯酯交换而以简单方式得到,例如如EP 0 092 269A1所述。它们还可以通过使光气、脲衍生物与多元醇,例如二元醇反应而得到。还可以想到聚碳酸酯多元醇的甲基(丙烯酸酯),如所述二醇或多元醇之一和碳酸酯以及还有含羟基的(甲基)丙烯酸酯的反应产物。合适碳酸酯的实例是碳酸亚乙酯、碳酸1,2-或1,3-亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸二丁酯。合适含羟基的(甲基)丙烯酸酯的实例是(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-或3-羟基丙基酯、1,4-丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇单(甲基)丙烯酸酯、甘油单-和二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷单-和二(甲基)丙烯酸酯以及还有季戊四醇单-、二-和三(甲基)丙烯酸酯。优选该碳酸酯(甲基)丙烯酸酯是脂族碳酸酯(甲基)丙烯酸酯。
涂料组合物(C1a)特别优选基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为5-45重量%,优选8-40重量%,更优选9-35重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,后者选自i)至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,优选正好一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,非常优选正好一种平均包含2-3个不饱和基团的硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物以及ii)选自如下的其他可交联聚合物和/或低聚物:(甲基)丙烯酸酯化低聚物或聚合物化合物、尿烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙烯基酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、烯烃(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯化油及其混合物,优选尿烷(甲基)丙烯酸酯低聚物。
因此,涂料组合物(C1a)特别优选基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,尤其是正好一种平均包含2-3个不饱和基团的硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,以及基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量小于75重量%,优选小于50重量%,更优选小于10重量%的其他可选自如下的可交联聚合物和/或低聚物:(甲基)丙烯酸酯化低聚物或聚合物化合物、尿烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙烯基酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、烯烃(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯化油及其混合物,优选尿烷(甲基)丙烯酸酯低聚物。
涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为40-85重量%或95重量%,优选50-95重量%或85重量%或83重量%,更优选55-83重量%的至少一种反应性稀释剂。合适的反应性稀释剂可以与该聚合物和/或低聚化合物聚合而形成包含固化母涂层(C1)的共聚弹性网络的母基材。术语“反应性稀释剂”涉及能够参与聚合反应形成聚合物材料的低分子量单体。该类单体化合物的重均分子量Mw由GPC测定优选小于1000g/mol,更优选小于750g/mol。
优选反应性稀释剂是可自由基聚合单体并且例如包括烯属不饱和单体如(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯及其混合物。优选的单体包括(甲基)丙烯酰基官能单体,如(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸羟烷基酯,N-乙烯基化合物及其组合。合适的单体对本领域熟练技术人员而言是已知的并且例如列于WO 2012/006207 A1中。
特别优选的涂料组合物(C1a)包含至少一种多官能烯属不饱和单体,即在一个分子中具有至少两个可聚合双键的化合物,作为反应性稀释剂以提高交联密度。该类多官能单体的代表性实例例如列于WO 2012/006207 A1中。尤其优选的反应性稀释剂选自己二醇二丙烯酸酯和/或包含至少两个,优选至少3个,更准确地是正好3个可以相互不同或至少部分相同的通式(I)的结构单元的化合物:
其中
基团R1相互独立地是C2-C8亚烷基,非常优选C2亚烷基,
基团R2相互独立地是H或甲基,和
参数m相互独立地是1-15,非常优选1-4或2-4范围内的整数,但条件是在至少一个式(I)的结构单元中,参数m为至少2,优选正好为2。特别优选所述化合物包含3个相同的通式(I)的结构单元,其中参数m为2。
所有通式(I)的结构单元经由符号连接于所述反应性稀释剂的骨架。该键合优选经由基团-[O-R1]m-的氧原子与该组分的骨架的碳原子连接发生。因此,该至少两个通式(I)的结构单元存在于单一组分,即反应性稀释剂b)中。合适的骨架例如选自新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇。
所述化合物优选包含总数在4-18,更优选5-15,非常优选6-12范围内的通式“-O-R1-”的醚基。所述化合物优选具有在300-2000g/mol,更优选400-1000g/mol范围内的数均分子量(Mn)。
所述化合物优选具有正好3个式(I)的结构单元。在这种情况下所述化合物具有正好3个官能(甲基)丙烯酸基团。或者,式(I)的结构单元也可以各自作为所述化合物的一部分存在超过3次。在这种情况下,例如所述化合物可以具有超过3个官能(甲基)丙烯酸基团,例如4、5或6个(甲基)丙烯酸基团。
上述基团R1各自相互独立地是C2-C8亚烷基,优选C2-C6亚烷基,更优选C2-C4亚烷基,非常优选各自相互独立地是亚乙基和/或亚丙基,尤其优选亚乙基。所有基团R1尤其是亚乙基。在每种情况下适合作为亚丙基的是具有结构-CH2-CH2-CH2-或结构-CH(CH3)-CH2-或结构-CH2-CH(CH3)-的基团R1。然而,在每种情况下特别优选亚丙基结构-CH2-CH2-CH2-。
参数m在每种情况下相互独立地为1-15范围内的整数。由于所述化合物具有至少两个,优选至少三个式(I)的结构单元并且由于在至少一个式(I)的结构单元中参数m为至少2,所述化合物包括总共为至少3个,优选至少4个通式“-O-R1-”的醚基团。
优选所述化合物总共具有至少5个,更优选至少6个通式“-O-R1-”的醚基团。所述化合物中通式“-O-R1-”的醚基团的数目优选位于4-18,更优选5-15,非常优选6-12范围内。
所述化合物的式(I)的结构单元中存在的醚链段-[O-R1]m的比例总共为至少35重量%,更优选至少38重量%,非常优选至少40重量%,仍更优选至少42重量%,更具体为至少45重量%,在每种情况下基于所述化合物的总重量。
所述化合物优选具有由GPC测定在300-2000g/mol,更优选350-1500g/mol,更具体400-1000g/mol范围内的数均分子量(Mn)。
特别优选的多官能烯属不饱和单体是至少一种通式(IIa)和/或(IIb)的化合物:
其中在每种情况下相互独立地:
R1和R2以及还有m具有上面就结构单元(I)所给定义,包括上述优选实施方案,以及
R3是H、C1-C8烷基、OH或O-C1-8烷基,更优选C1-C4烷基、OH或O-C1-4烷基,非常优选C1-C4烷基或OH,或者
R3是基团-[O-R1]m-O-C(=O)-C(R2)=CH2,其中R1、R2和m具有上面就结构单元(I)所给定义,包括上述其优选实施方案。
特别优选使用多官能烯属不饱和单体作为至少一种通式(IIa)的化合物的反应性稀释剂,其中
基团R1相互独立地是C2-C8亚烷基,
基团R2相互独立地是H或甲基,
参数m在每种情况下相互独立地是在1-15,优选1-10,更优选1-8或2-8,非常优选1-6或2-6,更具体1-4或2-4范围内的整数,但条件是在至少一个,优选所有式(I)的结构单元中,参数m至少为2。
R3是C1-C8烷基、OH或O-C1-8烷基,更优选C1-C4烷基、OH或O-C1-4烷基,非常优选C1-C4烷基或OH。
尤其优选的包含至少两个通式(I)的结构单元的化合物是总共4-20倍或4-12倍烷氧基化,如乙氧基化、丙氧基化或乙氧基化和丙氧基化的新戊二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇的(甲基)丙烯酸酯,更具体仅乙氧基化的新戊二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇的(甲基)丙烯酸酯。最优选衍生于烷氧基化三羟甲基丙烷的相应(甲基)丙烯酸酯。这些种类的产品可以市购并且例如以名称SR 499和/>SR502以及还有/>SR 415和/>SR 9035以及还有/>SR 501销售。
涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为40-95重量%,优选50-85重量%,更优选55-83重量%的至少一种反应性稀释剂,优选己二醇二丙烯酸酯和/或衍生于6倍乙氧基化三羟甲基丙烷的(甲基)丙烯酸酯。
涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为0.01-15重量%,优选0.5-10重量%,更优选1-8重量%的至少一种光引发剂,以借助可见光至(N)IR-和/或UV光进行固化。该光引发剂可以通过辐射波长的光分解成自由基,后者又能引发自由基聚合。相反,在用电子辐射固化的情况下,无需存在该类光引发剂。涂料组合物(C1a)优选包括至少一种可以通过辐射波长的光分解成自由基的光引发剂,该自由基又能引发自由基聚合。
光引发剂如UV光引发剂对熟练技术人员而言是已知的。所考虑那些的实例包括氧化膦类如(烷基)苯甲酰基苯基氧化膦类、二苯甲酮类、α-羟烷基芳基酮、噻吨酮类、蒽醌类、苯乙酮类、安息香类和安息香醚类、缩酮类、咪唑类或苯基乙醛酸类及其混合物。
