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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Farbe für Kunststoff-
oder Metallmaterialien, insbesondere Kunststoffmaterialien und ein
Anstreichverfahren, das die Farbe verwendet.
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Insbesondere
betrachtet die vorliegende Erfindung eine pigmentierte Farbe, die
folgend auf Bestrahlen mit ultraviolettem Licht Quervernetzung eingeht
und die zum Anstreichen von Kunststoff- oder Metallmaterialien geeignet
ist, genauer gesagt für
die Gehäuse
von Mobiltelefonen.
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In
den Sektoren der Elektronik, Büromaschinen
und Telekommunikation hat die Verwendung von Kunststoff- oder Metallmaterialien
zur Herstellung der Behälter
von elektronischen Geräten
eine stark ansteigende Verwendung erfahren.
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Die
meisten der Gehäuse
von elektronischen Artikeln sind in der Tat aus Kunststoff hergestellt,
und die Verwendung von Kunststoff wird dank der besonderen Leistung
und Flexibilität
der Verwendung dieser Materialien weiter ansteigen.
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Im
Mobiltelefonsektor wird in praktisch allen Fällen auf die Verwendung von
Plastik zur Herstellung der Behälter
der Mobiltelefone zurückgegriffen,
der so genannten Gehäuse,
dank der Gestaltungsflexibilität
und der Charakteristika von Leichtigkeit und Miniaturisierung der
Plastikmaterialien, die gegenwärtig
erhältlich
sind.
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Materialien
wie Polycarbonate, Methacrylatpolymere und ABS machen es möglich, Instrumente
mit zunehmend innovativen Formen in einer zunehmend breiten Anzahl
an Farben herzustellen und zu verkaufen. Genau in den Sektoren der
Elektronik und Telefonie gibt es einen stetig zunehmenden Bedarf,
Artikel verfügbar zu
haben, die dekorative und chromatische Effekte zeigen, wie der besonders
attraktive metallische oder Chamäleoneffekt.
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Gegenwärtig werden
die Schutzfunktionen und die chromatischen Effekte der Behälter für elektronische
Artikel durch Anwendung von lösungsmittelbasierten
Farben erhalten, die Quervernetzung eingehen, wenn sie in einem
Ofen gehärtet
werden, oder durch Anwendung wasserbasierter Farben, die ofengehärtet werden,
oder in manchen seltenen Fällen,
unter Verwendung transparenter Farbprodukte, die durch Bestrahlung
mit UV-Licht quervernetzen.
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Gegenwärtig wird
der metallische chromatische Effekt, der so genannte metallisierte
Effekt, allgemein mit einem Anstreichzyklus erhalten, der zwei oder
mehr Anstreichschritte umfasst.
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In
dem ersten Schritt wird eine erste Schicht aus wasserbasierter oder
lösemittelbasierter
Farbe aufgebracht, und das wird gefolgt in einem zweiten Endbearbeitungsschritt
von einer Schicht aus transparenter Farbe mit Lösemittel oder in manchen seltenen
Fällen
von einer Schicht einer UV-quervernetzenden transparenten Farbe.
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Die
konventionellen Verfahren zum Anstreichen von Kunststoffmaterialien
erfordern daher die Aufbringung von wasserbasierten oder lösemittelbasierten
Farben in zwei oder drei Schritten, während das Quervernetzen des
Farbproduktes innerhalb eines Ofens fertiggestellt wird, in dem
die Temperaturen auf den Bereich von 60 bis 80°C beschränkt werden müssen, um
keine Probleme für
das thermoplastische Polymersubstrat zu schaffen.
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Bei
diesen Temperaturen tritt jedoch eine Verlängerung der Zeiten auf, die
zum Erhalten des Quervernetzens des Farbprodukts nötig sind,
was wiederum zu einer Erhöhung
der gesamten Dauer des Anstreichverfahrens führt.
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Offenkundigerweise
machen die Bedürfnisse
der Markte den Bedarf dringender, die Produktionszyklen zu optimieren,
um die Produktivität
zu erhöhen
und um den Umwelteinfluss zu reduzieren, und ebenso um die Größe und Kosten
der Produktionsstätten
zu reduzieren.
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Ein
weiterer Nachteil, der an die Verwendung der auf dem Markt erhältlichen
lösemittelbasierten
Farbprodukte gekoppelt ist, ist mit ihrer Zusammensetzung (z. B.
Zweikomponentenprodukte) verbunden, die in vielen Fällen eine
sehr begrenzte Topfzeit des katalysierten Produkts bedingt.
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Es
gibt daher gegenwärtig
einen Bedarf, neue Farbprodukte verfügbar zu machen, die in der
Lage sind, schnell querzuvernetzen, und die in der Lage sind, eine
Vielfalt an chromatischen Effekten für die behandelten Kunststoffartikel
bereitzustellen.
