KR100741229B1 - 분체 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분체 도료 조성물에 관한 것으로, 분체 도료 조성물은 후-혼합 형태로 왁스를 함입하고, 왁스를 함입한 조성물 및 왁스를 함입하지 않은 조성물은 분체 도료 조성물이 전기적으로 하전 될 때 다른 것으로 부터 구별될 수 있는 정도를 나타내는 마찰전기 레퍼런스 시리즈에서 분리, 바람직하기로는 광범위하게 분리된다. 후-혼합 형태로 왁스를 함입하는 분체 도료 조성물은 특히 홈부를 갖는 물체에 도포하는데 적당하다. 양적 기초는 마찰전기 레퍼런스 시리즈에서 분리를 결정하기 위해 주어지고, 바람직한 최소 분리 표준이 주어진다. 후-혼합 왁스를 사용하여 얻을 수 있는 효과는, 추가적 후-혼합 부가제로서 알루마늄 옥사이드 및 알루미늄 하이드록사이드의 조합의 사용으로 고양될 수 있다.

Description

분체 도료 조성물{Powder coating compositions}
본 발명은 분체 도료 조성물과 홈부를 갖는 물체의 기판, 특히 복잡한 기판의 코팅에 있어 이들의 용도에 관한 것이다.
일반적으로 분체 도료 조성물은 통상적으로 하나 또는 그 이상의 안료와 같은 착색제를 갖는 고체 필름 형성 수지 바인더를 포함하고 선택적으로 하나 또는 그 이상의 성능 첨가제 (performance additives)를 또한 포함한다. 이들 분체 도료 조성물은 통상적으로, 예컨대, 필름-형성 중합체 및 상응하는 경화제(그 자체가 다른 필름-형성 중합체일 수 있음)가 혼입된 열경화성계이나, 원칙적으로 열가소성계(예컨대, 폴리아미드계)도 대신 사용될 수 있다. 분체 도료 조성물은 일반적으로, 예컨대, 압출기 내에서, 필름 형성 중합체(들)의 연화점 이상이나 심각한 사전 반응이 일어날 수 있는 온도 이하에서, 구성 성분들(착색제 및 성능 첨가제를 포함)을 철저히 혼합하는 것에 의해 제조된다. 압출물은 통상적으로 평평한 시트 형상으로 롤에 의해 펴지고, 예컨대 그라인딩에 의해 원하는 입자 크기로 미분(微粉)된다. 다른 균질화 방법도 고려될 수 있으며, 예컨대, 초임계 유체, 특별하게는 이산화탄소를 이용한 혼합을 포함하는 방법과 같은 비압출계(non-extruder-based) 방법을 들 수 있다.
분체 도료 조성물은 일반적으로 분체 도료 입자가 스프레이 건에 의해 정전적으로 하전되고 기판(통상적으로 금속재)은 접지되는 정전 분무법(electrostatic spray process)에 의해 적용된다. 통상적으로, 분체 도료 입자들은 이온화 공기(코로나 대전)와 상호 작용시키거나 또는 마찰(마찰 정전(tribostatic) 또는 "마찰(tribo)" 대전)시키는 것에 의해 하전된다. 하전된 입자들은 기판을 향하여 공기 중에서 운송되고, 그 최종 피복은 무엇보다도 스프레이 건과 가공물 사이에 형성된 전기장 라인에 의해 영향을 받는다. 이 방법의 단점은 복잡한 형상을 갖는 코팅 물품, 특히 오목부를 갖는 물품의 도장이 곤란하다는 것이며, 이러한 곤란함은 오목한 개소 내로의 전기장 라인의 근접이 제한되는 결과에 따른 것으로서(페러데이 케이지(cage) 효과), 특히 코로나 대전법(corona-charging process)에 있어서 생성되는 상대적으로 강한 전기장의 경우에 더욱 그러하다. 상기한 페러데이 케이지 효과는 마찰 정전 하전법(tribostatic charging process)의 경우에는 훨씬 덜 명백하나, 이 방법은 다른 결점을 갖고 있다.