氧化膦类例如是单酰基-或双酰基氧化膦类,例如二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯、苯基二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦或二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)(2,4,4-三甲基戊基)氧化膦。二苯甲酮类例如是二苯甲酮、4-氨基二苯甲酮、4,4'-二(二甲氨基)二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、米蚩酮、邻甲氧基二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2,4-二甲基二苯甲酮、4-异丙基二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、2,2'-二氯二苯甲酮、4-甲氧基二苯甲酮、4-丙氧基二苯甲酮或4-丁氧基二苯甲酮;α-羟基烷基芳基酮类例如是1-苯甲酰基环己烷-1-醇(1-羟基环己基苯基酮)、2-羟基-2,2-二甲基苯乙酮(2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮)、1-羟基苯乙酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮或以聚合形式含有2-羟基-2-甲基-1-(4-异丙烯-2-基苯基)丙-1-酮的聚合物。呫吨酮类和噻吨酮类例如是10-噻吨酮、噻吨-9-酮、呫吨-9-酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮或氯代呫吨酮;蒽醌类例如是β-甲基蒽醌、叔丁基蒽醌、蒽醌羧酸酯、苯并[de]蒽-7-酮、苯并[a]蒽-7,12-二酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌或2-戊基蒽醌。苯乙酮类例如是苯乙酮、乙酰萘醌、苯戊酮、苯己酮、α-苯基苯丁酮、对吗啉代苯丙酮、二苯并环庚酮、4-吗啉代二苯甲酮、对二乙酰基苯、4'-甲氧基苯乙酮、α-四氢萘酮、9-乙酰基菲、2-乙酰基菲、3-乙酰基菲、3-乙酰基吲哚、9-芴酮、1-茚满酮、1,3,4-三乙酰基苯、1-萘乙酮、2-萘乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、1-羟基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-2-酮或2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮。安息香类和安息香醚类例如是4-吗啉代脱氧安息香、安息香、安息香异丁基醚、安息香四氢吡喃基醚、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香丁基醚、安息香异丙基醚或7H-安息香甲基醚。缩酮类例如是苯乙酮缩二甲醇、2,2-二乙氧基苯乙酮或苯偶酰缩酮类,如苯偶酰缩二甲醇。典型的混合物例如包含2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-2-酮和1-羟基环己基苯基酮,二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)(2,4,4-三甲基戊基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮,二苯甲酮和1-羟基环己基苯基酮,二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)(2,4,4-三甲基戊基)氧化膦和1-羟基环己基苯基酮,二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮,2,4,6-三甲基二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮或2,4,6-三甲基二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮和二苯基(l2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。
特别优选的光引发剂是二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯、苯基二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)(2,4,4-三甲基戊基)氧化膦、1-羟基环己基苯基酮、二苯甲酮、1-苯甲酰基环己烷-1-醇、2-羟基-2,2-二甲基苯乙酮和2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮及其混合物。市售光引发剂例如是产品184,/>500,/>TPO,/>TPO-L和/>TPO以及还有来自IGM Resins B.V.的/>1173。
涂料组合物(C1a)可以任选进一步包含至少一种添加剂。该添加剂的概念对熟练技术人员是已知的,例如由Lexikon“Lacke und Druckfarben”,Thieme Verlag,1998,第13页已知。所用优选添加剂是至少一种流变添加剂。该术语也对熟练技术人员也是已知的,例如由/>Lexikon“Lacke und Druckfarben”,Thieme Verlag,1998,第497页已知。术语“流变性添加剂”、“流变添加剂”和“流变性助剂”在这里也可互换。该任选添加剂优选选自流动控制剂,表面活性试剂如表面活性剂、润湿剂和分散剂,以及还有增稠剂,触变剂,增塑剂,润滑性和抗粘连添加剂及其混合物。这些术语同样对熟练技术人员是已知的,例如由/>Lexikon,“Lacke und Druckfarben”,Thieme Verlag,1998已知。流动控制剂是通过降低粘度和/或表面张力而帮助涂料形成均匀流出的膜的组分。润湿剂和分散剂是降低表面张力或者通常是界面张力的组分。润滑性和抗粘连添加剂是降低互相粘着(结块)的组分。
市售添加剂的实例是产品SL 3259、/>377、/>Rad 2500、/>Rad 2800、/>394、Byk-SILCLEAN 3710、/>A250、Novec FC 4430和Novec FC4432。该至少一种添加剂的合适总量例如基于涂料组合物(C1a)的总重量为0.01-5重量%,0.2或0.5-3重量%。
在本发明上下文中,添加剂如表面活性剂可以包含硅酮(甲基)丙烯酸酯。该包含硅酮(甲基)丙烯酸酯的添加剂比不上用作可交联聚合物和/或低聚物的可交联硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,最低程度上是在该添加剂包含在该涂料组合物中的总量小上,但也从该硅酮(甲基)丙烯酸酯添加剂的不同化学官能度或反应性对该涂料组合物具有完全不同的技术效果上。包含硅酮(甲基)丙烯酸酯的添加剂例如仅对该涂料组合物的表面能有影响,但仅很少对由该可交联聚合物和/或低聚物或反应性稀释剂形成的(共)聚合网络的骨架有贡献。与包含硅酮(甲基)丙烯酸酯的添加剂相反,用作可交联聚合物和/或低聚物的硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物包含能够形成用于交联反应的自由基的不饱和侧基并与反应性稀释剂形成固化母涂层(C1)的共聚弹性网络。
特别优选涂料组合物(C1a)中所包含的组分(a)、(b)、(c)和(d)各自相互不同并且因此是不相同的。
因此,特别优选的母涂料(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含下列组分:
-9-35重量%的正好一种平均包含2个不饱和基团的硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,
-55-83重量%的己二醇二丙烯酸酯和/或衍生于6倍乙氧基化三羟甲基丙烷的(甲基)丙烯酸酯(即包含3个通式(I)的结构单元的化合物),
-1-10重量%的(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯和/或1-苯甲酰基环己烷-1-醇,和
-0或0.5-3重量%的润滑性和抗粘连添加剂。
由(C1a)得到的至少部分固化涂层(C1)的双键转化率优选为至少70%,更优选至少75%,仍更优选至少80%,非常优选至少85%,更具体为至少90%。
涂料组合物(C1a)可以包含至少一种不同于组分(a)-(d)的其他组分(e),例如填料,颜料,可热活化的引发剂如过二硫酸钾、过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈、环己基磺酰基乙酰基过氧化物、过碳酸二异丙酯、过辛酸叔丁酯或苯频哪醇、氢过氧化枯烯、过氧化二枯基、过苯甲酸叔丁酯、甲硅烷基化频哪醇,烷氧基胺,有机溶剂以及还有稳定剂。然而,优选涂料组合物(C1a)中不包括有机溶剂。涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量可以以0-10重量%,优选0-5重量%,更优选0-1重量%的总量包含该至少一种组分(e)。
涂料组合物(C1a)可以是溶剂性或固体涂料组合物。为了促进快速固化并防止在固化时产生大量蒸发溶剂,涂料组合物(C1a)优选为固体涂料组合物。因此,涂料组合物(C1a)有利地基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量小于10重量%,优选小于5重量%,更优选小于1重量%,非常优选0重量%的溶剂或者不包含溶剂。因此,涂料组合物(C1a)有利地基于涂料组合物(C1a)的总重量具有75-100重量%的固体含量,这根据DIN EN ISO3251:2008-06在125℃和60分钟下测定。此外,它有利地包含总量基于涂料组合物(C1a)的总重量为90-100重量%,优选95-100重量%,更优选99-100重量%的化合物(a)、(b)、(c)和任选地,(d)。最优选涂料组合物(C1a)由化合物(a)、(b)、(c)和任选的(d)构成。
涂料组合物(C1a)优选不含硫醇,尤其不含三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)。
涂料组合物(C2a)
任何种类的涂料组合物可以作为涂料组合物(C2a)用于本发明方法的步骤(2-i)或(2-ii)中。涂料组合物(C2a)可以是物理干燥的、可热固化、可化学固化和/或可辐射固化涂料组合物(C2a)。优选涂料组合物(C2a)是可化学固化、可热固化和/或可辐射固化涂料组合物,更优选可辐射固化涂料组合物。因此,按照步骤(4)的该至少部分固化优选通过辐射固化进行。涂料组合物(C2a)可以与涂料组合物(C1a)相同。然而,优选(C2a)不同于(C1a)。(C2a)优选由同类但不相同的也用于制备(C1a)的组分(a)-(e)构成,但涉及(C1a)的数量限制条件并不适用于(C2a)。