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In
letzter Zeit werden auch Metallmaterialien wie Magnesium verwendet,
um die obigen Gehäuse
herzustellen.
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Magnesium
ist eines der leichtesten Metalle und wird heutzutage am häufigsten
in allen Arten von Anwendungen verwendet, die gute physikalische
und mechanische Eigenschaften gleichzeitig erfordern.
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Es
kann entweder alleine oder in Verbindung mit anderen Arten von Metall
verwendet werden, um Legierungen von extrem hoher Qualität zu bilden.
Extrusionsverfahren oder Druckspritzguss können zum Herstellen und Verarbeiten
dieser Legierungen verwendet werden.
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Die
Herstellung neuer Legierungen mit einem hohen Reinheitsgrad hat
zum Erhalten von verbesserten Graden von Korrosionswiderstandsfähigkeit
geführt,
die tatsächlich
besser ist als diejenige, die durch Materialien basierend auf Kohlenstoff,
Stahl oder einigen Arten von Aluminiumlegierungen bereitgestellt
wird.
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Einer
der Hauptgründe
für die
Verwendung dieses Metalls ist, dass es extrem leicht ist, zusammen
mit der Tatsache, dass Gegenstände,
die daraus hergestellt sind, gute mechanische Eigenschaften aufweisen,
wie ein hoher Grad an Torsionswiderstandsfähigkeit. Ein weiterer Punkt,
der für
es spricht, ist, dass es sehr leicht zu bearbeiten ist. Weitere
Vorteile sind: Formbeständigkeit,
gute Schweißbarkeit,
Belastungsfestigkeit und Beul- und Korrosionsfestigkeit.
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Da
Gusstechniken, insbesondere Tixoforming®, perfektioniert
wurden, ist es nun möglich,
neue Gegenstände,
die aus Magnesium hergestellt sind, für die Verwendung in der Elektronikindustrie
zu schaffen. Tatsächlich
hat diese Industrie einen stetig zunehmenden Bedarf nach Gegenständen mit
einem niedrigen Verhältnis
von Gewicht zu Widerstandsfähigkeit.
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Das
Tixoforming
®-Verfahren
hat in der Produktion von Gehäusen
für Mobiltelefone
und Laptop-Computer etc. resultiert. Die Schaffung dieser Gegenstände hat
zu einem Bedarf geführt,
diese mit einer Form von Dekoration auszustatten. Dokument
DE-A-43 04 491 (D1),
und insbesondere das Beispiel C, schildert eine allgemeine Formulierung
umfassend eine Mischung aus Acrylmonomeren und Oligomeren, auch
umfassend ein hexafunktionales Acrylat-Polyurethanoligomer und eine
ganze Serie von Füllmaterialien,
wie Teflonwachse, Korund, etc.
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Dieses
Patent sieht die Steigerung der Oberflächeneigenschaften von härtbaren
Formulierungen durch Bestrahlungen (sowohl UV als auch E-beam-Strahlung)
durch Zugabe von Füllmaterialien
in Form von Pulvern (Quarz, synthetisches Siliziumdioxid, Basalt,
Glasmehl, Glaskugeln oder Glasfiber, Siliziumcarbid, Wolframcarbid
oder Korund) voraus.
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Die
Tatsache, dass im Beispiel C die Verwendung eines Urethanacryloligomers
berichtet wird, muss nur als Beispiel einer UV-Formulierung angesehen
werden, deren Verschleißfestigkeitseigenschaften
erhöht werden,
wenn Füllmaterialien,
die das Patent tatsächlich
charakterisieren, zugegeben werden.
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Einer
der allgemeinen Zwecke der vorliegenden Erfindung besteht darin,
ein Farbprodukt bereitzustellen, das eine Vielzahl von Färbungen
oder chromatischen Effekten ermöglicht,
die mit einer einzelnen Farbschicht erhalten werden können.
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Ein
weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Farbprodukt
für Kunststoff- oder Metallmaterialien
(Substrat) bereitzustellen, das nicht nur in der Lage ist, dem behandelten
Substrat verschiedene chromatische Abstufungen und dekorative Effekte
zu verleihen, sondern auch die Oberflächenwiderstandsfähigkeit
gegenüber
Abrieb und Rissen zu erhöhen.
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Ein
weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Farbe
verfügbar
zu machen, die es ermöglicht,
eine Schutzbeschichtung auf den Gehäusen von Mobiltelefonen in
einem möglichst
breiten Bereich an Schattierungen von Pastell oder metallisierten
Farben bereitzustellen.
