DE102005032616A1 - Plastics molding with improved mechanical properties has a UV-hardened coating containing a polyacrylate, an inorganic oxide filler, a polyol (mono)acrylate ester, a vinyl silane, a photoinitiator and an antimicrobial agent - Google Patents

Plastics molding with improved mechanical properties has a UV-hardened coating containing a polyacrylate, an inorganic oxide filler, a polyol (mono)acrylate ester, a vinyl silane, a photoinitiator and an antimicrobial agent Download PDF

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Abstract

A plastics molding with improved mechanical properties comprises a polymer substrate with at least in sections a surface, UV-hardened and crosslinked coating, the coating having specified properties and comprising (A) a polyacrylate; (B) a silicon-, aluminum-, zirconium-, titanium- or cerium-oxide; (C) a polyol (mono)acrylate ester; (D) a vinyl silane; (E) 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, trimethylbenzoylphenylphosphoric acid ethyl ester and/or 1-hydroxy-cyclohexylphenyl ketone; and (F) a silver salt, metallic silver, triclosan or a quaternary ammonium compound. A plastics molding with improved mechanical properties comprises a polymer substrate with at least in sections a surface, UV-hardened and crosslinked coating, the uncrosslinked coating composition having a DIN ISO 2341 viscosity of 8-20 seconds at 20[deg]C and the crosslinked coating having a thickness of 8-20 mu , a DIN EN ISO 14577 microhardness >=200 N/mm2>, an absence of visible scratches in a dynamic test with a Clemens scratch or crack hardness tester operating at 20 N and 2-3 cm/second for a length of 22.5 mm and a Staphylococcus aureus count of 103> or below in an AATCC 100-1998 test. The coating composition comprises by weight (A) a polyacrylate (100 parts), together with per 100 parts of (a); (B) a silicon-, aluminum-, zirconium-, titanium- or cerium-oxide (0.1-80 parts); (C) a polyol (mono)acrylate ester (0.1-100 parts); (D) a vinyl silane (0.1-80 parts); (E) 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, trimethylbenzoylphenylphosphoric acid ethyl ester and/or 1-hydroxy-cyclohexylphenyl ketone (0.1-5 parts); and (F) a silver salt, metallic silver, triclosan or a quaternary ammonium compound (0.1-20 parts).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formteil aus Polymermaterial mit einer Beschichtung.The The present invention relates to a molding of polymeric material with a coating.

Kunststoffformteile aus dem Elektronik-, Elektro-, Möbel-, Medizin-, Fahrzeug- oder Baubereich wie Kantenbänder, Sockelleisten, Schrankrollladenprofile, Wandanschlussprofile, Küchenarbeitsplatten, Tür- und Haltegriffe, Schalter, Behälter, Schläuche und dergleichen sind bekannt.Plastic moldings from the electronics, electrical, furniture, Medical, vehicle or construction sector such as edgebandings, baseboards, cupboard profiles, Wall connection profiles, kitchen worktops, Door and handholds, Switches, containers, hoses and the like are known.

Kantenbänder aus Kunststoff zur Verwendung als Kantenumleimer sind z.B. in der DE 8605651 U1 beschrieben. Sie dienen zum Schutz der Kanten von Möbelbauplatten genauso wie zur Dekoration. Als Kunststoffe finden dabei insbesondere Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polyester Einsatz. Thermoplastische Kantenbänder kommen an Büro-, Küchen-, Wohn- und Badezimmermöbeln, insbesondere an Fronten, Arbeitsplatten, Korpussen, Einlegeböden und Wangensystemen zum Einsatz und erfordern deshalb einen hohen Widerstand – insbesondere auf ihrer Oberfläche – gegen Verkratzung, Abrieb oder Beschädigung, auch durch spitze, scharfe Gegenstände. Diesen leisten die heute verfügbaren Kantenbänder aus thermoplastischen Polymeren nicht oder nur ungenügend.Edgebands made of plastic for use as Kantenumleimer are eg in the DE 8605651 U1 described. They are used to protect the edges of furniture panels as well as for decoration. In particular, polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) or polyester are used as plastics. Thermoplastic edge bands are used on office, kitchen, living and bathroom furniture, especially on fronts, countertops, carcasses, shelves and cheek systems for use and therefore require a high resistance - especially on their surface - against scratching, abrasion or damage, even by pointed , sharp objects. This afford the currently available edgebands made of thermoplastic polymers not or only insufficiently.

Hinzu kommt ein immer mehr wachsendes Bewusstsein in der Bevölkerung nach Hygiene und das damit verbundene Bedürfnis nach Keimfreiheit, gerade auch im Küchen-, Büro- und Möbelbereich.in addition There is an ever-growing consciousness in the population hygiene and the associated need for sterility, especially also in the kitchen, Office and furniture area.

Zum Oberflächenschutz und zur Versiegelung werden die Kunststoffformteile deshalb in üblicher Weise auf der Oberfläche mit einer Klarlackschicht versehen. Thermisch härtende Klarlacke weisen zwar ein gutes Leistungsspektrum auf, der Vernetzungsprozess ist jedoch aufgrund der langen Trocknungszeiten energie- und kostenintensiv und wenig für den industriellen Einsatz gerade im Hinblick auf hohe Fertigungsgeschwindigkeiten tauglich. Auch UV-vernetzbare Klarlacke sind bekannt und finden Einsatz z.B. bei der Beschichtung von Parkettböden.To the surface protection and for sealing the plastic moldings are therefore in common Way on the surface provided with a clear coat. Although thermosetting clearcoats have a good range of services, but the networking process is due to the long drying times energy and cost intensive and little for industrial use especially with regard to high production speeds compatible. Also UV-crosslinkable clearcoats are known and find Use e.g. in the coating of parquet floors.