物理干燥的在这里优选涉及简单蒸发溶剂以形成涂层(C2)。热固化在这里优选涉及一种可归因于在室温以上的温度(>23℃)的固化机理。这例如可以是由在升高的温度下分解并且因此引发自由基或离子聚合的引发剂形成自由基或离子,优选自由基。该类可热活化引发剂的实例是在80℃下半衰期小于100小时的那些。化学固化在这里优选涉及至少两个不同且相互互补的反应性官能基团例如以缩聚如-OH基团与-COOH基团的反应或聚加成(NCO基团与-OH或氨基的反应)的方式反应。
若涂料组合物(C2a)是物理干燥的、可热固化和/或可化学固化的涂料组合物,则优选使用至少一种熟练技术人员已知的常规聚合物作为基料。在可热或化学固化涂料组合物的情况下,该基料此时优选具有可交联官能基团。熟练技术人员已知的任何常规可交联官能基团就此而言是合适的。更具体而言,可交联官能基团选自羟基、氨基、羧酸基团、硫醇基团、异氰酸酯、多异氰酸酯和环氧化物。聚合物优选是在放热或吸热下可固化或可交联的,优选在-20℃至250℃或18-200℃的温度范围内。尤其适合作为聚合物的是至少一种选自聚氨酯、聚醚、聚酯、聚酰胺、聚脲、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂、苯酚-甲醛树脂、蜜胺-甲醛树脂的聚合物。这些聚合物尤其可以是OH官能的。在这种情况下可以将它们归入通用术语“多元醇”下。该类多元醇例如可以是聚(甲基)丙烯酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚氨酯多元醇、聚脲多元醇、聚酯-聚丙烯酸酯多元醇、聚酯-聚氨酯多元醇、聚氨酯-聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯改性醇酸树脂、脂肪酸改性聚酯-聚氨酯多元醇以及还有所述多元醇的混合物。优选聚(甲基)丙烯酸酯多元醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇。
在这里可以使用至少一种在异氰酸酯和/或低聚异氰酸酯基团参与下固化的聚合物,非常优选至少一种相应聚氨酯和/或至少一种相应聚脲(例如称为“聚天冬氨酸基料”)。聚天冬氨酸基料是由氨基官能化合物,尤其是仲胺与异氰酸酯反应而转化的组分。若使用至少一种聚氨酯,则尤其合适的那些是可以通过含羟基组分如多元醇和至少一种多异氰酸酯(芳族和脂族异氰酸酯、二-、三-和/或多异氰酸酯)之间的聚加成反应制备的聚氨酯基树脂。在这里通常要求多元醇中的OH基团与多异氰酸酯中的NCO基团的化学计量转化。然而,待使用的化学计量比也可以改变,因为可以将该多异氰酸酯以可能存在“过度交联”或“欠交联”的量加入该多元醇组分中。若使用环氧树脂,即环氧化物基树脂,则合适的那些优选是由具有环氧化物端基和在该分子内的羟基作为官能基团的缩水甘油醚制备的环氧化物基树脂。这些优选为双酚A和表氯醇和/或双酚F与表氯醇的反应产物及其混合物,它们也在反应性稀释剂存在下使用。该类环氧化物基树脂的固化或交联通常通过环氧化物环的环氧基团聚合、作为硬化剂的其他反应性化合物以与环氧基团的化学计算量的加成反应形式的聚加成反应—因此在这种情况下要求每个环氧基团存在一当量活性氢(即每当量环氧化物固化需要一当量活性H)—或经由环氧基团和羟基的缩聚实现。合适硬化剂的实例是聚胺,尤其是(杂)脂族、(杂)芳族和(杂)脂环族聚胺、聚酰胺基胺、聚氨基酰胺以及还有多羧酸及其酸酐。
“辐射固化”的概念已经在上面就涂料组合物(C1a)描述,明确参考其段落。
涂料组合物(C2a)可以通过使用辐射源,优选使用UV辐射固化。因此,优选(C2a)是UV辐射固化涂料组合物。
因此,优选的产物涂料组合物(C2a)包含:
a)至少一种平均具有至少两个不饱和基团的化合物,
b)任选地,至少一种光引发剂,和
c)任选地,至少一种添加剂。
涂料组合物(C2a)优选平均具有至少两个不饱和碳双键,更优选(甲基)丙烯酸基团。为此,涂料组合物(C2)可以包含上面就(C1a)所述可交联聚合物和/或低聚物或反应性稀释剂中的任一种,尤其如聚酯、聚醚、碳酸酯、环氧化物、聚(甲基)丙烯酸酯、尿烷(甲基)丙烯酸酯和/或硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物和/或至少一种不饱和聚酯树脂和/或单-、二-和/或三官能(甲基)丙烯酸酯。
当借助可见光至(N)IR和/或UV光固化时,涂料组合物(C2a)优选包含至少一种能够通过辐射波长的光分解成自由基的光引发剂,这些自由基随后能够引发自由基聚合。相反,在用电子辐射固化的情况下,该类光引发剂的存在并非必要。作为光引发剂可以以与上面就涂料组合物(C1a)的光引发剂所述的相同量使用相同组分。
涂料组合物(C2a)可以包含至少一种其他添加剂。在这种情况下可以以与上面就涂料组合物(C1a)的添加剂或其他组分(e)所述的相同量使用相同组分。
用作涂料组合物(C2a)的涂料组合物更优选具有(甲基)丙烯酸基团。优选该涂料组合物(C2a)包含至少一种尿烷(甲基)丙烯酸酯。此外,优选它包括至少一种光引发剂。
涂料组合物(C2a)可以是溶剂性或固体涂料组合物。为了促进快速固化并防止在固化时产生大量蒸发溶剂,涂料组合物(C2a)优选为固体涂料组合物或含有少量溶剂的涂料组合物。因此,它有利地具有基于涂料组合物(C2a)的总重量为75-100重量%的固体含量,这根据DIN EN ISO 3251:2008-06在125℃和60分钟下测定。此外,它有利地包含总量基于涂料组合物(C2a)的总重量为90-100重量%,优选95-100重量%,更优选99-100重量%的化合物(a)以及任选化合物(b)和(c)。
本发明复合物(S1C1)
本发明的另一主题是由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1),其中涂层(C1)可以通过由辐射固化至少部分固化施用于基材(S1)的至少一部分表面上的涂料组合物(C1a)并至少部分压纹而得到,其中涂料组合物(C1a)是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)5-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%或85重量%,优选50-95重量%或85重量%或83重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的所述总量各自基于涂料组合物(C1a)的总重量并且(ii)涂料组合物(C1a)中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;
其中该至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
优选所有组分(a)、(b)、(c)和(d)各自相互不同。
上文就本发明方法,尤其是就其中所用的涂料组合物(C1a)和基材(S1)以及还有涂层(C1)所述的所有优选实施方案也是关于本发明复合物(S1C1)的优选实施方案。
本发明的复合物(S1C1)优选可以通过实施本发明方法的上述方法步骤(6)-(9)而得到。基材(S1)有利地为膜幅,优选移动膜幅,更优选连续移动膜幅。
本发明用途
本发明的另一主题是本发明复合物(S1C1)作为压纹工具(E2)的压纹模具(e2)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上或者转印到至少部分施用于基材(S2)上的涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的用途。
上文就本发明方法和本发明复合物(S1C1)所述的所有优选实施方案也是与本发明复合物(S1C1)的上述用途相关的优选实施方案。
涂料组合物(C2a)在这里优选是可辐射固化涂料组合物。
尤其通过下列实施方案描述本发明:
实施方案1:一种使用复合物(S1C1)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的方法,所述方法至少包括步骤(1)、(2-i)和(3-i)或(2-ii)和(3-ii)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5-i)或(5-ii),具体而言:
(1)提供由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1);和
(2-i)将至少一种涂料组合物(C2a)施用于基材(S2)的至少一部分表面上以提供复合物(S2C2a);
(3-i)使用复合物(S1C1)至少部分压纹复合物(S2C2a)的涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2aS2);或者
(2-ii)将至少一种涂料组合物(C2a)施用于复合物(S1C1)的至少一部分至少部分压纹且至少部分固化表面上并使用复合物(S1C1)至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2a);
(3-ii)任选将基材(S2)施用于复合物(S1C1C2a)的至少一部分由涂料组合物(C2a)形成的表面上而得到复合物(S1C1C2aS2);以及
(4)至少部分固化在该至少部分固化的整个持续期间与复合物(S1C1)接触的任选施用于基材(S2)的至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2)或(S1C1C2S2);和
(5-i)任选从复合物(S1C1)移除复合物(S1C1C2S2)中的复合物(C2S2)以使步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位;或者
(5-ii)任选从复合物(S1C1)移除复合物(S1C1C2)中的涂层(C2)以使步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位;
其中用于产生用于步骤(1)中并在步骤(5-i)或步骤(5-ii)中复位的复合物(S1C1)的至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)的涂料组合物(C1a)是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)5-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的所述总量各自基于涂料组合物(C1a)的总重量并且(ii)涂料组合物(C1a)中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;
其中该至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