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Noch
ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren
zum Anstreichen von Kunststoff- oder Metallmaterialien bereitzustellen,
das es ermöglicht,
eine Farbschicht in kürzeren
Zeiten und mit kleineren Anlagen aufzutragen, als üblicherweise
erforderlich.
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Nicht
der am wenigsten wichtige Zweck besteht darin, ein Verfahren zum
Anstreichen von Kunststoff- oder Metallmaterialien, und insbesondere
von Gehäusen
für Mobiltelefone,
mit einer geringeren Emission von flüchtigen organischen Verbindungen
bereitzustellen.
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Im
Lichte der obigen Ziele und noch weiterer, die aus der folgenden
Beschreibung deutlicher erscheinen werden, wird gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Farbe für Kunststoff-
oder Metallmaterialien bereitgestellt, die umfasst:
- a) ein oder mehrere acrylbasierte Harze, die durch Bestrahlen
mit Ultraviolettstrahlung (UV) quervernetzt werden;
- b) ein oder mehrere Photoinitiatoren als Quellen von freien
Radikalen, die in einer Menge von zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-%
vorliegen, um das Vernetzen des Acrylharzes in Gegenwart von UV-Strahlung
zu induzieren;
- c) ein oder mehrere Füllstoffe;
- d) eine Dispersion von Wachsen in Lösemitteln zum Orientieren der
Füllstoffe;
und
- e) Verlaufzusatzstoffe;
wobei das acrylbasierte Harz
ein Urethanacrylatoligomer in einem Gew.-%-Anteil von zwischen 30
Gew.-% und 60 Gew.-% umfasst.
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Geeignete
Acrylharze, die durch UV-Strahlung Quervernetzung eingehen können, umfassen
Oligomer-Monomer-Mischungen aus Acrylharzen, die in der Lage sind,
in der Gegenwart einer UV-Quelle, eines oder mehrerer Photoinitiatoren,
die als Katalysatoren wirken können,
querzuvernetzen.
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Der
gegenwärtige
Anmelder hat überraschenderweise
gefunden, dass besonders geeignete acrylbasierte Harze Oligomere
vom Urethan-Acrylat-Typ, bevorzugt vom aromatischen Typ umfassen.
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Insbesondere
wurde gefunden, dass genau die Gegenwart von aromatischen Ringen
in dem Urethan-Acryl-basierten Oligomer jeglichen Pigmenten, die
in der Farbe vorliegen, hervorragende Charakteristika von Benetzbarkeit
verleiht, und die Rate an Quervernetzung erhöht, was somit einen vorteilhaften
Nebeneffekt im Hinblick auf lithographische Eigenschaften der Farbe
bedingt.
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Vorteilhafterweise
weist das aromatische Urethanacrylatoligomer, das in der Erfindung
verwendet wird, ein Molekulargewicht von zwischen 500 und 2.000,
vorzugsweise zwischen 800 und 1.000 auf, und ist mit einer Viskosität vorteilhafterweise
von zwischen 90 und 150 mPa·s
bei 25°C
ausgestattet. Es wurde weiterhin gefunden, dass die Funktionalität dieses
Oligomers gleich 1 oder höher
sein kann, selbst obwohl die bevorzugte Funktionalität gleich
2 ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Farbe
kann das aromatische Urethanacrylatoligomer in einer variablen Menge
von zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-% eingebracht werden, selbst
obwohl die Verwendung einer Menge entsprechend 40 bis 50 Gew.-%
bevorzugt ist.
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Es
wurde weiter gefunden, dass die Anwesenheit eines oder mehrerer
monomerer Reaktivverdünner, die
mit Acrylfunktionalität
ausgestattet sind, die Optimierung der Eigenschaften der acrylbasierten
Harzkomponente a) der erfindungsgemäßen Farbe ermöglicht.
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Gemäß der Ausführungsform
umfasst die erfindungsgemäße Farbe
daher einen acrylischen multifunktionalen Monomerreaktivverdünner, vorzugsweise
vom difunktionalen Typ, mit einem Molekulargewicht, das geeigneter
Weise zwischen 200 und 500 liegt, und vorzugsweise zwischen 200
und 300, und mit einer Viskosität
vorteilhafter Weise zwischen 5 und 30 mPa·s bei 25°C.
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Geeignete
Reaktivverdünner
sind z. B. 1.6 Hexandiol-Diacrylat (HDDA); Dipropylenglycol-Diacrylat (DPGDA)
und Tripropylen-Glycoldiacrylat (TPGDA); unter diesen ist der erste
Verdünner
in einer Menge, die zwischen 10 Gew.-% und 40 Gew.-% liegt, bevorzugt,
vorzugsweise in einem Gewichtsprozentbereich von zwischen 20 Gew.-%
und 30 Gew.-%.
