JP2005531661A

JP2005531661A - 表面コーティング系および印刷インクの硬化および乾燥

Info

Publication number: JP2005531661A
Application number: JP2004516776A
Authority: JP
Inventors: アダルベルトフーバー、
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-10-20
Also published as: ATE476470T1; CN1665872A; WO2004003070A1; US7906178B2; US20060084719A1; EP1517950A1; EP1517950B1; DE50312954D1; AU2003246713A1

Abstract

本発明は、淡色もしくは透明な粒子状半導体材料、またはこれらの半導体材料でコーティングした粒子状基材の、硬化および／または乾燥添加物として、および／または表面コーティング系および印刷インクの熱伝導性を高めるための使用に関する。

Description

本発明は、表面コーティング系および印刷インクの乾燥または硬化添加剤として淡色または透明な半導体材料を使用することに関する。

現在、多くの材料が表面にコーティングされまたは印刷されている。これは、色彩および材料の耐性などの特性を向上することを可能にする。しばしば、長い乾燥時間と乾燥中の高い温度が欠点である。自動車塗装の場合、次の塗料層を塗布する前に塗料を乾燥させるために、比較的高温の長い乾燥ラインが必要である。乾燥時間を短縮できれば、必要なエネルギーとこれらの乾燥ラインの長さを縮小することができ、これに付随して生産コストは大幅に低減されるであろう。

したがって、本発明の目的は、表面コーティングおよび印刷インクの硬化を促進させ、同時に簡単な方法で実施できる方法を見出すことである。硬化促進剤は同時に表面コーティング系または印刷インク中に組み込むことが容易でなければならず、透明度が高く、低濃度でのみ使用されなければならない。

驚くべきことに、表面コーティング層および印刷インクの硬化および／または乾燥は、細かく粉砕した淡色または透明な半導体材料を表面コーティングまたは印刷インクに少量加えることによって促進できることが見出された。この硬化促進剤の添加は表面コーティングおよび印刷インクの特性への影響が少ないか、全くない。

硬化促進剤は、表面コーティングまたは印刷インクの熱伝導性にさらに影響を与える。研究は、表面コーティングまたは印刷インクの熱分布が大きく向上することを示した。

本発明は、粒子状半導体材料または淡色もしくは透明な半導体材料でコーティングした粒子状基材を、表面コーティングおよび印刷インクの硬化および／または乾燥に使用することに関する。

さらに、本発明は、硬化促進剤または乾燥促進剤として半導体材料を含む特に表面コーティングおよび印刷インクの配合物、および／または熱伝導性を向上させるための配合物に関する。

適切な淡色または透明な半導体材料は、ＩＲ領域を吸収するものであることが好ましい。粒子状半導体材料は、球状、針状、もしくはフレーク状の粒子または半導体材料でコーティングしたフレーク状、球状、または針状基材であることが好ましい。

半導体材料は、淡色もしくは透明な半導体材料から均一に作られ、または粒子状基材にコーティングとして塗布される。半導体材料は、酸化物および／または硫化物、例えば、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化スズ、またはその混合物などに基づくことが好ましい。

適切な半導体材料は、一般に粒子サイズが０．０１〜２０００μｍ、好ましくは０．１〜１００μｍ、特に好ましくは０．５〜３０μｍである。

半導体材料は均一に前記半導体材料からなり、または好ましくは球状、針状もしくはフレーク状であることが好ましく、または前記半導体材料の１種またはそれ以上のコーティングを有する基材からなる。基材は、１層だけコーティングされることが好ましい。

基材は、球状、フレーク状、または針状とすることができる。粒子の形状は本質的に重要ではない。一般に、粒子は直径０．０１〜２０００μｍ、特に５〜３００μｍ、特に５〜６０μｍである。特に好ましい基材は球状およびフレーク状基材である。適切な基材は、厚さが０．０２〜５μｍ、特に０．１〜４．５μｍである。他の２つの方向への広がりは、一般に０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜５００μｍ、特に１〜６０μｍである。

基材は、天然もしくは合成マイカフレーク、Ｓ_iＯ₂フレーク、Ａｌ₂Ｏ₃フレーク、ガラスフレーク、アルミニウムフレーク、ＢｉＯＣｌフレーク、ＳｉＯ₂球、ガラス球、中空ガラス球、ＴｉＯ₂球、例えばポリスチレンもしくはポリアミドから作られたポリマー球、またはＴｉＯ₂針、あるいは前記基材の混合物であることが好ましい。