Auch werden Kantenbänder beispielsweise bedruckt, um die Optik der Möbelbauplatte abzubilden, und dann mit einer UV-vernetzbaren Klarlackschicht oberflächlich versiegelt.Also become edge bands For example, printed to represent the appearance of the furniture board, and then superficially sealed with a UV-curable clearcoat.

Einer der wichtigsten Vorteile des UV-vernetzbaren Klarlackes, im Vergleich zum thermisch härtenden Lack, ist die höhere Vernetzungsgeschwindigkeit, verbunden mit wirtschaftlichen Vorteilen.one the main advantages of UV-curable clearcoat, in comparison to the thermosetting varnish, is the higher one Crosslinking speed, combined with economic benefits.

Biozide Additive auf Basis von organischen Chemikalien (Triclosan, quartäre Ammoniumverbindungen, Tributylzinn) oder von Silberionen können einem Formteil – sowohl eincompoundiert in die Kunststoffmatrix als auch als Lackadditiv in einer Beschichtung – die erwünschten antimikrobiellen Eigenschaften verleihen. Die Wirksamkeit solcher Silberprodukte beruht dabei auf einer langsamen und kontinuierlichen Auswaschung feinster Silberionen, die auf vielfältige Weise in den Stoffwechsel der Mikroorganismen eingreifen. Die Freisetzung der Silbersalze hängt jedoch von der Löslichkeit in der jeweiligen Umgebung ab. Silbersalze in der Kunststoffmatrix führen oft zu einer Verfärbung der Formteile im Lauf der Zeit.biocides Additives based on organic chemicals (triclosan, quaternary ammonium compounds, Tributyltin) or silver ions can form part - both compounded in the plastic matrix as well as a paint additive in a coating - the desired confer antimicrobial properties. The effectiveness of such Silver products are based on a slow and continuous process Leaching of the finest silver ions, which in many ways in the metabolism the microorganisms intervene. The release of silver salts depends however from solubility in the respective environment. Silver salts in the plastic matrix to lead often to a discoloration the moldings over time.

Seit kurzem auf dem Markt ist auch nanopartikuläres Silber für die antimikrobielle Ausrüstung. So beschreibt die DE 10146050 A1 einen antimikrobiellen Kleb- und Beschichtungsstoff, der metallische Silberpartikel mit einer mittleren Korngröße von weniger als 100 Nanometern enthält. Nanosilber nach dem Stand der Technik ist jedoch aufgrund seiner großen Oberfläche extrem schwierig im Lack zu dispergieren. Auch sind antimikrobielle Formteile mit Nanosilber zudem stark kratzempfindlich.Also recently on the market is nanoparticulate silver for antimicrobial equipment. That's how it describes DE 10146050 A1 an antimicrobial adhesive and coating material containing metallic silver particles with a mean grain size of less than 100 nanometers. However, prior art nanosilver is extremely difficult to disperse in the paint due to its large surface area. In addition, antimicrobial moldings with nanosilver are also highly sensitive to scratching.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein beschichtetes thermoplastisches Formteil zur Verfügung zu stellen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist.task Therefore, it is the object of the present invention to provide a coated thermoplastic Molding available to provide, which does not have the disadvantages mentioned.

Eine weitere Aufgabe stellt sich hinsichtlich der Angabe des Verfahrens, das Formteil mit einer Beschichtung zu versehen.A further task arises with regard to the specification of the method, To provide the molding with a coating.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe durch die Bereitstellung eines beschichteten thermoplastischen Formteils mit einem UV-härtenden Lack, das sich insbesondere durch eine hohe Kratzbeständigkeit auszeichnet – mit einer Mikrohärte von größer 200 N/mm2 nach DIN EN ISO 14577 und der Eigenschaft, bei einer dynamischen Ritzprüfung mit einem Stahlrad bis 20 N Krafteinwirkung mit Ritzgeschwindigkeit von 2 bis 3 cm/s und einem Rittweg von 22,5 mm keine sichtbaren Kratzer aufzuweisen – sowie in einem Test nach AATCC 100-1998 nach Animpfung von z.B. Staphylococcus aureus die Bakterienzellzahl auf kleiner/gleich 103 zu reduzieren.According to the invention, the object is achieved by providing a coated thermoplastic molding with a UV-curing paint, which is characterized in particular by a high scratch resistance - with a microhardness greater than 200 N / mm 2 according to DIN EN ISO 14577 and the property of In a dynamic scratch test with a steel wheel to 20 N force with a scratch speed of 2 to 3 cm / s and a ride of 22.5 mm show no visible scratches - and in a test according to AATCC 100-1998 after inoculation of eg Staphylococcus aureus the bacterial cell count to reduce to less than or equal to 10 3 .

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein widerstandsfähiges, in gewisser Weise glasähnlich beschichtetes Formteiles nach den Merkmalen des Anspruchs 1, das Verfahren, ein Formteil mit der Beschichtung zu versehen, erfolgt gemäß Anspruch 12.The solution The task is carried out by a resistant, in a manner glass-like coated Molded part according to the features of claim 1, the method, a To provide molding with the coating is carried out according to claim 12th

Bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.preferred versions and further developments of the invention are set forth in the subclaims.

Die Zusammensetzung der Beschichtung besteht aus mindestens sechs Komponenten (A), (B), (C), (D), (E) und (F).The Composition of the coating consists of at least six components (A), (B), (C), (D), (E) and (F).

Überraschenderweise führt die erfindungsgemäße Auswahl der Komponenten (A) bis (F) als Beschichtungszusammensetzung bei Einhaltung des beschriebenen definierten Verfahrens zur Beschichtung zu einem überlegenden Eigenschaftsbild, wie es in der Aufgabenstellung und den Beispielen formuliert ist.Surprisingly leads the Selection according to the invention the components (A) to (F) as a coating composition Compliance with the described defined method for coating to a superior Property image, as in the task and the examples is formulated.