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Die
Gegenwart der Photoinitiatorkomponente b) in der Zusammensetzung
der erfindungsgemäßen Farbe
führt eine
essentielle Funktion aus, um ein schnelles und wirksames Quervernetzen
der Polymerkomponente a) zu erreichen.
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Geeignete
Photoinitiatoren umfassen UV-photosensitive Verbindungen als Quellen
von freien Radikalen, wie: Benzophenone, Acetophenone, die derivatisiert
sind als α-Hydroxyalkylphenylketone,
Benzoinalkylketale, Monoacylphosphinoxide, Bisacylphosphinoxide,
und Mischungen daraus.
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Es
wurde weiterhin gefunden, dass die Gegenwart einer Anzahl von Photoinitiatoren
in der Formulierung der erfindungsgemäßen Farbe zusätzlich zur
Erhöhung
der Polymerisationsrate der acrylbasierten Polymermischung ein Ausbalancieren
des Grads der Härtung
der Farbe sowohl in einem oberflächlichen
Grad als auch in einem tiefen Grad bedingt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird eine Mischung aus zwei Photoinitiatoren verwendet,
die in geeigneter Weise aus einem Bisacylphosphinoxid und einem α-Hydroxyalkylphenylketon besteht.
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Zum
Beispiel besteht eine besonders geeignete Photoinitiatormischung
aus einer Mischung eines Bisacylphosphinoxids des Typs IRGACURE® 819,
herstellt von Ciba Speciality Chemicals, in geeigneter Weise vorhanden
in einer Menge von zwischen 0,5 Gew.-% und 2 Gew.-%, bevorzugt zwischen
1,5 Gew.-% und 1,8 Gew.-%, und eines α-Hydroxyalkylphenylketons des
Typs DAROCUR® 1173,
hergestellt von Ciba Speciality Chemicals, in geeigneter Weise vorhanden
in einer Menge von zwischen 0,5 Gew.-% und 1,5 Gew.-%, bevorzugt
zwischen 0,8 Gew.-% und 1,0 Gew.-%.
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Typischerweise
sind die Photoinitiatoren in der erfindungsgemäßen Farbe als Mischungen in
einer Menge, die zwischen 0,5 Gew.-% und 5,0 Gew.-% liegt, vorhanden.
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Die
Füllstoffkomponente
c) umfasst in der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Farbe
eine oder mehrere unter anorganischen Verbindungen, Pigmenten und
Wachsen, die in der Lage sind, Merkmale von Antiabsetzen, Widerstand
gegenüber
Abrieb, und Orientierung jeglicher Pigmente, die in der Farbe anwesend
sind, zu liefern.
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Besonders
vorteilhaft ist die Verwendung einer Dispersion eines Wachses in
einem Lösemittel
zur Verursachung von Orientierung von pigmentierenden anorganischen
Füllstoffen,
die in der Farbe vorhanden sind. Wachse, die für diese Zwecke verwendet werden
können,
umfassen synthetische Wachse, Polyethylenwachse, Polytetrafluorethylenwachse
(PTFE), Polyethylenwachse hoher Dichte, Polypropylenwachse, Ethylenacrylsäure-Copolymere (EAA)
und Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVA).
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Um
eine optimale Orientierung der pigmentierenden anorganischen Füllstoffe
zu erhalten, ist es bevorzugt, eine Dispersion eines Wachses in
einem Lösemittel
zu verwenden, zum Beispiel mit einer Basis aus Ethylenvinylacetat-Copolymeren
(EVA), dispergiert in einem oder mehreren Lösemitteln, wie z. B. Xylol,
n-Butylacetat, n-Butanol, und Mischungen daraus.
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Diese
Dispersionen aus Wachsen können
eine Partikeldimension von zwischen 0,1 und 100 Micron aufweisen,
selbst obwohl die Verwendung von Partikeln mit Dimensionen kleiner
als 20 Micron bevorzugt ist. Geeignete Wachse zeigen Schmelzpunkte
von zwischen 80°C
und 120°C,
und vorzugsweise nahe an 100°C.
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Die
vorher erwähnten
Dispersionen aus Wachsen können
einen Gewichtsanteil aus festem Rest im Lösemittel aufweisen, der zwischen
1 Gew.-% und 20 Gew.-% reicht, selbst obwohl die Verwendung von
Produkten mit 5 bis 7 Gew.-% nicht flüchtiger Matrix bevorzugt ist.
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Produkte
dieser Art, die auf dem Markt gefunden werden können, bestehen z. B. aus der
Serie Cerafak 100, 103, 106, die von BYK-Cera.bv. hergestellt wird.
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Die
Dispersionen aus Wachsen können
in geeigneter Weise in die erfindungsgemäße Farbe in Mengen eingebracht
werden, die zwischen 5 Gew.-% und 30 Gew.-% liegen, vorzugsweise
zwischen 10 Gew.-% und 20 Gew.-%.