实施方案2:一种使用复合物(S1C1)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的方法,所述方法至少包括步骤(1)、(2-i)和(3-i)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5-i),具体而言:
(1)提供由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1);
(2-i)将至少一种涂料组合物(C2a)施用于基材(S2)的至少一部分表面上以提供复合物(S2C2a);
(3-i)使用复合物(S1C1)至少部分压纹复合物(S2C2a)的涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2aS2);
(4)至少部分固化在该至少部分固化的整个持续期间与复合物(S1C1)接触的任选施用于基材(S2)的至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2S2);
(5-i)任选从复合物(S1C1)移除复合物(S1C1C2S2)中的复合物(C2S2)以使步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位;
其中用于产生用于步骤(1)中并在步骤(5-i)中复位的复合物(S1C1)的至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)的涂料组合物(C1a)是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)5-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的所述总量各自基于涂料组合物(C1a)的总重量并且(ii)涂料组合物(C1a)中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;
其中该至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
实施方案3:一种使用复合物(S1C1)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的方法,所述方法至少包括步骤(1)、(2-ii)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5-ii),具体而言:
(1)提供由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1);
(2-ii)将至少一种涂料组合物(C2a)施用于复合物(S1C1)的至少一部分至少部分压纹且至少部分固化表面上并使用复合物(S1C1)至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2a);
(4)至少部分固化在该至少部分固化的整个持续期间与复合物(S1C1)接触的至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2);和
(5-ii)任选从复合物(S1C1)移除复合物(S1C1C2)中的涂层(C2)以使步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位;
其中用于产生用于步骤(1)中并在步骤(5-ii)中复位的复合物(S1C1)的至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)的涂料组合物(C1a)是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)5-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的所述总量各自基于涂料组合物(C1a)的总重量并且(ii)涂料组合物(C1a)中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;
其中该至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
实施方案4:一种使用复合物(S1C1)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的方法,所述方法至少包括步骤(1)、(2-ii)和(3-ii)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5-ii),具体而言:
(1)提供由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1);
(2-ii)将至少一种涂料组合物(C2a)施用于复合物(S1C1)的至少一部分至少部分压纹且至少部分固化表面上并使用复合物(S1C1)至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2a);
(3-ii)将基材(S2)施用于复合物(S1C1C2a)的至少一部分由涂料组合物(C2a)形成的表面上而得到复合物(S1C1C2aS2);
(4)至少部分固化在该至少部分固化的整个持续期间与复合物(S1C1)接触的施用于基材(S2)的至少部分压纹涂料组合物(C2a)以提供复合物(S1C1C2S2);
(5-i)任选从复合物(S1C1)移除复合物(S1C1C2S2)中的复合物(C2S2)以使步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位;
其中用于产生用于步骤(1)中并在步骤(5-i)中复位的复合物(S1C1)的至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)的涂料组合物(C1a)是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)5-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂。
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的所述总量各自基于涂料组合物(C1a)的总重量并且(ii)涂料组合物(C1a)中存在的所有组分的总量加起来为100重量%.
其中该至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物;
实施方案5:根据实施方案1-4中任一项的方法,其中在步骤(2-i)和步骤(2-ii)中至少一种涂料组合物(C2a)以至少0.5μm,优选至少1μm,更优选至少5μm的干层厚施用。
实施方案6:根据实施方案1-5中任一项的方法,其中待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,优选具有10nm-500μm,更优选25nm-400μm,非常优选50nm-250μm,更具体为100nm-100μm范围内的结构宽度以及优选在10nm-500μm,更优选25nm-400μm,非常优选50nm-300μm,更具体为100nm-200μm范围内的结构高度。
实施方案7:根据实施方案1-6中任一项的方法,其中将至少一种粘合剂施用于基材(S2)的不与涂料组合物(C2a)接触的表面。
实施方案8:根据实施方案1-7中任一项的方法,其中在步骤(5-i)中通过从复合物(S1C1C2S2)剥离并额外使在步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位而得到复合物(C2S2),或者反之亦然。
实施方案9:根据实施方案1-7中任一项的方法,其中在步骤(5-ii)中通过从复合物(S1C1C2)剥离并额外使在步骤(1)中提供的复合物(S1C1)复位而以游离膜得到至少部分压纹且至少部分固化涂层(C2),或者反之亦然。
实施方案10:根据实施方案1-7中任一项的方法,其中从复合物(S1C1)移除包括下列步骤:
5-i-a)在基材(S2)的未与至少部分压纹涂层(C2)接触的表面上施用至少一个粘合剂层(AL),以提供复合物(S1C1C2S2AL);
5-i-b)任选地,将复合物(S1C1C2S2AL)至少部分连接于物体(O1);
5-i-c)从任选至少部分连接于物体(O1)的复合物(C2S2AL)移除,优选剥离复合物(S1C1),或者反之亦然。
实施方案11:根据实施方案1-7中任一项的方法,其中从复合物(S1C1)移除包括下列步骤:
5-ii-a)在至少部分压纹涂层(C2)的未结构化表面的至少一部分上施用至少一个粘合剂层(AL),以提供复合物(S1C1C2AL);
5-ii-b)任选地,将复合物(S1C1C2AL)至少部分连接于物体(O1);
5-ii-c)从任选至少部分连接于物体(O1)的复合物(C2S2AL)移除,优选剥离复合物(S1C1),或者反之亦然。
实施方案12:根据实施方案1-11中任一项的方法,其中将在步骤(1)中提供的复合物(S1C1)用作压纹工具(E2)的压纹模具(e2)以将涂层(C1)的压纹结构作为压纹结构转印到在步骤(2-i)中以及在步骤(2-ii)和(3-ii)中的涂料组合物(C2a),其中将用作压纹模具(e2)的复合物(S1C1)的涂层(C1)的结构化表面的镜像压纹到任选施用于基材(S2)上的至少部分压纹且至少部分固化涂层(C2)的表面中。
实施方案13:根据实施方案1-12中任一项的方法,其中基材(S1)为膜幅,优选移动膜幅或连续膜幅,更优选连续移动膜幅。
实施方案14:根据实施方案1-13中任一项的方法,其中基材(S2)为膜幅,优选移动膜幅,更优选连续移动膜幅。
实施方案15:根据实施方案1-14中任一项的方法,其中用于步骤(2-i)以及步骤(2-ii)和(3-ii)中的复合物(S1C1)可重复使用并且当进行该方法的步骤(5-i)或(5-ii)时可以重复用于转印至少一种压纹结构。
实施方案16:根据实施方案1-15中任一项的方法,其中在实施步骤(3-i)的过程中,步骤(3-i)中的复合物(S1C1)经由用作压纹工具(E2)的第一辊引导并且复合物(S2C2a)经由与该第一辊相对并且与其反向旋转或同向旋转的第二辊引导,以及在实施步骤(3-ii)的过程中,步骤(3-ii)中的复合物(S1C1C2a)经由用作压纹工具(E2)的第一辊引导并且在步骤(3-ii)中使用的基材(S2)经由与该第一辊相对并且与其反向旋转或同向旋转的第二辊引导。
实施方案17:根据实施方案16的方法,其中步骤(3-i)的该至少部分压纹在由两个相互相对辊形成的辊隙水平上进行,其中这两个辊反向或同向旋转,其中复合物(S1C1)的至少部分压纹涂层(C1)面朝复合物(S2C2a)的涂料组合物(C2a),以及