Das erfindungsgemäße Kunststoffformteil mit einer sehr widerstandsfähigen, glasähnlichen, antimikrobiellen Beschichtung in einer Schichtdicke von 8 bis 40 μm weist eine Mikrohärte von größer 200 N/mm2 nach DIN EN ISO 14577 auf, weiterhin zeigt es bei dynamischen Ritzprüfungen mit einem Ritzhärteprüfer nach Clemen eine exzellente Widerstandsfähigkeit, indem bei einer Krafteinwirkung von 20 N mit einem Stahlrad bei einer Ritzgeschwindigkeit von 2 bis 3 cm/s und einem Ritzweg von 22,5 mm keine sichtbaren Kratzer hinterlassen werden und weist in einem Test nach AATCC 100-1998 nach Animpfung von z.B. Staphylococcus aureus eine Bakterienzellzahl kleiner/gleich 103 auf.The plastic molding according to the invention with a highly resistant, glass-like, antimicrobial coating in a layer thickness of 8 to 40 microns has a microhardness of greater than 200 N / mm 2 according to DIN EN ISO 14577, furthermore it shows an excellent in dynamic Ritzprüfungen with a Ritzenhärteprüfer after Clemen Resilience by leaving no visible scratches on a force of 20 N with a steel wheel at a scratch speed of 2 to 3 cm / s and a scratch path of 22.5 mm and in an AATCC 100-1998 test after inoculation of eg Staphylococcus aureus has a bacterial cell count less than or equal to 10 3 .

Im Folgenden wird die Erfindung näher erläutert.in the Below, the invention will be closer explained.

Komponente (A) der Zusammensetzung für die Beschichtung des Kunststoffformteils ist ein Polyacrylat, ausgewählt aus der Gruppe Epoxydacrylat, Polyesteracrylat, Polyetheracrylat, Polyurethanacrylat, Silikonacrylat oder ein ungesättigtes Acrylatharz.component (A) the composition for the coating of the plastic molding is a polyacrylate selected from the group epoxy acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, polyurethane acrylate, Silicone acrylate or an unsaturated one Acrylate resin.

Komponente (B) der Zusammensetzung für die Beschichtung des Kunststoffformteils ist ein Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, welche umfasst Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Titandioxid oder Cerdioxid.component (B) the composition for the coating of the plastic molding is a filler selected from the group comprising silica, alumina, zirconia, Titanium dioxide or ceria.

Besonders bevorzugt sind amorphe SiO2-Partikel mit einer Oberfläche gemessen nach DIN ISO 9277 von 50 bis 300 m2/g und einer mittleren Teilchengröße von 20 bis 200 nm.Particularly preferred are amorphous SiO 2 particles having a surface measured according to DIN ISO 9277 of 50 to 300 m 2 / g and an average particle size of 20 to 200 nm.

Ganz besonders bevorzugt sind Abmischungen aus amorphen SiO2-Partikel mit einer Oberfläche gemessen nach DIN ISO 9277 von 50 bis 200 m2/g und einer mittleren Teilchengröße von 30 bis 100 nm und synthetischem Korund mit einer mittleren Teilchengröße von 1 bis 5 μm.Very particular preference is given to mixtures of amorphous SiO 2 particles having a surface area measured to DIN ISO 9277 of 50 to 200 m 2 / g and an average particle size of 30 to 100 nm and synthetic corundum having an average particle size of 1 to 5 μm.

Der Gewichtsanteil der Komponenten (B), bezogen auf die Komponente (A), kann zwischen 0,1 und 80 Teilen betragen.Of the Weight fraction of components (B), based on component (A), can be between 0.1 and 80 parts.

Komponente (C) der Zusammensetzung für die Beschichtung des Kunststoffformteils ist ein reaktiver Verdünner, ausgewählt aus der Gruppe Monoacrylsäurester oder Acrylsäureester von Polyolen.component (C) the composition for the coating of the plastic molding is a reactive diluent selected from the group Monoacrylsäurester or acrylic acid ester of polyols.

Der Gewichtsanteil der Komponente (C), bezogen auf die Komponente (A), kann zwischen 0,1 und 100 Teilen betragen.Of the Weight fraction of component (C), based on component (A), can be between 0.1 and 100 parts.

Besonders bevorzugt sind polyfunktionelle Acrylester von Polyalkoholen wie Hexadioldiacrylat oder Trimethylolpropantriacrylat oder Pentaerythrittri- und/oder -tetraacrylat oder Acrylester mehrfunktioneller Polyetheralkohole wie Diethylenglykol- oder Dipropylenglykoldiacrylat, die Acrylsäureester von ethoxylierten Glycerin oder Trimethylpropan oder Ditrimethylpropan oder Pentaerythritol und Dipentaerythritol.Especially polyfunctional acrylic esters of polyhydric alcohols are preferred Hexadioldiacrylate or trimethylolpropane triacrylate or pentaerythritol triacrylate and / or tetraacrylate or acrylic esters of polyfunctional polyether alcohols such as diethylene glycol or dipropylene glycol diacrylate, the acrylic esters of ethoxylated glycerol or trimethylpropane or ditrimethylpropane or pentaerythritol and dipentaerythritol.

Komponente (D) der Zusammensetzung für die Beschichtung des Kunststoffformteils ist ein Vinylsilan, ausgewählt aus der Gruppe Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, Vinyltris(2-methoxyethoxy)silan, Oligomeren von Vinyltrimethoxysilan, Oligomeren von Vinyltriethoxysilan oder 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan oder 3-Glycidoxypropyltriethoxysilan.Component (D) of the composition for the coating of the plastics molding is a vinyl silane selected from the group consisting of vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-amino propyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, oligomers of vinyltrimethoxysilane, oligomers of vinyltriethoxysilane or 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane or 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.