정전 분무법에 대한 대안적 방안으로서, 분체 도료 조성물을 유동층법 (fluidized-bed process)으로 도포할 수 있으며, 여기서 기판 가공물은 예열되며(전형적으로는 200℃∼400℃) 분체 도료 조성물의 유동층 내에서 침적된다. 예열된 표면과 접촉하는 분체 입자들은 용융되어 가공물에 부착된다. 열경화성 분체 도료 조성물의 경우에 있어서, 초기 피복 가공물은 도포된 도료를 완전히 경화시키기 위해서 더욱 가열되도록 할 수 있다. 이러한 후-가열은 열가소성 분체 도료 조성물의 경우에 있어서는 불필요할 수 있다.
유동층법은 페러데이 케이지 효과를 제거하고, 이에 의해 기판 가공물의 오목부에 대한 도장을 가능케 하며 그 외의 다른 점들에 있어서도 매력적이기는 하나, 도포되는 도료가 정전 도장법에 의해 얻을 수 있는 것보다 상당히 두껍다는 잘 알려진 단점을 갖고 있다.
분체 도료 조성물에 대한 다른 대안적인 적용 기술은 소위 정전 유동층법 (electrostatic fluidised-bed process)으로, 여기서는 유동하는 공기가 다공성 공기 분배막 아래의 유동 체임버, 또는 더욱 통상적으로는, 플리넘 체임버 중에 배열된 대전 전극에 의해 이온화된다. 이온화된 공기는 분체 입자들을 대전시키며, 동등하게 대전된 입자들의 정전 반발의 결과로서 전체적으로 상향 운동력을 획득한다. 이 효과는 하전을 띤 분체 입자들로 된 구름이 유동층 표면 위에 형성된다는 것이다. 기판 가공물은 상기한 구름 내로 도입되고 분체 입자들은 정전 인력에 의해 상기한 기판 표면상에 피복된다. 기판 가공물의 예열은 필요치 않는다.
정전 유동층법은 작은 물품의 도장에 특히 적합한데, 그 이유는 물품이 대전층의 표면으로부터 멀리 떨어짐에 따라 분체 입자의 피복률이 낮아지게 되기 때문이다. 또한, 전통적인 유동층법의 경우에서와 같이, 분체는 밀폐 공간(enclosure)내에 한정되며 기판 상에 피복되지 않은 과잉 분무물을 재순환시키거나 재혼합시키기 위한 설비는 필요치 않다. 그러나, 코로나 대전 정전법(corona-charging electrostatic process)의 경우에 있어서와 같이, 대전 전극 및 기판 가공물 간에 강한 전기장이 존재하며, 그 결과로서, 페러데이 케이지 효과가 어느 정도 작용하여 기판 상의 오목 개소내에의 분체 입자 피복이 열등하게 된다.
WO 99/30838호는 분체 도료 조성물의 유동층을 이루는 단계, 상기 유동층 내로 기판의 전체 또는 일부를 침적하는 단계, 적어도 일부의 침적 기간 동안 기판에 전압을 적용하는 단계, 이 단계에 의해 분체 도료 조성물의 입자가 실질적으로 마찰에 의해서만 하전되어 기판에 부착됨, 유동층으로 부터 기판을 제거하는 단계 및 적어도 일부의 기판 상에 연속적으로 도포하는 접착성 입자를 형성하는 단계를 포함하는 방법을 제안한다.
실질적인 전자장이 하전 전극과 기판 작업물 사이에 발생하는 방법과 비교할 때, 유동층 내에서 코로나 효과 또는 이온화 없이 수행되는 WO 99/30838호의 방법은 패러데이 케이지 효과에 의한 접근할 수 없는 기판의 부위에 양호한 도포를 달성할 수 있는 가능성을 제공한다.
본 발명은 후-혼합된 형태로 왁스를 합체하는 분체 도료 조성물을 제공한다.
"후-혼합된"의 용어는 왁스 재질이 압출 또는 다른 균일화법(편의를 위해 이후는 간단히 "압출"이라함)후에 합체되는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 후-혼합된 왁스의 사용은 기판의 도포에서 개선되 패러데이 케이지 침투를 달성할 수 있는 가능성을 제공하고, 결과로서 패러데이 케이지 효과에 의한 어려운 접근성을 갖는 홈부 및 기타 구역 예를 들어, 전자 오븐의 내부 코너 부위를 갖는 기판에 보다 균일한 도포를 달성할 수 있는 가능성을 제공한다. 특히, 본 발명은 기판의 보다 용이하게 접근할 수 있는 다른 구역에 과도한 재질을 적용하게함이 없이 이런 부위에 소망하는 최소한의 두께로 도포할 수 있게 한다. 분체 도료 재질의 실질적인 절약이 가능하다.