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Die
Füllstoffkomponente
c) der erfindungsgemäßen Farbe
kann weiterhin Thixotropiemittel und Antiabsetz-Mittel umfassen,
wie Silica (amorphe, synthetische Siliciumdioxide), z. B. vom pyrogenen
Typ („fumed silica", pyrogene Kieselsäure), oder
von der gefällten
Art (gefälltes
Silica). Diese zwei amorphen Formen von synthetischen Silica unterscheiden
sich wesentlich, was das Herstellungsverfahren anbetrifft.
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Die
sog. pyrogenen Kieselsäuren
werden durch Hydrolyse von Siliciumtetrachloriddämpfen in einer Wasserstoff-
und Sauerstoffflamme hergestellt, während die gefällten Silica
bei Raumtemperatur unter Verwendung eines nassen Verfahrens durch
Neutralisierung mit einer Lösung
aus Natriumsilikat hergestellt werden.
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Diese
Unterschiede bei den Herstellungsverfahren dieser Verbindungen bedeuten,
dass die zwei Arten an Silica verschiedene Oberflächeneigenschaften
aufweisen. Die Oberflächen
von gefüllten
Silica sind komplett hydroxyliert, während diejenigen der pyrogenen
Kieselsäuren
nur teilweise hydroxyliert sind. Auf diese Art sind die Oberflächen von
gefällten
Silica polarer als diejenigen der pyrogenen Kieselsäuren. Diese
Tatsache liefert starke Wasserstoffbindungen zwischen den Partikeln
von gefälltem
Silica und liefert daher eine exzellente Verdickungswirkung, was
besonders bei der Formulierung der erfindungsgemäßen Farbe merklich ist. Folglich
ist im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung ein bevorzugter Aspekt
die Einbringung des sog. gefällten
Silica wie des Silica HI-SIL® T-700, hergestellt von
PPG Industries Inc., geeigneter Weise in einer Menge von zwischen
0,5 Gew.-% und 5
Gew.-%, bevorzugt zwischen 2 Gew.-5 und. 3 Gew.-%.
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Die
erfindungsgemäße Farbe
kann ebenfalls pyrogene Kieselsäuren
mit einer Funktion der Kontrolle der Rheologie und des Anti-Absetzens
umfassen.
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Es
wurde gefunden, dass die Gegenwart dieser Silica in der Farbe zusätzlich zur
weiteren Verbesserung der thixotropischen Eigenschaften auch zur
Verbesserung der Verhinderung von Schichtenbildung der Pigmente
während
des Quervernetzens beiträgt.
Was die verschiedenen Arten von pyrogener Kieselsäure anbetrifft,
ist die Verwendung von nicht behandelten Silica bevorzugt, z. B.
die Art CAB-O-Sil®M-5, hergestellt von Cabot,
mit einer Oberflächenfläche von
200 ± 25
m2/g, das geeigneter Weise in einer Menge
von zwischen 0,1 Gew.-% und 1,0 Gew.-% eingebracht wird, vorzugsweise
zwischen 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.-%.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die erfindungsgemäße Farbe
ein oder mehrere Pigmente, die so ausgebildet sind, dass sie die
Färbung
und chromatischen Effekte auf den behandelten Kunststoffoberflächen liefern.
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Es
werden geeigneter Weise Pigmente verwendet, die eine Oberflächenstruktur
aufweisen, die es ermöglichen,
hohe Indizes an Lichtbrechung und Transparenz zu erhalten.
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Diese
Pigmente umfassen ein Herzstück
oder einen Kern geformt aus Glimmer, umgeben von verschiedenen Schichten
aus Metalloxiden. Geeignete Pigmente umfassen:
- – Silberweißpigmente,
bestehend aus Glimmer beschichtet mit einer relativ dünnen Schicht
aus Titandioxid; auf der Basis der Verteilung der Partikel des Silberweißpigments
können
hoher Glanz oder Matt- oder Seidenglanzeffekte erreicht werden;
- – Interferenz-
und Ultra-Interferenz-Pigmente mit einer Struktur, die derjenigen
der Silberweißpigmente ähnlich ist,
aber mit einer dickeren Schicht aus Titandioxid ausgestattet, die
durch Verursachung einer Interferenz mit den Wellen des sichtbaren
Lichts einen besonders wahrnehmbaren optischen Effekt verursacht;
und
- – Goldglanz
und Metall-Glanzpigmente die, obwohl sie nicht genau Metallpigmente
sind, einen leuchtenden Effekt ähnlich
Gold, Kupfer oder Bronze liefern; insbesondere ist die Goldfärbung das
Ergebnis der Beschichtung des Glimmerkerns mit einer Schicht aus
Titandioxid und einer Schicht aus Eisenoxid, während der Metalleffekt durch
die Beschichtung eines Glimmerkerns mit einer Schicht aus Eisenoxid
geliefert wird.