Der Gewichtsanteil der Komponente (D), bezogen auf die Komponente (A), kann zwischen 0,1 und 50 Teilen betragen.Of the Weight fraction of component (D), based on component (A), can be between 0.1 and 50 parts.

Komponente (E) der Zusammensetzung für die Beschichtung des Kunststoffformteils ist ein Photoinitiator, ausgewählt aus der Gruppe 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on oder 1-Hydroxy-cyclohexylphenylketon oder 2,4,6-Trimethylbenzoylphenylphosphorsäureethylester. Der Gewichtsanteil der Komponente (E), bezogen auf die Komponente (A), kann zwischen 0,1 und 5 Teilen, vorzugsweise zwischen 2 bis 3 Teilen, betragen.component (E) the composition for the coating of the plastic molding is a photoinitiator, selected from the group 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one or 1-hydroxy-cyclohexylphenylketone or 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphoric acid ethyl ester. The weight fraction the component (E), based on the component (A), can between 0.1 and 5 parts, preferably between 2 to 3 parts.

Komponente (F) der Zusammensetzung für die Beschichtung des Kunststoffformteils ist ein Additiv ausgewählt aus der Gruppe Silbersalze, metallisches Silber, Triclosan oder eine quartäre Ammoniumverbindung.component (F) the composition for the coating of the plastic molding is an additive selected from the group silver salts, metallic silver, triclosan or one quaternary Ammonium compound.

Der Gewichtsanteil der Komponente (F), bezogen auf die Komponente (A), kann zwischen 0,1 und 20 Teilen betragen.Of the Weight fraction of component (F), based on component (A), can be between 0.1 and 20 parts.

Die Zusammensetzung für die Beschichtung des Kunststoffformteils kann gegebenenfalls bis zu 200 Gewichtsanteile Zusätze, bezogen auf Komponente (A), zusätzlich enthalten, in Form von Wasser, Katalysatoren wie Dicarbonsäuren, Stabilisatoren, organischen Lösemitteln, Pigmenten, Rheologieadditiven, Entschäumern, Entlüftern, Verdickungsmitteln, Thixotropierungsmitteln, Lichtschutzmitteln, Netz- und Dispergiermitteln, Mattierungsmitteln wie Polyethylenwachsen oder weitere Füllstoffe wie Ruße, Glimmer, Kreide, Dolomit, Kieselsäuren, Talkum, Kaolin, Schwerspat.The Composition for the coating of the plastic molding may optionally up to 200 parts by weight of additives, in addition to component (A) in the form of water, catalysts such as dicarboxylic acids, stabilizers, organic solvents, Pigments, rheology additives, defoamers, deaerators, thickeners, Thixotropic agents, light stabilizers, wetting and dispersing agents, Matting agents such as polyethylene waxes or other fillers like soot, Mica, chalk, dolomite, silicas, talc, kaolin, barite.

Die Mischung der Komponenten (A) bis (F) für die Zusammensetzung für die Beschichtung kann auf konventionelle Art und Weise über ein kontinuierliches oder diskontinuierliches Verfahren (Batch-Verfahren) in Standardmisch- oder Dispergieraggregaten erfolgen.The Mixture of the components (A) to (F) for the composition for the coating can be done in a conventional way via a continuous or discontinuous process (batch process) in standard mixing or dispersing units.

Die Oberfläche des Kunststoffformteils wird gegebenenfalls zur Verbesserung der Haftfestigkeit der glasähnlichen Beschichtung vorbehandelt. Dies kann durch einen physikalischen oder chemischen Aktivierungsprozess wie Beflammen, Plasmaverfahren, Corona-Entladung, Fluorierung oder Ätz- oder Beizvorgang mittels organischen und/oder anorganischen Chemikalien erfolgen. Mitunter kann die Lackhaftung durch den Einsatz eines Haftvermittlers bzw. eines Haftprimers soweit verbessert werden, dass auf eine Vorbehandlung verzichtet werden kann. Gegebenenfalls sind jedoch ein Verfahren zur Vorbehandlung und ein Haftprimer zu kombinieren.The surface The plastic molding is optionally used to improve Adhesive strength of glass-like Pre-treated coating. This can be done by a physical or chemical activation process such as flaming, plasma process, Corona discharge, Fluorination or etching or pickling by means of organic and / or inorganic chemicals respectively. Occasionally, the paint adhesion by the use of a Adhesion promoter or a Haftprimers be improved as far that can be dispensed with a pretreatment. Possibly However, a pretreatment process and a primer must be combined.

Die Applikation der Beschichtung erfolgt durch Streichen, Rollen, Ziehen, Wischen, Gießen, Walzen, Tauchen, Trommeln, Fluten, Spritzen oder Sprühen. Besonders bevorzugt ist die Walztechnik im Gegenlaufverfahren (Reversverfahren), bei dem die Auftragswalze entgegen der Bewegungsrichtung des Kunststoffformteils rotiert.The Application of the coating is carried out by brushing, rolling, drawing, Wiping, pouring, Rolling, dipping, drumming, flooding, spraying or spraying. Especially Preferably, the rolling technique is counter-rotating (lapel method), in which the applicator roll counter to the direction of movement of the plastic molding rotates.