步骤(3-ii)的该至少部分压纹在由两个相互相对辊形成的辊隙水平上进行,其中这两个辊反向或同向旋转,其中复合物(S1C1C2a)的涂料组合物(C2a)面朝基材(S2)。
实施方案18:根据实施方案1-17中任一项的方法,其中在步骤(1)中提供的复合物(S1C1)至少可以通过下列步骤得到:
(6)将可辐射固化涂料组合物(C1a)施用于基材(S1)的至少一部分表面上以提供复合物(S1C1a);
(7)借助至少一个包括至少一个压纹模具(e1)的压纹工具(E1)至少部分压纹至少部分施用于基材(S1)表面的涂料组合物(C1a);
(8)至少部分固化在该至少部分固化的整个持续期间与压纹工具(E1)的至少一个压纹模具(e1)接触的至少部分施用于基材(S1)的至少部分压纹涂料组合物(C1a);
(9)从压纹工具(E1)的压纹模具(e1)移除复合物(S1C1)以提供至少部分压纹且至少部分固化复合物(S1C1),或者反之亦然。
实施方案19:根据实施方案18的方法,其中步骤(6)中的至少一种涂料组合物(C1a)以至少0.5μm,优选至少1μm,更优选至少5μm的干层厚施用。
实施方案20:根据实施方案1-19中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为5-45重量%,优选8-40重量%,更优选9-35重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物。
实施方案21:根据实施方案1-20中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,优选正好一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,更优选正好一种平均包含2-3个不饱和基团的硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
实施方案22:根据实施方案1-21中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为5-45重量%,优选8-40重量%,更优选9-35重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,后者选自i)至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,优选正好一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,非常优选正好一种平均包含2-3个不饱和基团的硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物,以及ii)选自(甲基)丙烯酸酯化低聚物或聚合物化合物、尿烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙烯基酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、烯烃(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯化油及其混合物的其他可交联聚合物和/或低聚物,优选尿烷(甲基)丙烯酸酯低聚物。
实施方案23:根据实施方案1-22中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)包含可自由基聚合单体,优选烯属不饱和单体,更优选多官能烯属不饱和单体作为反应性稀释剂。
实施方案24:根据实施方案1-23中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)包含至少一种选自如下的反应性稀释剂:己二醇二丙烯酸酯以及包含至少2个,优选至少3个,更优选3个可以相互不同或者至少部分相同的通式(I)的结构单元的化合物:
其中
基团R1相互独立地是C2-C8亚烷基,非常优选C2亚烷基,
基团R2相互独立地是H或甲基,和
参数m相互独立地是1-15,非常优选1-4或2-4范围内的整数,但条件是在至少一个式(I)的结构单元中,参数m为至少2,优选正好为2。
实施方案25:根据实施方案24的方法,其中所述化合物包含3个相同的式(I)的结构单元并且参数m为至少2,优选正好为2。
实施方案26:根据实施方案24或25的方法,其中该至少一种反应性稀释剂的化合物包含至少两个选自如下的通式(I)的结构单元:总共4-20倍或4-12倍烷氧基化,优选乙氧基化、丙氧基化或乙氧基化和丙氧基化的新戊二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇的(甲基)丙烯酸酯,非常优选乙氧基化的新戊二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇的(甲基)丙烯酸酯,最优选衍生于烷氧基化三羟甲基丙烷的(甲基)丙烯酸酯。
实施方案27:根据实施方案1-6中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为40-95重量%,优选50-85重量%,更优选55-83重量%的至少一种反应性稀释剂,优选己二醇二丙烯酸酯和/或衍生于6倍乙氧基化三羟甲基丙烷的(甲基)丙烯酸酯。
实施方案28:根据实施方案1-27中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为0.01-15重量%,优选0.5-10重量%,更优选1-8重量%的该至少一种光引发剂。
实施方案29:根据实施方案1-28中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)中所包含的光引发剂选自包括(烷基)苯甲酰基苯基氧化膦类在内的氧化膦类、二苯甲酮类、α-羟烷基芳基酮、噻吨酮类、蒽醌类、苯乙酮类、安息香类和安息香醚类、缩酮类、咪唑类或苯基乙醛酸类及其混合物,优选二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯、苯基二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯甲酮、1-苯甲酰基环己烷-1-醇、2-羟基-2,2-二甲基苯乙酮和2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮及其混合物。
实施方案30:根据实施方案1-29中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为0.01-5重量%,优选0.2或0.5-5重量%,更优选0.5-3重量%的至少一种添加剂。
实施方案31:根据实施方案1-30中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量小于10重量%,优选小于5重量%,更优选小于1重量%的有机溶剂,非常优选不含有机溶剂。
实施方案32:根据实施方案1-30中任一项的方法,其中涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含总量为90-100重量%,优选95-100重量%,更优选99-100重量%的组分(a)、(b)、(c)和任选(d)。
实施方案33:由基材(S1)和至少部分压纹且至少部分固化涂层(C1)构成的复合物(S1C1),其中涂层(C1)可以通过由辐射固化至少部分固化施用于基材(S1)的至少一部分表面上的涂料组合物(C1a)并至少部分压纹而得到,其中涂料组合物(C1a)是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)5-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的所述总量各自基于涂料组合物(C1a)的总重量并且(ii)涂料组合物(C1a)中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;其中该至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物(C1a)中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%,优选至少50重量%,更优选至少90重量%,非常优选100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
实施方案34:根据实施方案33的复合物(S1C1),其中复合物(S1C1)可以通过实施如实施方案18或19中所述方法步骤(6)-(9)而得到。
实施方案35:根据实施方案33或34的复合物(S1C1),其中基材(S1)为膜幅,优选移动膜幅,更优选连续移动膜幅。
实施方案36:根据实施方案33-35中任一项的复合物(S1C1)作为压纹工具(E2)的压纹模具(e2)将压纹结构转印到涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上或转印到至少部分施用于基材(S2)上的涂料组合物(C2a)的至少一部分表面上的用途。
实施方案37:根据实施方案1-5中任一项的方法,其中可辐射固化涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含50-95重量%或50-85重量%或50-83重量%的至少一种反应性稀释剂。
实施方案38:根据实施方案33-36中任一项的复合物,其中可辐射固化涂料组合物(C1a)基于涂料组合物(C1a)的总重量包含50-95重量%或50-85重量%或50-83重量%的至少一种反应性稀释剂。
测定方法
1.测定充模
充模借助商用扫描电子显微镜(SEM)测定。因此,借助SEM可以比较例如压纹之后具有例如10nm-1000μm结构宽度和1nm-1000μm结构深度范围内的特征的不同母膜(S1C1)的限定格子结构的表面形貌。若完全复制尖锐特征如三角形结构尖端,则认为充模完全。除了比较不同母膜(S1C1)的表面形貌外,还可以比较充模。
2.测定流动时间
流动时间按照DIN EN ISO 2431(日期:2012年3月)测定。该方法包括在室温(20℃)下借助4mm流量杯(4号)、5mm流量杯(5号)或6mm流量杯(6号)测定流动时间。
认为在4mm流量杯中测得在40或50-100s范围内、在5mm流量杯中测得在30-100s范围内和在6mm流量杯中测得在30-200s,优选30-150s,更优选30-115s范围内的流动时间可以接受。因此,认为在6mm流量杯中流动时间>200s的涂料组合物不是有利的,因为涂料组合物不能在基材或复合物的整个宽度上以均匀层厚足够快速地涂敷,降低了充模和复制质量,并且在施用的涂料组合物中空气滞留的风险随着流动时间增加而增加。另一方面,认为在4mm流量杯中流动时间<40或50s是不利的,因为当例如在辊对辊(R2R)压纹设备中施用时,涂料组合物简单流过该基材,从而在该层中不提供足够内聚力以允许对于以充分充模和转印质量压纹微米结构和纳米结构而言足够的层厚。