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Produkte
dieser Art, die auf dem Mark erhältlich
sind, werden durch die Serien IRIDIN® und
AFFLAIR®, hergestellt
von Merck, MEARLIN®, hergestellt durch die
Mearl Corporation und die Engelhard Corporation, repräsentiert.
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Kommerzielle
Beispiele von Pigmenten des Silberweiß-Typs umfassen IRIODIN®/AFFLAIR® 100
(SilverPearl), (103 Rutile Sterling Silber), 153 (Flash Pearl) etc;
Interferenz-Typ- und Ultra-Interferenz-Typ-Pigmente umfassen IRIODIN®/AFFLAIR® 221
(Rutile Fine Blue), 289 (Flash Blue), 7235 (Ultra Green), etc.;
Goldglanz-Typ-Pigmente und Metallglanz-Typ-Pigmente umfassen IRIODIN®/AFFLAIR® 303
(Royal Gold), 524 (Red Satin), 530 (Glitter Bronze), etc.
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Geeigneter
weise werden diese Produkte in die erfindungsgemäße Farbe in einer Menge von
zwischen 1,0 Gew.-% und 15 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 5 Gew.-%
und 10 Gew.-% eingebracht.
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Die
erfindungsgemäße Farbe
kann weitere Arten von Pigmenten in Kombination mit denjenigen,
die oben beschrieben wurden, einschließen, wie Kohlenschwarz, das
einige Farben heller macht, oder andere Pigmente, wie gelbe Eisenoxide,
Phthalocyanin-Grün
oder -Blau, Indanthren-Blau, Dioxacinviolett, Naphtholrot oder -Orange,
Bismuthvanadatgelb, Isoindolingelb, Eisenrot, und Mischungen daraus.
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Um
die Einbringung dieser Pigmente in die erfindungsgemäße Farbe
zu vereinfachen, ist es bevorzugt, die konzentrierten Pigmentpasten
zu verwenden, die auf den Epoxyacrylatharzen basieren.
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Diese
Pasten, die Konzentrationen an Pigmenten enthalten, die zwischen
10 Gew.-% und 55 Gew.-% liegen, basieren auf einem epoxyacrylathaltigen
Bindemittel, das durch UV-Strahlung
quervernetzen kann und einen kleinen Anteil an TPGDA-Monomer als
Viskositätsregulator
umfasst. Kommerzielle Beispiele dieser Pasten sind die Produkte
HELIOTM BEIT UV-SERIES, hergestellt von
Bolling & Kemper.
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Kommerzielle
Beispiele der Färbepasten
der Serie HELIOTM BEIT UV-SERIES umfassen:
UV 162 Rutile-Titan-Dioxid (55% Pigment), UV 368 Napthol AS Rot
(30% Pigment), UV 667 Phthalocyanin Grün (20% Pigment), UV 569 Phthalocyanin
Blau (20% Pigment), etc.
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Geeigneterweise
können
diese Pasten in die Farbe in einer Menge von zwischen 0,5 Gew.-%
und 5 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,8 Gew.-% und 1,2 Gew.-% eingeschlossen
werden.
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Gemäß der Ausführungsform
werden in die erfindungsgemäße Farbe
auch Silikonoligomere oder Monomere eingeschlossen, die durch Bestrahlen
mit Ultraviolettstrahlung quervernetzen, um das Verlaufen und/oder
die Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Abrieb nach Aufbringung auf das Substrat zu verbessern.
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Mit
dem Begriff „Silikonoligomer,
das durch Bestrahlung mit UV-Strahlung Quervernetzung eingeht" ist eine Silikonverbindung
gemeint, die terminale funktionelle Gruppen besitzt, die durch Bestrahlung
mit UV-Strahlung Quervernetzung eingehen können.
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Diese
funktionellen Gruppen weisen die Besonderheit auf, mit den Monomeren
und Oligomeren, die in der Zusammensetzung der Farbe vorhanden sind,
bei Bestrahlung mit UV-Strahlung
zu copolymerisieren.
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Beispiele
dieser Siliconverbindungen, die Funktionalitäten zeigen, die durch Bestrahlung
mit UV-Strahlung Quervernetzung eingehen, sind Acrylatsilicone,
z. B. des Typs Ebecryl 350 und 1360, hergestellt von UCB Chemicals,
Tego Rad 2100, 2200, 2500, 2600, hergestellt von Tego Degussa, und
Byk UV 3500 und 3530 hergestellt von Byk Chemie.