본 발명에 따른 후-혼합된 왁스의 사용은 압출 전 또는 압출 중 다른 목적으로 왁스를 합체한다는 것이 이전의 제안과 명확하게 구별된다는 것으로 이해된다. 그러나, 이런 제안은 본 발명의 실행과 합체될 수 있다.
본 발명의 이점은 코로나 적용법에서 가장 잘 알 수 있지만, 그러나, 비록 본 발명의 효과가 일반적으로 보다 덜 나타나지만, 다른 적용법도 주요하게 대신 사용될 수 있다.
더욱이 본 발명은 기판에 코팅을 형성하는 방법을 제공하는데, 여기서 본 발명에 따른 조성물은 기판에 분체 도포법, 보다 바람직하기로는 코로나 적용법에 의해 적용되고, 조성물의 입자가 기판에 부착하여 입자가 연속적 도포를 형성한다.
기판은 유익하기로는 패러데이 케이지 효과의 대상이되는 홈부를 갖는 물체이고, 다면을 갖는 물체에 최소에서 최대 도포 두께의 비는 유익하기로는 적어도 40%, 바람직하기로는 적어도 50%이다.
또한 본 발명은 예를 들어, 냉장고 또는 전자오븐의 내부, 합금 휠, 건축상의 돌출부 또는 라디에이터 핀이 될 수 있는 홈부를 갖는 물체의 코팅에 본 발명의 분체 도료 조성물의 사용을 제공한다.
본 발명의 분체 도료 조성물에서의 왁스는 유익하기로는 합성 왁스이며, 바람직하기로는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 왁스, PTFE 또는 폴리아미드로 수사된 PE 왁스 또는 폴리아미드왁스이다. 그러나 주로 다른 왁스 물질, 예를 들어:
ⅰ)천연 동물성 왁스(예를 들어, 밀납, 라놀린);
ⅱ)천연 식물성 왁스(예를 들어, 카르나우바 왁스); 또는
ⅲ)천연 석유 또는 기타 광물성 왁스(예를 들어, 파라핀 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스); 또는
ⅳ)PTFE 또는 폴리아미드로 수사된 범주 ⅰ)-ⅲ)의 어느것
이 대신 사용될 수 도있다.
본 발명에 따른 사용에 있어 중요한 그룹의 왁스는 장쇄 지방족 알콜(전형적으로 C16 및 그 이상)과 장쇄 지방산(전형적으로 C16 및 그 이상)의 에스테르를 포함한다. 이러한 에스테르 및 산은 바람직하게는 장쇄 화합물이며, 포화 또는 불포화일 수 있다. 사용 가능한 산의 예로서는 스테아르 산, 팔미트 산 및 올레인 산과 이들의 둘 또는 그 이상의 혼합물이다.
상기한 바와 같은 장쇄 지방족 화합물로부터 유래하는 왁스로서는 탄화수소류를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 장쇄 산 에스테르류에 부가하여, 예컨대 알루미늄 스테아레이트와 같은 염류가 언급할 수 있다.
본 발명에 따른 사용에 있어 바락직한 왁스 물질은 분체 도료 조성물의 중합체 성분(들)과 양호한 상용성을 갖는 물질, 즉 유의성 있는 상 분리 없이 상기한 중합체들과 균일하게 혼합될 수 있는 물질이다. 몇몇 왁스 물질(예컨대, 할로겐화 왁스류)은 일반적으로 이러한 견지에서 분체 도료 중합체(들)와 상용성이지 않은 것으로 판명되었다. 이러한 물질들의 사용은 최종 도포된 코팅의 표면 외관에 결함을 나타낼 것으로 예상되므로 권장되지 않는다.
적합한 왁스의 특정 예는 루브리졸(Lubrizol)에서 제조된 다음의 것을 포함한다: 란꼬 왁스 에이. 1601(LANCO WAX A. 1601; 지방산 아미드 왁스), 란꼬 왁스 에이치엠. 1666(아미드 왁스) 및 란꼬 왁스 티에프. 1725(PTFE-수사 폴리에틸렌 왁스).