3.测定粘附性
3.1划格法附着力试验
粘附性按照DIN EN ISO 2409(日期:2013年6月)借助划格法附着力试验测定。在该试验中,在两次测定中检查所研究的涂层对基材的粘附性。手工使用Byk Gardner的具有2mm划格间距的划格法附着力测试仪。随后将4651号Tesa胶带压于受损区域上并剥离以移除脱层区域。基于0(最小脱层)至5(非常高的脱层)的特征值进行评价。小于或等于3.5的平均值被归类为足够的。
3.2圣安德鲁十字
借助专有划格法试验测定粘附性。在该试验中,借助手术刀将圣安德鲁十字(长度:10cm,角度:45°)手工切割到涂层中。随后将4651号Tesa胶带压于受损区域上并剥离以移除脱层区域。若涂层在切割和/或剥离胶带之后没有显示出可见脱层,则将该涂层的粘附性评定为“合格”。若涂层在切割和/或剥离胶带之后显示出可见脱层,则将该涂层的粘附性评定为“不合格”。
4.测定复制成功率
复制成功率通过肉眼确定,其中确定成功复制面积的百分比分数。这里的范围为成功复制面积的0-100%。如果小于100%的面积被复制,则这意味着相应的面积分数不能从压纹模具移除,换言之,涂层C1以S1C1形式保持部分粘附在压纹工具(E1的压纹模具(e1)上,或者在分离之后涂层C2保持部分粘附在复合物(S1C1)上。
5.测定层厚分布
通过测量包括压印结构的复合物S1C1的层厚测定层厚分布。换言之,层叠体S1C1的测定总厚度是基材S1、涂层C1的残留层和在涂层C1中或在涂层C1上形成的结构的单独高度之和。该厚度按照DIN EN ISO 2808(日期:2007年5月)程序12A借助ElektroPhysik 2100微处理器涂层测厚仪并结合F1.6探针(测量不确定度:±(1%+1μm))测定。在不存在铁磁性基材下,通过将复合物S1C1放置在均匀铁磁板上进行测量。在S1C1的15cm×15cm小块上,在排列在3×3矩阵中的9个预定点测定层厚。所有测量点相互间隔5cm,测量的第一点或起始点距离S1C1的15cm×15cm小块顶部2.5cm且距离其左侧2.5cm。因此,第二测量点距离S1C1的15cm×15cm小块顶部2.5cm且距离其左侧7.5cm。
6.测定柔韧性
通过将相应复合物(S1C1)折叠180°测定其柔韧性。若在折叠过程中和/或折叠之后没有在涂层(C1)中观察到视觉裂缝和/或损坏,则评分为“合格”。若在折叠过程中和/或折叠之后在涂层(C1)中观察到视觉裂缝和/或损坏,则评分为“不合格”。
发明实施例和对比例
下列发明实施例和对比例用来说明本发明,但不应解释为施加任何限制。
除非另有指明,以份数表示的量是重量份且以百分数表示的量在每种情况下是重量百分数。
1.所用成分和材料
GN CT01B—市售PET膜,两侧化学处理以改进涂层粘附性,层厚175μm。
市售PET膜,两侧涂敷聚氨酯以提高对油墨和涂层,尤其是UV固化油墨的粘附性,层厚125μm,由SKC,South Korea提供。
UA 9033(L UA 9033)—来自BASF SE的脂族尿烷丙烯酸酯
UA 9089(L UA 9089)—来自BASF SE的脂族尿烷丙烯酸酯己二醇二丙烯酸酯(HDDA)
丙烯酸羟丙基酯(HPA)
CN9800(CN9800)—来自Sartomer的脂族硅酮丙烯酸酯
499(SR 499)—6倍乙氧基化的TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯),来自Sartomer
SR 344(Arkema Inc.)—聚乙二醇(400)二丙烯酸酯/>184(I-184)—来自BASF SE的市售光引发剂,
TPO-L(I-TPO-L)—来自BASF SE的市售光引发剂,
Rad 2500(TR 2500)—来自Evonik的润滑性和抗粘连添加剂(硅酮丙烯酸酯),
2.实施例
2.1生产本发明的涂料组合物(C1a)(C1a-1)和相应对比涂料组合物(C1a-2)
适合作为生产复合物(S1C1)的涂料组合物(C1a)的涂料组合物按照下表1生产。在生产C1a-5和C1a-9的情况下在室温(20℃)下确定的流动时间在26-172s范围内。
表1:料组合物(C1a)
*发明实施例
通过上述方法在第2.点(测定流动时间)下测定的反应性稀释剂的总量基于涂料组合物(C1a)的总重量为40-80重量%的发明实施例C1a-2至C1a-8的流动时间在4mm流量杯中所测量的50s至6mm流量杯中所测量的200s的可接受范围内。对比例C1a-1(反应性稀释剂总量35重量%),C1a 10(反应性稀释剂总量25重量%)和C1a-11(反应性稀释剂总量25重量%,组成与KR 2009/0068490 A实施例1一致)的流动时间不利地高并且因此是不可接受的。
2.2使用本发明涂料组合物(C1a-5)和对比涂料组合物(C1a-9)生产复合物(S1C1)
按照下表2的许多不同复合物(S1C1)使用具有带有待压纹结构的所需图像的镍制压纹模具(e1)的辊对板(R2P)压纹设备生产。因此,压纹模具(e1)中的结构图像对应于待在随后步骤中压纹到涂料组合物(C2a)中的结构的图像。
在这些实施例中,使用具有不同正型结构的镍制压纹模具(e1),具体而言:
·微米结构M1(高度为61μm且周期性重复为130μm的三维三角形结构),或者
·微米结构M2(高度为42μm且结构之间距离55μm的二维三角形结构)。
为此,将上述涂料组合物C1a-5和C1a-9中的每一种施用于压纹工具(E1)的压纹模具(e1)并对它施用作为基材(S1)的PET膜。然后使膜和相应涂料组合物的所得叠层在压制辊下方通过并且在该压纹设备仍与相应叠层的涂料组合物接触的同时借助UV-LED灯至少部分固化涂料组合物。随后将该至少部分固化涂层与该膜—通过与压纹模具(e1)相比具有负型结构—一起从该压纹设备分离,得到作为复合物(S1C1)的结构化膜(母膜)。随后用UVA灯对母膜后曝光。该表中的符号“-”表示未进行具体的后固化。
表2:生产参数
将具有微米结构M1的母膜A和B用于测定充模质量、粘附性和复制成功率—见第2.3.1部分—并且还如下面在第2.4-2.5.2点所述用于生产转印膜和对其进行研究。如下面在第2.3.2部分所述将具有微米结构M2的母膜C、D、E和F用于确定层厚均匀性。为了生产这些母膜,使用涂料组合物(C1a-5)和(C1a-9)并且相应地得到复合物(S1C1),其中涂层(C1)是分别衍生于涂料组合物(C1a-5)或(C1a-9)的涂层(C1-5)或(C1-9),具有微米结构M1或M2作为压纹结构。
在另一系列试验中,根据表2所示“母膜C”的生产参数制备复合物(S1C1),其中涂料组合物(C1a-5)分别用表1所示涂料组合物(C1a-1)-(C1a-8)、(C1a-10)或(C1a-11)中的一种替代,提供母膜G-P。
由涂料组合物(C1a-1)-(C1a-8)、(C1a-10)或(C1a-11)制备的母膜G-P全部显示出在203-225μm范围内的可接受层厚。在生产之后7天按照上面在第6.点下所述方法测定的母膜G-O的柔韧性“合格”。仅由对比涂料组合物(C1a-11)制备的母膜P的柔韧性“不合格”。此外,用Olympus SZX12立体显微镜观察母膜G-P揭示出在由对比涂料组合物(C1a-11)制备的母膜P的情况下存在不可接收量的空气滞留。
2.3对母膜(S1C1)的研究
2.3.1测定粘附性和充模
下表3总结了对母膜A和B进行的研究。这些研究各自按照上述方法进行。
表3:
母膜 | 粘附性(划格法附着力试验) | 粘附性(圣安德鲁十字) | 复制成功率(%) |
A | 3.5 | 合格 | 100 |
B | 5 | 不合格 | 100 |
表3中的数据表明本发明母膜A(划格法附着力试验和圣安德鲁十字试验)与用对比母膜B实现的不充分粘附(划格法附着力试验评价得分5,圣安德鲁十字试验不合格)相比的良好粘附性。若母涂层(C1)在基材(S1)上的粘附性—在这些实施例中为涂料组合物(C1-5)和(C1-9)在PET膜上的粘附性—不够,则在涂料组合物(C1a)以及还有随后当使用母膜作为压纹模具(e2)时涂料组合物(C2a)的压纹过程中均可能出现问题。
母膜A的复制成功率保持得与母膜B的复制成功率一样好(表3,复制成功率)。因此,使用本发明可用的涂料组合物也没有残余物保留在压纹模具(e1)上。
母膜A和B的充模如上所述通过肉眼检查并比较通过压纹工具(E1)的压纹模具(e1)压纹到施用于基材(S1)的涂料组合物(C1a)中的三角形特征的SEM图像(图3)而测定。母膜A和B的SEM图像的比较显示结构由压纹模具完全且相似地转印到涂料组合物(C1a),这包括清晰的细节如边缘和三角形特征。因此,根据本发明将大量硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物引入涂料组合物(C1a)并没有导致正如由于涂料组合物(C1a-5)和(C1a-9)的不同表面张力而已经预期的充模质量的任何损失。因此,对涂料组合物C1a-1和C1a-2二者观察到模具中负型特征的完全且相似填充。
总之,可以说仅母膜A就所研究的所有性能(粘附性、充模和复制成功率)提供了良好结果。
2.3.2测定层厚均匀性
下表4总结了对母膜C、D、E和F进行的研究。这些研究各自按照上述方法进行。施加的压力(3.3巴)和施用该涂料组合物的涂布机的狭缝尺寸(3.28mm)对于该系列试验而言相同。
表4:
母膜 | C | D | E | F |
涂料组合物(C1a) | C1a-5 | C1a-9 | C1a-5 | C1a-9 |
加工速度[m/min] | 5 | 5 | 8 | 8 |
Δ最小-最大层厚(S1C1)[μm] | 29 | 55 | 37 | 57 |
平均层厚(S1C1)[μm] | 203 | 179 | 208 | 184 |
标准偏差[μm] | 9 | 19 | 11 | 19 |
标准偏差[%] | 4.5 | 10.4 | 5.2 | 10.1 |
表4中的数据表明在两个加工速度下与对比母膜D和F相比对本发明所用母膜C和E测定的层厚的最大差(Δ最小-最大层厚(S1C1))剧烈下降,这也由小得多的标准偏差反映。此外,所施用涂料组合物的层厚不仅更为均匀,而且平均层厚本身也可以提高。
若母涂层(C1a)的层厚在基材(S1)的宽度上太不均匀,则在涂料组合物(C1a)以及还有随后涂料组合物(C2a)的压纹过程中均可能出现问题。来自压纹工具(E1)的压纹模具(e1)的结构的图像的复制质量尤其是在更大尺寸时通常随着涂料组合物(C1a)的层厚均匀性而改进,因为将压纹工具(E1)的压纹模具(e1)的正型特征压印到涂料组合物(C1a)中所施加的压力分布均匀,允许在该压纹工具的整个宽度上的压印相同。因此,涂料组合物(C1a)的均匀层厚导致压纹模具(e1)的特征在涂层(C1)—在该膜的整个或几乎整个宽度上具有均匀的残留层—中的复制质量更高。因此,当使用复合物(S1C1)作为压纹模具本身,如压纹模具(e2)时,涂层(C1)的均匀层厚允许改进压纹结构到涂料组合物(C2a)的转印,因为在这里施加于复合物(S1C1)的压力也更平等地分配在整个复合物(S1C1)上,允许压纹结构在涂料组合物(C2a)中的更高复制质量和更可再现的转印。