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Geeigneterweise
ist es in der erfindungsgemäßen Farbe
bevorzugt, einen Polydimethyl-Siloxan-modifizierten
Polyether mit Acrylfunktion zu verwenden, z. B. des Typs Byk-UV-3530, in einer Menge
von zwischen 0,1 Gew.-% und 1 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,2
Gew.-% und 0,4 Gew.-%.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
wird die Einbringung (zusammen mit dem Polydimethylsiloxan modifizierten
Polyether mit Acrylfunktionalität
der Art Byk UV 3530) eines Silikons ohne Acrylfunktionalität vorgesehen,
das durch Bestrahlung in der erfindungsgemäßen Farbe härtet, um die Eigenschaft der Oberflächenrutschigkeit,
Reduktion der Oberflächenspannung,
und Erhöhung
der Dehnung und Befeuchtung des Substrats zu verbessern.
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In
der erfindungsgemäßen Farbe
ist es bevorzugt, eine Lösung
eines Polydimethylsiloxan-Copolymers mit
Polyether-Polyester-Hydroxyfunktioneller Modifikation, von der Art,
die kommerziell als Byk-375 erhältlich ist,
in einem Anteil von zwischen 0,1 Gew.-% und 1 Gew.-%, vorzugsweise
zwischen 0,4 Gew.-% und 0,6 Gew.-% zu verwenden.
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Die
erfindungsgemäße Farbe
kann auf jegliches Substrat aufgebracht werden, das aus Kunststoffmaterial
hergestellt ist, und insbesondere auf die Gehäuse von Mobiltelefonen, um
einen dekorativen Effekt zu liefern, und eine Färbung oder einen chromatischen
Effekt, der von einem ästhetischen
Gesichtspunkt aus besonders attraktiv ist.
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Die
erfindungsgemäße Farbe
kann ebenfalls auf bereits gefärbte
Kunststoffmaterialien aufgebracht werden, um besondere chromatische
Effekte oder eine multichromatische Färbung zu liefern.
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Plastiksubstrate,
die geeignet sind, behandelt zu werden, umfassen z. B. ABS, Polycarbonat,
Methacrylharze und Polyurethanpolymere.
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Wie
oben erwähnt,
werden auch Metallmaterialien wie Magnesium verwendet, um die obigen
Gehäuse
zu produzieren.
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Sobald
die Farbe, die der Gegenstand dieser Erfindung ist, auf diese Substrate
aufgebracht wird, resultiert sie in optimalen ästhetischen Eigenschaften und,
sobald sie aufgebracht wurde, garantiert die Art an guter Leistung,
die im Fall von Kunststoff sowohl vom mechanischen als auch physischen
Gesichtspunkt erhalten wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Anstreichen von Kunststoff- oder Metallmaterialien bereitgestellt,
das die Aufbringung auf das Substrat einer Farbe des oben beschriebenen
Typs umfasst und die Bestrahlung mit einer UV-Quelle, bis das Quervernetzen
der Farbe erreicht ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
verläuft
die Aufbringung der Farbe durch elektrostatisches Sprühen (Elektrospritzen).
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Um
die Aufbringung durch Sprühen
der Farbe zu erleichtern, ist es günstig, sie mit geeigneten Lösemitteln
zu verdünnen,
wie Ketonen (z. B. Methylethylketon), Acetaten (z. B. Butylacetat,
Ethylacetat), und Alkoholen (z. B. Isopropylalkohol, Isobutylalkohol).
Aufgrund seines Verdampfungsverhältnisses
und seiner Kompatibilität
mit der Farbe ist es bevorzugt, Isobutylalkohol zu verwenden, was
die Retention des Lösemittels in
dem Film minimiert, während
es auch die Dehnung des erwünschten
Farbfilms ermöglicht.
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Geeigneterweise
wird das Lösemittel
in dem Schritt direkt vor der Aufbringung zugegeben und damit vermischt,
in einem variablen Verhältnis
von 20 bis 30 Teilen bis 100 Teilen der Farbe.
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Geeigneterweise
wird das anzustreichende Substrat vorher gereinigt, z. B. mit Isopropylalkohol,
und dann mit einer Druckluftpistole getrocknet und auf einem geeigneten
Probenhalter positioniert, geeigneterweise eingesetzt in einer Förderanlage.
Als nächstes
wird ein elektrostatischer Initiator (primer) angewendet, um das
Substrat leitend zu machen. Die Aufbringung der Farbe erfolgt durch
Sprühen,
unter Verwendung einer oder mehrerer Elektrospritzpistolen.