왁스의 양은 0.03-2%의 범위일 수 있으나, 0.03 내지 0.8 중량% 및 0.03 내지 0.5 중량%의 범위로 언급될 수 도 있다. 부가하여, 분체 도료 조성물이 너무 끈적이지 않게 되도록 주의할 필요가 있으며, 또한 후-혼합 왁스의 침적 고양 효과가 왁스 부가의 증가로 최대치에 도달된 후 감소될 것이라는 것이 밝혀졌다. 바람직한 최대 왁스 함량은 일반적으로 0.3 또는 0.2%이고, 보다 특히는 0.1%를 초과하지 않는 것으로 , 모든 백분율은 왁스를 제외한 조성물의 중량에 기초하는 중량에 의한 것이다. 특히 0.05 내지 0.1 중량%, 더욱 특히 0.07 내지 0.1 중량%의 범위의 양이 언급될 수 있다.
일반적으로, 왁스의 Tg는 분체 도료 조성물의 잔여분의 것 이상이어야 한다. 이는 왁스의 합체 결과로서 조성물이 끈적하게되는 경향을 감소하는 작용을 한다. 바람직하기로는 왁스의 Tg는 100 내지 140℃의 범위이다.
주요하게, 하나 이상의 왁스가 본 발명에 따라 후 혼합되는 부가제로 사용될 수 있다. 그러나, 일반적으로 다수 왁스의 사용은 최적 결과의 달성에 불리하게 작 용한다. 만일 하나 이상의 왁스가 사용되면, 염기 조성물을 대응 수의 부분을 분활하고, 다른 왁스를 각 부분과 후-혼합하고 나서 이렇게 수득한 분체를 함께 혼합하는 것이 바람직하게 고려될 수 있다. 동일한 후-혼합 조작에서 둘 또는 그 이상의 왁스의 합체는 천거되지 않는다.
왁스의 후-혼합은 예를 들어 다음의 건식 혼합법:
a) 밀링 전에 왁스를 칩으로 텀블링(tumbling)하는 방법;
b) 칩과 함께 밀 내로 왁스를 동시에 사입하는 밀에 주입법;
c) 밀링후 시빙(sieving) 단계에서의 도입법;
d) "텀블러(tumber)" 또는 다른 적당한 혼합 장치 중에서의 후-제조(post-production) 혼합법; 또는
e) 정전적 분체 적용 건을 공급하는 유동층 분체 저장소로 도입법
에 의해 달성될 수 있다.
방법 a) 또는 b)의 경우에 있어, 왁스의 입자 크기는 바람직하기로는 칩의 것 보다 적으며, 유익하기로는 < 50 미크론이다. 방법 c), d) 또는 e)의 경우에 있어, 왁스의 입자 크기는 바람직하기로는 분체 도료 조성물의 것 보다 적으며, 유익하기로는 < 30 미크론이며, 보다 바람직하기로는 < 15 미크론, 예를 들어 < 10 미크론이다.
본 발명에 따른 후-혼합된 왁스의 사용에 의해 수득될 수 있는 효과는 더욱이 후-혼합되는 부가제인, 알루미늄 옥사이드와 알루미늄 하이드록사이드의 조합을 전형적으로 1:99 내지 99:1의 중량 범위로, 유익하기로는, 10:90 내지 90:10으로, 바 람직하기로는 30:70 내지 70:30으로, 예를 들어 45:55 내지 55:45로 사용함에 의해 고양된다. 알루미늄 옥사이드와 알루미늄 하이드록사이드의 조합은 WO 94/11446호에 유동성 보조 후-혼합 부가제로 개시되어 있다. 또한, WO 94/11446호에 개시된 무기 재질의 다른 조합이 주로 본 발명의 실행에 사용될 수 있다.
이런 더 후-혼합 부가제는 왁스와 동시에 또는 분리하여 조성물에 합체될 수 있고, 왁스와의 관계에서 상술한 후-혼합 기술의 어느 하나에 의해 합체될 수 있다. 비록 어떤 이런 부가제 또는 부가제의 혼합된 아류 조합이 분체 도료 조성물에 주로 따로 합체될 수 있지만, 부가제(왁스외의 것)의 전-혼합이 일반적으로 바람직하다.