Die so applizierten Beschichtungen werden dann mittels Ultraviolettstrahlung innerhalb von 0,1 bis 5 s gehärtet, indem die absorbierte Strahlungsenergie die radikalische Polymerisation der Komponenten (A) und (C) über Komponente (E) und in Gegenwart der Komponenten (B), (D) und (F) auslöst. Dabei kommen Quecksilber- Niederdruck und Hochdruckstrahler zum Einsatz.The then applied coatings are then using ultraviolet radiation hardened within 0.1 to 5 s, by the absorbed radiant energy the radical polymerization of components (A) and (C) via Component (E) and in the presence of components (B), (D) and (F) triggers. In this case, low-pressure mercury and high-pressure lamps are used Commitment.

Die Schichtstärke der Beschichtung beträgt 8 bis 40 μm, bevorzugt 10 bis 20 μm.The layer thickness the coating is 8 to 40 μm, preferably 10 to 20 microns.

Die erfindungsgemäßen Kunststoffformteile mit der widerstandsfähigen, glasähnlichen, antimikrobiellen Beschichtung werden bevorzugt im Elektronik-, Elektro-, Möbel-, Fahrzeug, Medizin- oder Baubereich als Kantenbänder, Sockelleisten, Schrankrollladenprofile, Wandanschlussprofile, Brüstungskanäle, Kabelkanäle, Küchenarbeitsplatten, Tür- und Haltegriffe, Schalter, Fensterinnenbänke, Fensterbauprofile, transparente Formteile, Flaschen oder Schläuche, Rohre und Profile, die in der Anwendung bzw. im Gebrauch einem besonderen Verschleiß und einer hohen Keimbelastung unterliegen, verwendet.The Plastic moldings according to the invention with the resistant, glass-like, antimicrobial coating are preferred in electronics, electrical, Furniture-, Vehicle, medical or construction sector as edge bands, baseboards, cupboard profiles, Wall connection profiles, parapet ducts, cable ducts, kitchen worktops, Door and door Handles, switches, window sills, window profiles, transparent moldings, Bottles or tubes, Tubes and profiles which in use or in use a special Wear and tear subject to a high bacterial load used.

Die folgenden Beispiele gemäß Tabelle 1 erläutern die vorliegende Erfindung, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.The following examples according to table 1 explain the present invention, but not limited thereto.

Die aufgeführten Zusammensetzungen der Beschichtung sind für drei Beispiele (Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 3) in Gewichtsanteilen, bezogen auf 100 Gewichtsanteile der Komponente (A), angegeben.The listed Compositions of the coating are for three examples (example 1, Example 2, Example 3) in parts by weight, based on 100 Parts by weight of component (A), indicated.

Figure 00060001
Tabelle 1
Figure 00060001
Table 1

Hierbei bedeuten:

  • [1] hexafunktionales aliphatisches Urethanacrylat (Ebecryl EB 1290 von Firma UCB Chemicals)
  • [2] bifunktionales aromatisches Urethanacrylat (Laromer 8983 von Firma BASF)
  • [3] Gemisch aus aliphatischem Urethanhexaacrylat und Pentaerythritoltriacrylat oder -tetraacrylat (CAS: 3524-68-3)
  • [4] Amorphe SiO2-Partikel mit einer Oberfläche gemessen nach DIN ISO 9277 von 200 m2/g und einer mittleren Teilchengröße von 30 nm
  • [5] synthetischer Korund mit einer mittleren Teilchengröße von 3 μm
  • [6] amorphe SiO2-Partikel mit einer Oberfläche gemessen nach DIN ISO 9277 von 50 m2/g und einer mittleren Teilchengröße von 30 nm
  • [7] 1,6-Hexandioldiacrylat (CAS: 13048-33-4)
  • [8] Dipropylenglycoldiacrylat (CAS: 57472-68-1)
  • [9] Gemisch aus Oligomeren von Vinyltrimethoxysilan
  • [10] Vinyltrimethoxysilan (CAS: 78-08-0)
  • [11] 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on (CAS: 7473-98-5)
  • [12] 2,4,6-Trimethylbenzoylphenylphosphorsäureethylester (CAS: 84434-11-7)
  • [13] 1-Hydroxy-cyclohexylphenylketon (CAS: 947-19-3)
  • [14] Silber-Zink-Zeolith mit 2,1 Gewichtsprozent Silber und 16 Gewichtsprozent Zink und einer mittleren Teilchengröße von 6 μm.
Where:
  • [1] hexafunctional aliphatic urethane acrylate (Ebecryl EB 1290 from UCB Chemicals)
  • [B] bifunctional aromatic urethane acrylate (Laromer 8983 from BASF)
  • [3] Mixture of aliphatic urethane hexaacrylate and pentaerythritol triacrylate or tetraacrylate (CAS: 3524-68-3)
  • [4] Amorphous SiO 2 particles with a surface measured according to DIN ISO 9277 of 200 m 2 / g and an average particle size of 30 nm
  • [5] synthetic corundum with an average particle size of 3 μm
  • [6] amorphous SiO 2 particles with a surface measured according to DIN ISO 9277 of 50 m 2 / g and an average particle size of 30 nm
  • [7] 1,6-hexanediol diacrylate (CAS: 13048-33-4)
  • [8] dipropylene glycol diacrylate (CAS: 57472-68-1)
  • [9] Mixture of oligomers of vinyltrimethoxysilane
  • [10] vinyltrimethoxysilane (CAS: 78-08-0)
  • [11] 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (CAS: 7473-98-5)
  • [12] 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphoric acid ethyl ester (CAS: 84434-11-7)
  • [13] 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (CAS: 947-19-3)
  • [14] Silver-zinc zeolite containing 2.1% silver by weight and 16% zinc by weight and having an average particle size of 6 μm.