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In
einem Beispiel können
im Fall des Anstreichens von Mobiltelefongehäusen drei elektrostatische Sprühpistolen
in dem Sprühgebiet
vorhanden sein, positioniert wie folgt:
- – zwei Pistolen
orientiert in Richtung der oberen Oberfläche des Gehäuses des Mobiltelefons; und
- – eine
Pistole orientiert an der unteren Seitenfläche des Gehäuses.
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Die
Proben passieren zweimal vor den Pistolen: Ein erstes Mal in Richtung
mit rechts-sein Rotation, und ein zweites Mal in die Gegenrichtung
mit links-sein Rotation.
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Nach
der Aufbringung wird die Farbe durch Bestrahlung mit ultraviolettem
Licht, das durch UV-Lampen produziert wird, quervernetzt.
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Dem
Quervernetzungsschritt kann ein Blitzperiodenschritt vorangehen,
in dem die Probe, die mit der Farbe behandelt wurde, einer Temperatur
von zwischen 40°C
und 60°C
für eine
Zeit, die zwischen 2 und 4 Minuten liegt, ausgesetzt wird, um die
Verdampfung des Lösemittels,
das zugegeben worden war, zu ermöglichen,
um die Sprühaufbringung
zu erleichtern.
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Vorteilhafterweise
werden für
die Quervernetzung Quecksilberdampflampen (Hg-Lampen) verwendet. Zum
Beispiel werden zwei Quecksilberlampen senkrecht zueinander positioniert,
um auf der bestrahlten Probe eine Dosis zu messen, die für das Quervernetzen
notwendig ist, die wenigstens 800 mJ/cm entspricht.
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Das
erfindungsgemäße Anstreichverfahren
ermöglicht
mit einem einzigen Färbezyklus
die Abscheidung einer Beschichtung, die mit besonders wahrnehmbaren
Farben oder chromatischen Effekten ausgestattet ist.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, die erfindungsgemäße Farbe auf dem Substrat aufzubringen,
um eine Dicke des trockenen Films (nach komplettem Quervernetzen)
von zwischen 15 und 25 Micron zu erhalten. Kleinere oder größere Mengen
des Produkts können
Variationen der Farbabstufung, chromatischen Effekte und des Deckvermögenswerts
liefern.
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Weiterhin
wird, da das erfindungsgemäße Verfahren
es ermöglicht,
eine quervernetzte Farbschicht auf einem Substrat mit einem einzigen
Färbezyklus
aufzubringen, eine erhebliche Reduktion in den Anstreichzeiten,
verglichen mit traditionellen Verfahren, erreicht.
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Die
folgenden Beispiele sind nur für
die Zwecke der Illustration der vorliegenden Erfindung gedacht und
dürfen
daher nicht auf eine Weise verstanden werden, dass sie den Schutzbereich
irgendwie begrenzen könnten,
wie dieser durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist. Beispiel
1 Farbprodukt,
geeignet zur Behandlung von Gehäusen
für elektronische
Artikel
Aromatisches
Urethanacrylatoligomer PM 1000 | 41% |
Acrylmonomer-Reaktivverdünner | 28,7% |
Wachs
mit Ethylenvinylacetat (EVA)-Copolymerbasis, dispergiert in Xylol
(6% Dispersion) | 15% |
Gefälltes Silica | 3% |
Pyrogene
Kieselsäure
(„fumed
silica") | 1% |
Photo-Initiatoren
(Mischung aus DAROCUR® 1173 und IRGACURE® 819) | 2% |
Interferenzpigment
(IRIODIN®/AFFLAIR
Flash Blue) | 8% |
Siliconadditiv
mit Acrylfunktionalität
(BYK-UV-3530) | 0,5% |
Hydroxyfunktionelles
Silikonadditiv (BYK-UV-8375) | 0,8% |
Beispiel
2 Farbe,
die geeignet ist, chromatische Effekte bei Mobiltelefongehäuse zu erreichen
Aromatisches
Urethanacrylatoligomer PM 1000 | 50% |
Acrylmonomer-Reaktivverdünner | 15,6% |
Wachs
mit Ethylenvinylacetat (EVA)-Copolymerbasis, dispergiert in Xylol
(6% Dispersion)) | 20% |
Gefälltes Silica | 2% |
Pyrogene
Kieselsäure
(„fumed
silica") | 0,5% |
Photoinitiatoren
(Mischung aus DAROCUR® 1173 und IRGACURE® 819) | 2,5% |
Silberweißpigment
(IRIODIN®/AFFLAIR® SilverPearl) | 7% |
Pigmentierpaste
(HelioTM BEIT UV 569/Phthalocyanin blau) | 1,5% |
Silikonadditiv
mit Acrylfunktionalität
(BYK-UV-3530) | 0,7% |
Hydroxyfunktionelles
Silikonadditiv (BYK 375) | 0,2% |