알루미늄 옥사이드와 알루미늄 하이드록사이드의 조합(및 유사한 부가제)은 부가제를 제한 조성물의 중량에 기초하여 유익하기로는 0.25 내지 0.75 중량%, 바람직하기로는 0.45 내지 0.55 중량%의 범위의 양으로 사용된다. 1 또는 2 중량% 까지의 양이 사용될 수 있지만, 너무 많이 사용되면, 예를 들어 작은 조각 형성 및 감소된 전이 효능과 같은 문제가 일어날 수 있다.
후-혼합된 왁스가 주로 담체(예를 들어, 실리카 같은 것)상에 왁스의 형태로 증착될 수 있으며, 이런 불균일한 물질의 사용은 일반적으로 본 발명의 실행에서는 천거되지 않는다.
분체 도료 조성물의 입자 크기 분포은 0 내지 150 미크론의 범위, 일반적으로 120 미크론까지로 될 수 있고, 평균 입자 사이즈는 15 내지 75 미크론, 바람직하기로는 적어도 20 또는 25 미크론, 유익하기로는 50 미크론을 초과하지 않는, 보다 바람직하기로는 20 내지 45미크론을 갖는다. 비록 본 발명이 주로 입자 크기 분포의 전 범위에 걸쳐 이점을 제공할 수 있지만, 패러데이 케이지 침적의 관점에서의 이점은 상대적으로 미세한 입자 크기 분포에서 덜 나타나는 경향이 있는 것이 밝혀졌다.
본 발명에 따른 분체 도료 조성물은 단일 또는 그 이상의 필름 형성 수지를 포함하는 단일 필름 형성 분말 조성을 함유할 수 있거나 둘 또는 그 이상의 이런 조성의 혼합물을 포함할 수 있다.
필름-형성 수지(중합체)는 안료를 습윤하고 안료 입자간의 접합 강도를 제공하는 능력을 가지고 기판에 습윤 또는 바인딩하는 능력을 갖는 바인더로 작용하고, 균일한 막을 형성하기 위해 기판에 적용 후 경화/스토빙 과정에서 녹아 유동한다.
본 발명의 조성물의 각 분체 도료 조성은 일반적으로 열경화성계 (thermosetting system)로 되나, 원칙상 열가소성계 (thermoplastic system: 예를 들어, 폴리아미드계)도 대신 사용될 수 있다.
열경화성 수지가 사용될 때, 고체 중합 바인더 계는 일반적으로 열경화성 수지용 고체 경화제를 포함한다; 선택적으로 두개의 보조 반응성 필름 형성 열경화 수지가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 열경화성 분체 도료 조성물의 각 조성의 제조시 사용되는 필름-형성 중합체는 카복시-기능성 폴리에스테르 수지류, 하이드록시-기능성 폴리에스테르 수지류, 에폭시 수지류, 및 기능성 아크릴 수지류로부터 선택되는 하나 또는 그 이상일 수 있다.
이 조성물의 분체 도료 조성은, 예를 들어 폴리에폭사이드 경화제와 함께 사용되는 카복시-기능성 폴리에스테르 필름-형성 수지를 포함하는 고체상 중합체 바인더 계(solid polymeric binder system)에 기초한 것일 수 있다. 이러한 카복시-기능성 폴리에스테르 계는 최근 가장 널리 사용되고 있는 분체 도료 물질이다. 이 폴리에스테르는, 일반적으로, 10-100 범위의 산가, 1,500 내지 10,000 범위의 수평균 분자량 Mn 및, 30℃ 내지 85℃, 바람직하게는 적어도 40℃의 유리 전이 온도 Tg를 갖는다. 폴리에폭사이드는, 예를 들어 트리글리시딜 이소시아누레이트(TGIC)와 같은 저분자량 에폭시 화합물, 광-안정성 에폭시 수지 또는 비스페놀 A의 디글리시딜 테레프탈레이트 축합 글리시딜 에테르와 같은 화합물일 수 있다. 이러한 카복시-기능성 폴리에스테르 필름 형성 수지는, 대안적으로, 테트라키스(2-하이드록시에틸) 아디프아미드와 같은 비스(베타-하이드록시알킬아미드) 경화제와 함께 사용될 수 있다.