总之,可以说母膜C和E的层厚均匀性与母膜D和F相比得到剧烈改进。
2.4生产转印膜(S1C1C2):
然后将分别得到的具有结构M1的母膜(S1C1)各自用于辊对板(R2P)压纹设备中并将涂料组合物(C2a)以40μm的干层厚施用于相应母膜的结构化表面。母膜和涂料组合物(C2a)的所得叠层暂时衬有TAC膜以保护涂料组合物(C2a)免受氧气和机械影响。然后在与通过UV-LED灯至少部分固化涂料组合物(C2a)同时进行的工艺中使依次包括母膜(S1C1)、施用于其上的涂料组合物(C2a)和施用于涂料组合物(C2a)上的TAC膜的叠层通过压制辊下方(施加6巴压力)。在这种情况下使用的灯是获自Easytec的365nm,6W UV-LED灯(100%灯功率,2m/min,2遍)。以此方式在移除保护性TAC膜之后由母膜A得到复合物(S1C1C2-1)并由母膜B得到复合物(S1C1C2-2)。
所用涂料组合物(C2a)是包含至少一种尿烷丙烯酸酯、至少一种光引发剂以及还有商用添加剂的商用辐射固化涂料组合物。
2.5对复合物(S1C1C2)的研究
2.5.1i)作为生产复合物(S1C1)和施用涂料组合物(C2a)之间的时间的函数以及ii)作为将涂料组合物(C2a)施用于复合物(S1C1)和分离之间的时间的函数的分离行为
下表5总结了结构化母膜(S1C1)和所得涂层(C2)之间的分离行为作为由复制质量表达的母膜(S1C1)的熟化的函数的研究结果,其中考虑了用于压纹的特定母膜(S1C1)。通过剥离将涂层(C2)从复合物(S1C1)移除。该表中的符号“-”表示未进行具体的研究。
表5:涂料组合物(C2)与母膜(S1C1)的分离行为
当使用母膜B时,在分离母膜(S1C1)和涂层(C2)时的复制成功率远低于<100%,若在由涂料组合物(C1a-9)生产母膜(S1C1)之后5天施用涂料组合物(C2a)并且在固化之后直接分离,则复制成功率甚至为0%。因此,大部分涂层(C2)在不破坏涂层(C2)或母膜B下不能与相应母膜B的涂层(C1)分离或从其移除。如下表2所述由对比涂料组合物(C1a-11)制备的母膜“P”在固化之后仍呈粘性,导致这些母膜在储存时相互粘合并且直接和在固化之后1天与涂层(C2)的分离行为差,为0%。与此相反,当使用所研究的母膜A时,实现了分离时的复制成功率为100%或几乎100%(97%),与制备母膜和施用涂料组合物(C2a)之间经过的时间或压纹和固化施用于母膜(S1C1)的涂料组合物(C2a)之后经过的时间无关。换言之,使用母膜A与母膜本身的熟化无关地提供了非常高的复制成功率(作为分离行为的标志),这允许甚至储存或输送由母膜(S1C1)和涂层(C2)构成的层叠体(S1C1C2)。因此,与母膜B相比,母膜A允许将涂料组合物(C2a)直接施用于母膜,在几天之后施用或者甚至施用涂料组合物(C2a)并在将涂层(C2)与母膜(S1C1)分离之前将其与母膜(S1C1)一起储存,这允许保护复合物(S1C1)的压印结构,没有残余物地与复合物(S1C1)干净分离,从而改进复合物(S1C1)作为压纹模具的复用性并作为自支撑膜获得压纹涂层(C2)。对于由涂料组合物(C1a-1)-(C1a-8)和(C1a-10)制备的9天熟化母膜G-O得到类似结果,直接和在固化之后1天涂层(C2)显示出100%分离行为。
2.5.2充模
如上所述通过肉眼检查并比较通过压纹转印到涂料组合物(C2a)中的三角形特征的SEM图像而测定涂料组合物(C2a)在可以用作压纹模具的母膜A和B中的充模质量,其中分别在生产母箔A或B之后11天施用相同的涂料组合物(C2a)并直接在固化之后进行分离(图4)。在与母膜A和B分离之后压纹且固化涂层(C2)的SEM图像的比较在这里也显示结构由母膜A和B完全且相似地转印到涂料组合物(C2a),这包括清晰的细节如边缘和三角形特征。在图4中,根据本发明在与母膜A分离之后衍生的涂层(C2)表示为涂层C2-1。相应地,在与母膜B分离之后衍生的涂层(C2)表示为涂层C2-2。因此,根据本发明将大量硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物引入涂料组合物(C1a)中并没有导致正如由于涂料组合物(C1-5)和(C1-9)与涂料组合物(C2a)的表面张力相比不同的表面能而已经预期的充模质量的任何损失或充模降低。因此,观察到包含涂料组合物(C1a-5)和(C1a-9)的母膜A和B的正型特征的完全且相似转印。
Claims (61)
1.一种使用复合物S1C1将压纹结构转印到涂料组合物C2a的至少一部分表面上的方法,所述方法至少包括步骤(1)、(2-i)和(3-i)或(2-ii)和(3-ii)以及至少还有步骤(4)和任选步骤(5-i)或(5-ii),具体而言:
(1)提供由基材S1和至少部分压纹且至少部分固化涂层C1构成的复合物S1C1;和
(2-i)将至少一种涂料组合物C2a施用于基材S2的至少一部分表面上以提供复合物S2C2a;
(3-i)使用复合物S1C1至少部分压纹复合物S2C2a的涂料组合物C2a以提供复合物S1C1C2aS2;或者
(2-ii)将至少一种涂料组合物C2a施用于复合物S1C1的至少一部分至少部分压纹且至少部分固化表面上并使用复合物S1C1至少部分压纹涂料组合物C2a以提供复合物S1C1C2a;
(3-ii)任选将基材S2施用于复合物S1C1C2a的至少一部分由涂料组合物C2a形成的表面上而得到复合物S1C1C2aS2;以及
(4)至少部分固化在所述至少部分固化的整个持续期间与复合物S1C1接触的任选施用于基材S2的至少部分压纹涂料组合物C2a以提供复合物S1C1C2或S1C1C2S2;和
(5-i)任选从复合物S1C1移除复合物S1C1C2S2中的复合物C2S2以使步骤(1)中提供的复合物S1C1复位;或者
(5-ii)任选从复合物S1C1移除复合物S1C1C2中的涂层C2以使步骤(1)中提供的复合物S1C1复位;
其中用于产生用于步骤(1)中并在步骤(5-i)或步骤(5-ii)中复位的复合物S1C1的至少部分压纹且至少部分固化涂层C1的涂料组合物C1a是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)5-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的总量各自基于涂料组合物C1a的总重量并且(ii)涂料组合物C1a中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;
其中所述至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少50重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少90重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
5.根据权利要求1所述的方法,其中可辐射固化涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a的总重量包含50-95重量%的至少一种反应性稀释剂。
6.根据权利要求1所述的方法,其中可辐射固化涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a的总重量包含50-85重量%的至少一种反应性稀释剂。
7.根据权利要求1所述的方法,其中可辐射固化涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a的总重量包含50-83重量%的至少一种反应性稀释剂。
8.根据权利要求1所述的方法,其中待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,具有在10nm-500μm范围内的结构宽度。
10.根据权利要求8所述的方法,其中所述待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,具有在25nm-400μm范围内的结构宽度。
11.根据权利要求8所述的方法,其中所述待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,具有在50nm-250μm范围内的结构宽度。
12.根据权利要求8所述的方法,其中所述待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,具有在100nm-100μm范围内的结构宽度。
13.根据权利要求8所述的方法,其中所述待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,具有在10nm-500μm范围内的结构高度。
14.根据权利要求8所述的方法,其中所述待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,具有在25nm-400μm范围内的结构高度。
15.根据权利要求8所述的方法,其中所述待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,具有在50nm-300μm范围内的结构高度。
16.根据权利要求8所述的方法,其中所述待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,具有在100nm-200μm范围内的结构高度。
17.根据权利要求8所述的方法,其中所述待转印的压纹结构是微米结构和/或纳米结构,具有在10nm-500μm范围内的结构宽度以及在10nm-500μm范围内的结构高度。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中将至少一种粘合剂施用于基材S2的未被涂料组合物C2a涂敷的另一表面。
19.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中从复合物S1C1移除包括下列步骤:
5-i-a)在基材S2的未与至少部分压纹涂层C2接触的表面上施用至少一个粘合剂层AL,以提供复合物S1C1C2S2AL;
5-i-b)任选地,将复合物S1C1C2S2AL至少部分连接于物体O1;
5-i-c)从任选至少部分连接于物体O1的复合物C2S2AL移除复合物S1C1,或者反之亦然;或者
5-ii-a)在至少部分压纹涂层C2的未结构化表面的至少一部分上施用至少一个粘合剂层AL,以提供复合物S1C1C2AL;
5-ii-b)任选地,将复合物S1C1C2AL至少部分连接于物体O1;
5-ii-c)从任选至少部分连接于物体O1的复合物C2S2AL移除复合物S1C1,
或者反之亦然。