Dem steht folgendes Vergleichsbeispiel gemäß Tabelle 2 gegenüber:

Figure 00070001
Tabelle 2 This is compared to the following comparative example according to Table 2:
Figure 00070001
Table 2

Hierbei bedeuten:

  • [1] Epoxydacrylat (Laromer EA 81 von Fa BASF)
  • [2] 1,6-Hexandioldiacrylat (CAS: 13048-33-4)
  • [3] 1,1,1-Trihydroxymethylpropyltriacrylat (CAS: 15625-89-5)
  • [4] 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on (CAS: 7473-98-5)
  • [5] Silber-Zink-Zeolith mit 2,1 Gewichtsprozent Silber und 16 Gewichtsprozent Zink und einer mittleren Teilchengröße von 6 μm.
Where:
  • [1] Epoxy acrylate (Laromer EA 81 from BASF)
  • [2] 1,6-hexanediol diacrylate (CAS: 13048-33-4)
  • [3] 1,1,1-trihydroxymethylpropyl triacrylate (CAS: 15625-89-5)
  • [4] 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (CAS: 7473-98-5)
  • [5] Silver-zinc zeolite containing 2.1% silver by weight and 16% zinc by weight and having an average particle size of 6 μm.

Die erfindungsgemäßen beschichteten Kunststoffformteile weisen folgende Eigenschaften gemäß Tabelle 3 bezüglich Mikrohärte und Ritzbarkeit sowie antimikrobieller Wirkung ihrer Oberfläche auf:

Figure 00080001
Tabelle 3 The coated plastic moldings according to the invention have the following properties according to Table 3 with respect to microhardness and scratchability and antimicrobial action of their surface:
Figure 00080001
Table 3

Demgegenüber zeigt das Vergleichsbeispiel Eigenschaften gemäß Tabelle 4:

Figure 00090001
Tabelle 4 In contrast, the comparative example shows properties according to Table 4:
Figure 00090001
Table 4

Die Ritztests mit dem Ritzhärteprüfgerät nach Clemen mit einem Stahlrad, einer Stahlkugel, bzw. einem Stahlstichel als Ritzwerkzeuge werden wie folgt vorgenommen:
Die Probe wird mit Hilfe von Spannleisten auf einen beweglichen Schlitten montiert. Über diesen Schlitten befindet sich ein auf zwei Metallsäulen montierter Pendelbalken mit dem entsprechenden Ritzwerkzeug sowie dem entsprechenden Gewichtsblock. Die gewünschte Ritzkraft (1 bis 20 N) wird durch Verschieben des Gewichtsblockes auf der Skala des Pendelbalkens eingestellt. Zu Beginn der Prüfung wird das Prüfwerkzeug im Vorlauf auf die Probe abgesenkt und ritzt diese mit einer definierten Geschwindigkeit von 2 bis 3 cm/s über einen Ritzweg von 22,5 mm; der Rücklauf erfolgt mit angehobenem Prüfwerkzeug. Die Auswertung der Ritzbreite erfolgt mit Hilfe eines Lichtmikroskops.The scratch tests with the Scribe hardness tester according to Clemen with a steel wheel, a steel ball or a steel stylus as scoring tools are carried out as follows:
The sample is mounted on a movable slide by means of tensioning bars. About this slide is mounted on two metal columns pendulum beam with the corresponding scoring tool and the corresponding weight block. The desired scratching force (1 to 20 N) is achieved by moving the Ge set on the scale of the pendulum bar. At the beginning of the test, the test tool is lowered in advance to the sample and scratches it at a defined speed of 2 to 3 cm / s over a Ritzweg 22.5 mm; the return is done with the test tool raised. The evaluation of the scribe width is carried out with the aid of a light microscope.

Um die antimikrobielle Wirkung gegen Bakterien oder Pilze zu charakterisieren, wurde ein Test in Anlehnung an AATCC 100-1998 durchgeführt.Around to characterize the antimicrobial activity against bacteria or fungi A test was carried out in accordance with AATCC 100-1998.

Der beschichtete Prüfkörper in der Größe 2 × 2 cm wird in eine sterile Petrischale gelegt und auf der Oberfläche mit 0,25 ml verdünnter Bakteriensuspension angeimpft. Dann wurde der Probekörper in einem Exsikkator inkubiert für 24 h bei 37 °C. Der Teststamm war ein Staphylococcus aureus nach ATCC 6538 (Bakterien Gram +).Of the coated test specimens in the size is 2 × 2 cm placed in a sterile Petri dish and with on the surface 0.25 ml of diluted Inoculated bacterial suspension. Then the specimen was in incubated in a desiccator for 24 h at 37 ° C. The test strain was a Staphylococcus aureus according to ATCC 6538 (Bacteria Grief +).

Die gewachsenen Kolonien wurden ausgezählt und die Zellzahl (Koloniebildende Einheiten) pro Probe dokumentiert.The Grown colonies were counted and the cell number (colony forming Units) per sample.

Aus dem Vergleich der Eigenschaften der erfindungsgemäßen beschichteten Kunststoffformteile mit dem Vergleichsbeispiel wird deutlich, welche große Verbesserung hiermit bei der mechanischen Widerstandsfähigkeit, insbesondere was die Verkratzbarkeit angeht, bei gleichzeitiger antimikrobieller Ausstattung, erreicht wurde.Out the comparison of the properties of the coated according to the invention Plastic moldings with the comparative example is clear which size Improvement in mechanical resistance, especially in terms of scratchability, at the same time antimicrobial equipment has been achieved.