대안적으로, 하이드록시-기능성 폴리에스테르는 블록 이소시아네이트-기능성 경화제 또는, 예를 들어, 멜라민 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 또는 글리콜 우랄 포름알데히드 수지와 같은 아민-포름알데하이드 축합체, 예를 들어, 시아나미드(Cyanamid)사에 의해 공급되는 "Powderlink 1174" 물질, 또는 헥사하이드록시메틸 멜라민과 함께 사용될 수 있다. 하이드록시-기능성 폴리에스테르에 대한 블록 이소시아네이트 경화제는, 예를 들어, 유렛다이온(uretdione) 타입과 같이 내부적으로 블록화되거나, 또는 카프롤락탐-블록 타입, 예를 들어, 이소포론 디이소시아네이트일 수 있다.
또 다른 가능성이있는 것으로는, 에폭시 수지가 예를 들어, 디시안디아미드와 같은 아민-기능성 경화제와 함께 사용될 수 있는 것이다. 에폭시 수지에 대한 아민-기능성 경화제 대신에, 페놀성 물질, 바람직하게는 과잉량의 비스페놀 A와 에피클로로하이드린의 반응에 의해 형성되는 물질(즉, 비스페놀 A와 에폭시 수지의 부가 반응에 의해 만들어지는 폴리페놀)이 사용될 수 있다. 기능성 아크릴 수지, 예를 들어, 카르복시-, 하이드록시- 또는 에폭시-기능성 수지가 적절한 경화제와 같이 사용될 수 있다.
필름 형성 중합체의 혼합물이 사용될 수 있는데 예를 들어, 카복시-기능성 폴리에스테르가 카복시-기능성 아크릴 수지 및 양 중합체를 경화시키기 위하여 작용하는 비스(베타-하이드록시알킬아미드)와 같은 경화제와 함께 사용될 수 있다. 또 다른 가능성으로서, 혼합된 바인더 계에 대해, 카르복시-, 하이드록시- 또는 에폭시-기능성 아크릴 수지가 에폭시 수지 또는 폴리에스테르 수지(카르복시- 또는 하이드록시-기능성)와 함께 사용될 수 있다. 이러한 수지 조합은 공동 경화(co-curing)를 위해서 선택될 수 있으며, 예를 들어, 에폭시 수지와 공동 경화되는 카르복시-기능성 아크릴 수지, 또는 글리시딜-기능성 아크릴 수지와 공동 경화되는 카르복시-기능성 폴리에스테르가 선택될 수 있다. 그러나, 보다 통상적으로 이러한 혼합된 바인더 계는 단일 경화제로 경화되도록 제형된다(예를 들어, 하이드록시-기능성 아크릴 수지 및 하이드록시-기능성 폴리에스테르를 경화시키기 위한 블록 이소시아네이트의 사용). 다른 바람직한 제형은 2종 중합체 바인더의 혼합물의 각 바인더에 대한 상이한 경화제의 사용을 포함한다(예를 들어, 블록 이소시아네이트-경 화 하이드록시-기능성 아크릴 수지와 연합 사용되는 아민-경화 에폭시 수지).
언급할 수 있는 다른 필름 형성 중합체는 기능성 플루오로중합체, 기능성 플루오로클로로중합체 및 기능성 플루오로아크릴 중합체를 포함하며, 이들 각각은 하이드록시-기능성 또는 카복시-기능성일 수 있고, 단일 필름 형성 중합체로서 또는 기능성 중합체에 대한 적절한 경화제와 함께, 하나 또는 그 이상의 기능성 아크릴, 폴리에스테르 및/또는 에폭시 수지와의 조합하여 사용될 수 있다.
언급할 수 있는 다른 경화제는 에폭시 페놀 노볼락 및 에폭시 크레졸 노볼락; 메틸 에틸 케토옥심으로 블록화된 이소페론 디이소시아네이트, 아세톤 옥심으로 블록화된 테트라메틸렌 크실렌 디이소시아네이트, 및 메틸 에틸 케토옥심으로 블록화된 데스모듀르 W(Desmodur W : 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 경화제); 몬산토(Monsanto)사에 의해 공급되는 "Santolink LSE 120"과 같은 광-안정성 에폭시 수지; 및 다이셀(Daicel)사에 의해 공급되는 "EHPE-3150"과 같은 알리사이클릭 폴리에폭사이드류를 포함한다.