半導体材料での粒子状基材のコーティングは既知であり、または、当業者に知られた方法によって行うことができる。基材は、例えば、金属塩化物または金属硫酸塩、金属アルコキシド塩、または水性もしくは従来の溶媒溶液中のカルボン酸塩などの対応する金属塩の加水分解でコーティングすることが好ましい。

均一な構造を有する半導体、また１種またはそれ以上の半導体材料でコーティングした基材では、半導体材料は微小結晶質構造を有することが好ましい。

特に好ましい乾燥および／または硬化促進剤は、フレーク状または球状の酸化スズ、アンチモン、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、およびＩＴＯ、酸化スズ、酸化アンチモン、または前記酸化物の混合物でコーティングしたマイカレークである。

特に好ましい乾燥および／または硬化促進剤は、粉体抵抗率＜２０Ω・ｍ、好ましくは＜５Ω・ｍの透明または淡色の半導体材料である。

特に好ましい硬化促進剤は、酸化アンチモンをドープした酸化スズ、またはそれをコーティングした、例えばマイカフレークなどの基材である。さらに、酸化アンチモンをドープした酸化スズでコーティングした球状ＳｉＯ₂粒子が好ましい。

アンチモン、好ましくは酸化アンチモン以外に、適切なドーパントは、主に３、５、７族の元素、好ましくはハロゲン化物、特に塩化物およびフッ化物である。

ドーピングは使用する半導体材料により、一般に、半導体材料基準で、０．０１〜３０重量％、好ましくは２〜２５重量％、特に５〜１６重量％である。

さらに、混合比には制限されずに、硬化促進剤の混合物を使用することも可能である。

好ましい混合物は、インジウム−スズ酸化物とアンチモンをドープした酸化スズ、インジウム−スズ酸化物とドープした酸化亜鉛である。

また、２種、３種、またはそれ以上の半導体材料の混合物を表面コーティング系または印刷インクに加えることも可能である。全濃度は、表面コーティング系または印刷インクの組成物によるが、塗布系の３５重量％を超えてはならない。

硬化および／または乾燥促進剤は、表面コーティング系または印刷インクに０．０１〜３０重量％、特に０．１〜５重量％、特に好ましくは０．５〜４重量％加えることが好ましい。

物品に塗布する前に、表面コーティング系または印刷インクに硬化促進剤を加えて攪拌する。これは、高速攪拌機を用いて行うことが好ましく、または分散の困難な機械的に敏感でない硬化促進剤の場合には、例えば、ビーズ粉砕機または震動機を用いて行うことが好ましい。当業者に知られた他の分散ユニットも可能である。最終的に、表面コーティング系または印刷インクは、物理的に空気中で乾燥し、または酸化、濃縮、好ましくはＩＲ照射を用いて熱的に硬化する。

硬化および／または乾燥促進剤は、一般に、表面コーティング系または印刷インクの硬化および／または乾燥時間を、元の乾燥時間の約１０〜６０％に短縮する。特に、ＩＲ照射によって硬化または乾燥する印刷インクおよび表面コーティング系において、顕著な乾燥時間の短縮が観察される。

さらに驚くべきことに、硬化の促進は、頂部に被覆した表面コーティング層にも高度の硬化促進効果が見出された。さらに、表面コーティング層内の熱伝導性が改善される。

さらに本発明は、乾燥および／または硬化促進剤として半導体材料を含む印刷インクおよび表面コーティング系にも関する。適切な表面コーティング系は、特に、熱硬化型溶媒ベースまたは水ベースの表面コーティング、ＩＲコーティング、粉体コーティング、溶融コーティングを含むが、また、フィルム用途、およびプラスチック溶接、並びに例えば、グラビア印刷、フレクソ印刷、活版印刷、織物印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、防護印刷など、全ての通常の印刷方式用の溶媒含有または水性印刷インクを含む。表面コーティングおよび印刷インクは、白、着色、または透明のいずれかとすることができる。