Claims (16)

Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, bestehend aus einem polymeren Substrat und einer mindestens abschnittsweise auf die Oberfläche des Formteils aufgebrachten, mittels UV-Strahlung gehärteten, vernetzten Beschichtung, wobei die Zusammensetzung für die unvernetzte Beschichtung mindestens aus folgenden Komponenten besteht: (I) 100 Gewichtsanteile einer Komponente (A) bestehend aus einem Polyacrylat; (II) 0,1 bis 80 Gewichtsanteile einer Komponente (B), bezogen auf Komponente (A), bestehend aus Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid oder Zirkoniumdioxid oder Titandioxid oder Cerdioxid; (III) 0,1 bis 100 Gewichtsanteile einer Komponente (C), bezogen auf Komponente (A), bestehend aus Monoacrylsäurester oder Acrylsäureester von Polyolen; (IV) 0,1 bis 80 Gewichtsanteile einer Komponente (D), bezogen auf Komponente (A), bestehend aus einem Vinylsilan; (V) 0,1 bis 5 Gewichtsteile einer Komponente (E), bezogen auf Komponente (A), bestehend aus 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on oder 2,4,6-Trimethylbenzoylphenylphosphorsäureethylester oder 1-Hydroxy-cyclohexylphenylketon oder Gemischen aus diesen; (VI) 0,1 bis 20 Gewichtsteile einer Komponente (F), bezogen auf Komponente (A), bestehend aus einem Silbersalz, metallischen Silber, Triclosan oder einer quartären Ammoniumverbindung; und eine Viskosität bei 20 °C von 8 bis 20 s nach DIN ISO 2431 aufweist und die UV-gehärtete, vernetzte Beschichtung eine Schichtdicke von 8 bis 20 μm und eine Mikrohärte von größer 200 N/mm2 nach DIN EN ISO 14577 besitzt und bei einer dynamischen Ritzprüfung auf einem Ritzhärteprüfer nach Clemen mit einem Stahlrad bis 20 N Krafteinwirkung mit einer Ritzgeschwindigkeit von 2 bis 3 cm/s und einem Ritzweg von 22,5 mm keine sichtbaren Kratzer zeigt und in einem Test nach AATCC 100-1998 nach Animpfung von z.B. Staphylococcus aureus eine Bakterienzellzahl kleiner/gleich 103 aufweist.Plastic molding having improved mechanical properties, consisting of a polymeric substrate and an applied at least partially applied to the surface of the molding, cured by UV radiation, crosslinked coating, wherein the composition for the uncrosslinked coating consists of at least the following components: (I) 100 parts by weight of a Component (A) consisting of a polyacrylate; (II) 0.1 to 80 parts by weight of a component (B) based on component (A) consisting of silica or alumina or zirconia or titania or ceria; (III) 0.1 to 100 parts by weight of a component (C), based on component (A), consisting of monoacrylic acid ester or acrylic ester of polyols; (IV) 0.1 to 80 parts by weight of a component (D), based on component (A), consisting of a vinylsilane; (V) 0.1 to 5 parts by weight of a component (E), based on component (A), consisting of 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one or 2,4,6-Trimethylbenzoylphenylphosphorsäureethylester or 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone or mixtures of these; (VI) 0.1 to 20 parts by weight of a component (F), based on component (A), consisting of a silver salt, metallic silver, triclosan or a quaternary ammonium compound; and a viscosity at 20 ° C of 8 to 20 s according to DIN ISO 2431 and the UV-cured, crosslinked coating has a layer thickness of 8 to 20 microns and a microhardness greater than 200 N / mm 2 according to DIN EN ISO 14577 and at a dynamic scratch test on a Rim hardness tester Clemen with a steel wheel to 20 N force with a scratch speed of 2 to 3 cm / s and a scratch path of 22.5 mm no visible scratches and in an AATCC test after 100-1998 after inoculation of eg Staphylococcus aureus has a bacterial cell count less than or equal to 10 3 . Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyacrylat aus Komponente (A) bevorzugt ein Epoxydacrylat oder ein Polyesteracrylat oder ein Polyetheracrylat oder ein Polyurethanacrylat oder ein Silikonacrylat oder ein ungesättigtes Acrylatharz ist.Plastic molding with improved mechanical Properties according to claim 1, characterized in that the Polyacrylate of component (A) preferably an epoxy acrylate or a polyester acrylate or a polyether acrylate or a polyurethane acrylate or a silicone acrylate or an unsaturated acrylate resin. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff aus Komponente (B) bevorzugt ein Siliciumdioxid oder ein Aluminiumoxid oder ein Zirkoniumdioxid oder ein Titandioxid oder ein Cerdioxid mit einer Oberfläche gemessen nach DIN ISO 9277 von 50 bis 300 m2/g und einer mittleren Teilchengröße von 20 bis 200 nm ist.Plastic molding with improved mechanical properties according to claim 1, characterized in that the filler of component (B) is preferably a silica or an aluminum oxide or a zirconium dioxide or a titanium dioxide or a ceria with a surface measured according to DIN ISO 9277 of 50 to 300 m 2 / g and an average particle size of 20 to 200 nm. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der reaktive Verdünner aus Komponente (C) ein Monoacrylsäurester oder ein Acrylsäureester von Polyolen ist.Plastic molding with improved mechanical Properties according to claim 1, characterized in that the reactive thinners from component (C) a monoacrylic acid ester or an acrylic acid ester of Polyols is. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylsilan aus Komponente (D) bevorzugt ein Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, Vinyltris(2-methoxyethoxy)silan, Oligomeres von Vinyltrimethoxysilan, Oligomeres von Vinyltriethoxysilan oder 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan oder 3-Glycidoxypropyltriethoxysilan ist.Plastic molding with improved mechanical Properties according to claim 1, characterized in that the Vinylsilane from component (D) preferably a vinyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, Vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, oligomer of vinyltrimethoxysilane, Oligomeres of vinyltriethoxysilane or 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane or 3-glycidoxypropyltriethoxysilane. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Silbersalz aus Komponente (F) bevorzugt ein Silberhalogenid, Silber-Zeolith, Silber-Zink-Zeolith oder ein Silberglas ist.Plastic molding with improved mechanical Properties according to claim 1, characterized in that the Silver salt of component (F) preferably a silver halide, silver zeolite, Silver-zinc zeolite or a silver glass is. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Silber aus Komponente (F) bevorzugt eine Teilchengröße von kleiner 100 nm aufweist.Plastic molding with improved mechanical Properties according to claim 1, characterized in that the metallic silver from component (F) preferably has a particle size smaller 100 nm. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff aus Komponente (B) eine Abmischung von Siliciumdioxid mit Aluminiumoxid oder Zirkoniumdioxid oder Titandioxid oder Cerdioxid ist.Plastic molding with improved mechanical Properties according to claim 3, characterized in that the filler from component (B) a mixture of silica with alumina or zirconia or titania or ceria. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffkombination eine Abmischung von amorphen SiO2-Partikeln mit einer Oberfläche gemessen nach DIN ISO 9277 von 50 bis 200 m2/g und einer mittleren Teilchengröße von 30 bis 100 nm und synthetischem Korund mit einer mittleren Teilchengröße von 1 bis 5 μm ist.Plastic molding with improved mechanical properties according to claim 6, characterized in that the filler combination is a mixture of amorphous SiO 2 particles having a surface measured according to DIN ISO 9277 of 50 to 200 m 2 / g and an average particle size of 30 to 100 nm and synthetic Corundum having a mean particle size of 1 to 5 microns. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der reaktive Verdünner bevorzugt ein polyfunktioneller Acrylester von Polyalkoholen wie Hexadioldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittri- und/oder -tetraacrylat oder ein Acrylester mehrfunktioneller Polyetheralkohole wie Diethylenglykol- oder Dipropylenglykoldiacrylat, die Acrylsäureester von ethoxylierten Glycerin, Trimethylpropan, Ditrimethylpropan, Pentaerythrit und Dipentaerythrit ist.Plastic molding with improved mechanical Properties according to claim 4, characterized in that the reactive thinners preferably a polyfunctional acrylic ester of polyalcohols such as Hexadioldiacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate and / or tetraacrylate or an acrylic ester of polyfunctional polyether alcohols such as diethylene glycol or dipropylene glycol diacrylate, the acrylic esters of ethoxylated glycerol, trimethylpropane, ditrimethylpropane, Pentaerythritol and dipentaerythritol. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zusätze in Form von Wasser, Katalysatoren wie Dicarbonsäuren, Stabilisatoren, UV-Photoinitiatoren, organischen Lösemitteln, Pigmenten, Rheologieadditiven, Entschäumern, Entlüftern, Verdickungsmitteln, Thixotropierungsmitteln, Lichtschutzmitteln, Netz- und Dispergiermitteln, Mattierungsmitteln wie Polyethylenwachse oder weitere Füllstoffe wie Ruße, Glimmer, Kreide, Dolomit, Kieselsäuren, Talkum, Kaolin, Schwerspat enthalten sind.Plastic molding with improved mechanical Properties according to one of the preceding claims, characterized that additives in the form of water, catalysts such as dicarboxylic acids, stabilizers, UV photoinitiators, organic solvents, Pigments, rheology additives, defoamers, deaerators, thickeners, Thixotropic agents, light stabilizers, wetting and dispersing agents, Matting agents such as polyethylene waxes or other fillers like soot, Mica, chalk, dolomite, silicas, talc, kaolin, barite are included. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung für die Beschichtung durch Streichen, Rollen, Ziehen, Wischen, Gießen, Walzen, Tauchen, Trommeln, Fluten, Spritzen oder Sprühen aufgebracht wird.Process for producing a plastic molding with improved mechanical properties according to claims 1 to 11, characterized in that the composition for the coating by Painting, rolling, pulling, wiping, casting, rolling, dipping, drumming, Flooding, spraying or spraying is applied. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung für die Beschichtung mittels einer Walztechnik im Gegenlaufverfahren (Reversverfahren) aufgebracht wird, bei dem die Auftragswalze entgegen der Bewegungsrichtung des Kunststoffformteils rotiert.Process for producing a plastic molding with improved mechanical properties according to claim 12, characterized characterized in that the composition for the coating means applied a rolling technique in the mating process (lapel method) is, in which the applicator roll counter to the direction of movement of the Rotated plastic molding. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in einer Schichtstärke von 8 bis 40 μm, bevorzugt 10 bis 20 μm, aufgebracht wird.Process for producing a plastic molding with improved mechanical properties according to claim 12 or 13, characterized in that the coating in a layer thickness of 8 to 40 μm, preferably 10 to 20 μm, is applied. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Anwendung in den Bereichen Elektronik, Elektrotechnik, Möbelbau, Medizintechnik, Fahrzeugtechnik oder Bautechnik.Plastic molding with improved mechanical Properties according to one of claims 1 to 11 for use in the fields of electronics, electrical engineering, furniture, medical technology, vehicle technology or construction engineering. Kunststoffformteil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften nach Anspruch 15, umfassend Kantenbänder, Sockelleisten, Schrankrollladenprofile, Wandanschlussprofile, Brüstungskanäle, Kabelkanäle, Küchenarbeitsplatten, Tür- und Haltegriffe, Schalter, Fensterinnenbänke, Fensterbauprofile, transparente Formteile, Flaschen oder Schläuche, Rohre und Profile, die in der Anwendung bzw. im Gebrauch einem besonderen Verschleiß und einer hohen Keimbelastung unterliegen.Plastic molding with improved mechanical Properties according to claim 15, comprising edge bands, baseboards, Drawer roller shutter profiles, wall connection profiles, parapet ducts, cable ducts, kitchen worktops, Door and door Handles, switches, window sills, window profiles, transparent Molded parts, bottles or tubes, Tubes and profiles which are subject to wear and tear in use or in use subject to high bacterial load.
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