20.根据权利要求19所述的方法,其中从复合物S1C1移除包括下列步骤:
5-i-c)从任选至少部分连接于物体O1的复合物C2S2AL剥离复合物S1C1,或者反之亦然。
21.根据权利要求19所述的方法,其中从复合物S1C1移除包括下列步骤:
5-ii-c)从任选至少部分连接于物体O1的复合物C2S2AL剥离复合物S1C1,或者反之亦然。
22.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中将在步骤(1)中提供的复合物S1C1用作压纹工具E2的压纹模具e2以将涂层C1的压纹结构作为压纹结构转印到在步骤(3-i)中以及在步骤(2-ii)和(3-ii)中的涂料组合物C2a,
其中将用作压纹模具e2的复合物S1C1的涂层C1的结构化表面的镜像压纹到任选施用于基材S2上的至少部分压纹且至少部分固化涂层C2的表面中。
23.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中基材S1为膜幅,和/或基材S2为膜幅。
24.根据权利要求23所述的方法,其中基材S1为移动膜幅或连续膜幅。
25.根据权利要求23所述的方法,其中基材S1为连续移动膜幅。
26.根据权利要求23所述的方法,其中基材S2为移动膜幅。
27.根据权利要求23所述的方法,其中基材S2为连续移动膜幅。
28.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中用于步骤(3-i)以及步骤(2-ii)和(3-ii)中的复合物S1C1可重复使用并且当进行所述方法的步骤(5-i)或(5-ii)时可以重复用于转印至少一种压纹结构。
29.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中步骤(1)中所提供的复合物S1C1至少可以通过下列步骤得到:
(6)将可辐射固化涂料组合物C1a施用于基材S1的至少一部分表面上以提供复合物S1C1a;
(7)借助至少一个包括至少一个压纹模具e1的压纹工具E1至少部分压纹至少部分施用于基材S1表面的涂料组合物C1a;
(8)至少部分固化在所述至少部分固化的整个持续期间与压纹工具E1的至少一个压纹模具e1接触的至少部分施用于基材S1的至少部分压纹涂料组合物C1a;
(9)从压纹工具E1的压纹模具e1移除复合物S1C1以提供至少部分压纹且至少部分固化复合物S1C1,或者反之亦然。
30.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
31.根据权利要求30所述的方法,其中涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少50重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
32.根据权利要求30所述的方法,其中涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少90重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
33.根据权利要求30所述的方法,其中涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
34.根据权利要求30所述的方法,其中涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%的正好一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
35.根据权利要求30所述的方法,其中涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%的正好一种平均包含2-3个不饱和基团的硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
36.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中涂料组合物C1a包含可自由基聚合单体作为反应性稀释剂。
37.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中涂料组合物C1a包含烯属不饱和单体作为反应性稀释剂。
38.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中涂料组合物C1a包含多官能烯属不饱和单体作为反应性稀释剂。
39.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中涂料组合物C1a包含至少一种选自己二醇二丙烯酸酯以及包含至少两个可以相互不同或至少部分相同的通式(I)的结构单元的化合物的反应性稀释剂:
其中
基团R1相互独立地是C2-C8亚烷基,
基团R2相互独立地是H或甲基,以及
参数m相互独立地为1-15范围内的整数,但条件是在通式(I)的结构单元中的至少一个中,所述参数m至少为2,
所有通式(I)的结构单元经由符号连接于所述反应性稀释剂的骨架。
40.根据权利要求39所述的方法,其中涂料组合物C1a包含至少一种选自己二醇二丙烯酸酯以及包含至少3个可以相互不同或至少部分相同的通式(I)的结构单元的化合物的反应性稀释剂。
41.根据权利要求39所述的方法,其中涂料组合物C1a包含至少一种选自己二醇二丙烯酸酯以及包含3个可以相互不同或至少部分相同的通式(I)的结构单元的化合物的反应性稀释剂。
42.根据权利要求39所述的方法,其中基团R1相互独立地是C2亚烷基。
43.根据权利要求39所述的方法,其中参数m相互独立地为1-4范围内的整数。
44.根据权利要求39所述的方法,其中参数m相互独立地为2-4范围内的整数。
45.根据权利要求39所述的方法,其中条件是在式(I)的结构单元中的至少一个中,所述参数m正好为2。
46.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a的总重量包含总量为40-95重量%的所述至少一种反应性稀释剂。
47.根据权利要求46所述的方法,其中涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a的总重量包含总量为50-85重量%的所述至少一种反应性稀释剂。
48.根据权利要求46所述的方法,其中涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a的总重量包含总量为55-83重量%的所述至少一种反应性稀释剂。
49.根据权利要求46所述的方法,其中反应性稀释剂为己二醇二丙烯酸酯和/或衍生于6倍乙氧基化三羟甲基丙烷的(甲基)丙烯酸酯。
50.根据权利要求47或48所述的方法,其中反应性稀释剂为己二醇二丙烯酸酯和/或衍生于6倍乙氧基化三羟甲基丙烷的(甲基)丙烯酸酯。
51.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中涂料组合物C1a中所包含的所述光引发剂选自二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯、苯基二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯甲酮、1-苯甲酰基环己烷-1-醇、2-羟基-2,2-二甲基苯乙酮和2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮及其混合物。
52.由基材S1和至少部分压纹且至少部分固化涂层C1构成的复合物S1C1,其中涂层C1可以通过由辐射固化至少部分固化施用于基材S1的至少一部分表面上的涂料组合物C1a并至少部分压纹而得到,其中涂料组合物C1a是可辐射固化涂料组合物,包含:
(a)5-45重量%的至少一种可交联聚合物和/或低聚物,
(b)40-95重量%的至少一种反应性稀释剂,
(c)0.01-15重量%的至少一种光引发剂,和
(d)0-5重量%的至少一种添加剂;
其中(i)组分(a)、(b)、(c)和(d)的总量各自基于涂料组合物C1a的总重量并且(ii)涂料组合物C1a中存在的所有组分的总量加起来为100重量%;
其中所述至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少25重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
53.根据权利要求52所述的复合物S1C1,其中所述至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少50重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
54.根据权利要求52所述的复合物S1C1,其中所述至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为至少90重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
55.根据权利要求52所述的复合物S1C1,其中所述至少一种可交联聚合物和/或低聚物(a)基于涂料组合物C1a中所含所有可交联聚合物和/或低聚物的总重量包含总量为100重量%的至少一种硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物。
56.根据权利要求52-55中任一项所述的复合物S1C1,其中可辐射固化涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a的总重量包含50-95重量%的至少一种反应性稀释剂。
57.根据权利要求56所述的复合物S1C1,其中可辐射固化涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a的总重量包含50-85重量%的至少一种反应性稀释剂。
58.根据权利要求56所述的复合物S1C1,其中可辐射固化涂料组合物C1a基于涂料组合物C1a的总重量包含50-83重量%的至少一种反应性稀释剂。
59.根据权利要求52-55和57-58中任一项所述的复合物S1C1,其中复合物S1C1可以通过实施如权利要求29所述的方法步骤(6)-(9)得到。
60.根据权利要求56所述的复合物S1C1,其中复合物S1C1可以通过实施如权利要求29所述的方法步骤(6)-(9)得到。
61.根据权利要求52-60中任一项所述的复合物S1C1作为压纹工具E2的压纹模具e2将压纹结构转印到涂料组合物C2a的至少一部分表面上或者转印到至少部分施用于基材S2上的涂料组合物C2a的至少一部分表面上的用途。
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