以下の実施例は、本発明をより詳細に説明することを意図するが、制限するものではない。

実施例１ａ（比較）
ワニス配合物に基づいて計算して、１０重量％のＫｒｏｎｏｓ２３１０ＴｉＯ₂（粒子サイズ約３００ｎｍのＴｉＯ₂顔料）を、二酸化ジルコニウム球（直径３ｍｍ）の分散によって、市場で入手可能な物理的乾燥性ポリエステル／アクリレートワニスの中に組み込む。分散は、Ｄｉｓｐｅｒｍａｔ中で外周速度１２．６ｍ／ｓ、２０℃で１時間行う。

実施例１ｂ
ワニス配合物に基づいて計算して、８重量％のＫｒｏｎｏｓ２３１０ＴｉＯ₂と２重量％の乾燥添加剤（酸化アンチモンをドープした粒子サイズ約１μｍの二酸化スズ）を、二酸化ジルコニウム球の分散によって、実施例１ａに類似した物理的乾燥性ポリエステル／アクリレートワニスの中に組み込む。
実施例１ｃ：測定結果
実施例１ａおよび１ｂからのワニスサンプルを、Ｑパネル上にウェット厚さ２００μｍの層にナイフコーティングする。乾燥層厚さは２５±２μｍである。

実施例１ａおよび実施例１ｂからのワニスサンプルを５分間蒸発させ、５０ｃｍの距離から、総出力３ｋＷのＩＲ照射装置の照射に露出する。照射時間はここでは５、１０、１５分間に変化させる。乾燥／硬化は、ＩＲ照射直後に、Ｆｉｓｃｈｅｒｓｃｏｐｅの微小硬度測定機を用いて、室温で、ダイアモンド圧痕子および３ｍＮの最終力で測定する。各測定は３回行い、個々の測定結果の平均を算出する。

ワニスサンプルを異なる時間ＩＲ照射した後の微小硬化の測定結果を表１に数値で示す。

微小硬度測定から、乾燥添加剤の添加は物理的乾燥ワニスの乾燥／硬化を促進することが明らかである。乾燥添加剤を含むワニスサンプルを５分間だけＩＲ照射に曝した後の硬度値は、添加剤を加えないサンプルを１５分間ＩＲ照射した後の値よりも大きい。乾燥添加剤の添加は、両方とも塵芥乾燥状態の時間を大きく短縮させ、物理乾燥ワニスの完全な硬化を改善する。

Claims

淡色もしくは透明な粒子状半導体材料、または淡色もしくは透明な粒子状半導体材料でコーティングした粒子状基材の、表面コーティング層および印刷インクの硬化および／または乾燥、および／または熱伝導性を高めるための使用。
前記半導体材料が、淡色もしくは透明な粒子状半導体材料から均一に作られ、または粒子状基材へのコーティングとして塗布されることを特徴とする請求項１に記載の半導体材料の使用。
前記粒子状半導体材料および粒子状基材が、球状、フレーク状、または針状の材料または基材であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体材料の使用。
前記半導体材料が、酸化物または硫化物として作られることを特徴とする請求項１から３の一項に記載の半導体材料の使用。
前記半導体材料が、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化スズをベースとして作られ、または前記材料の混合物であることを特徴とする請求項１から４の一項に記載の半導体材料の使用。
前記混合物が、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）であることを特徴とする請求項５に記載の半導体材料の使用。
前記基材が、マイカフレーク、ＳｉＯ₂フレーク、Ａｌ₂Ｏ₃フレーク、ガラスフレーク、アルミニウムフレーク、ＢｉＯＣｌフレーク、ＳｉＯ₂球、ガラス球、中空ガラス球、ＴｉＯ₂球、ポリマー球、ＴｉＯ₂針、またはその混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１から６の一項に記載の半導体材料の使用。
前記半導体材料がドープされていることを特徴とする請求項１から７の一項に記載の半導体材料の使用。
前記半導体が、非晶質、結晶質、または微小結晶質構造を有することを特徴とする請求項１から８の一項に記載の半導体材料の使用。
１種またはそれ以上の淡色もしくは透明な粒子状半導体材料、または淡色もしくは透明な半導体材料でコーティングした粒子状基材を硬化および／または乾燥添加剤として含むことを特徴とする配合物。
半導体材料を含む表面コーティングまたは印刷インクであることを特徴とする請求項１０に記載の配合物。