본 발명에 따른 용도에서 분체 도료 조성물은 착색제가 첨가되지 않을 수 있으나, 통상적으로는 하나 또는 그 이상의 착색제(안료 또는 염료)를 포함할 수 있다. 사용 가능한 안료의 예는 티타늄 디옥사이드, 적황색 아이런 옥사이드, 크롬 안료 및 카본 블랙과 같은 무기 안료 및 예를 들어, 프탈로시아닌, 아조, 안트라퀴논, 티오인디고, 이소디벤즈안트론, 트리펜디옥산 및 퀴나크리돈 염료, 건염 염료 안료 및 산성, 염기성 및 매염성 염료 안료와 같은 유기 안료를 들 수 있다. 염료는 안료 대신에 또는 안료와 함께 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 비용을 최소화하면서도 무엇보다도 불투명성을 높이기 위하여, 더욱이 일반적으로는 희석제로서 사용될 수 있는 하나 또는 그 이상의 익스텐더나 충진제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 분체 도료 조성물의 전체 안료/충진제/익스텐더 함량에 대해서는 하기한 범위가 언급된다(후-혼합 부가제 무시):
0중량% 내지 55중량%,
0중량% 내지 50중량%,
10중량% 내지 50중량%,
0중량% 내지 45중량%, 및
25중량% 내지 45중량%.
전체 안료/충진제/익스텐더 함량 중에서, 안료 함량은 전 조성물 중량(후-혼합 부가제 무시) 기준으로 일반적으로 <40중량% 로 되나, 45중량% 또는 50중량% 까지의 비율로도 사용될 수 있다. 비록 어두운 색조의 경우에 있어서는, 불투명성이 <10중량% 의 안료로 얻어질 수 있지만, 통상적으로는 25-30%의 안료 함량이 사용된다.
또한, 본 발명의 조성물은 하나 또는 그 이상의 성능 부가제, 예를 들어, 유동성 개선제, 가소제, UV 분해에 대한 안정제, 벤조인과 같은 항기포제를 포함하거나, 또는 둘 또는 그 이상의 이러한 부가제가 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 분체 도료 조성물의 전체 성능 부가제 함량에 대해서는 하기한 범위가 언급된다(후-혼합 부가제 무시):
0중량% 내지 5중량%,
0중량% 내지 3중량%, 및
1중량% 내지 2중량%.
일반적으로, 상술한 바와 같은 착색제, 충진제/익스텐더 및 성능 부가제는 후-혼합에 의해서가 아니라, 압출 또는 다른 균일화 공정 전 및/또는 도중에 합체되어진다.
분체 도료 조성물을 기판에 적용한 후, 얻어진 점착성 입자의 연속적인 코팅으로의 변환(적절하기로는, 도포된 조성물의 경화를 포함)은 열처리 및/또는 방사 에너지, 현저하게는 적외선, 자외선 또는 전자빔 방사에 의해 수행될 수 있다.
분체는 통상적으로는 열을 가하는 것에 의하여 기판 상에서 경화되며(스토빙 공정); 분체 입자들은 녹고 유동하여 필름이 형성된다. 경화 시간 및 온도는 사용된 조성물의 제형에 따라 상호 의존적이며, 그 전형적인 범위는 하기와 같이 언급될 수 있다:
온도/℃ 시간
280 내지 100* 10초 내지 40분
250 내지 150 15초 내지 30분
220 내지 160 5분 내지 20분
* 90℃로 감온된 온도는 몇몇 수지류, 특히 특정 에폭시 수지에 대해 사용될 수 있다.
본 발명은 전형적으로 박막 필름, 예를 들어 30 미크론 이하로부터 50, 100, 150 또는 200미크론 까지의 광범위한 필름 두께에 걸쳐 적용 가능하다. 전형적으로 최소 필름 두께는 5미크론이다.
주어진 분체 도료 조성물에 대한 일반성으로, 본 발명에 따른 후-혼합 왁스의 사용에의해 얻어지는 어느 정도의 이점은 사용된 왁스의 특성에 의존한다. 보다 특별하게는, 본 발명에 따라 패러데이 케이지 침적의 관점에서의 결과는 마찰하전 환경에서 양성 또는 음성으로 하전되는 기본 조성물의 경향의 정도를 고려하여 왁스를 선택함에 의해 고양될수 있음이 밝혀 졌다.
일 접근으로, 염기성 분체 도료 조성물인 일 부분과 왁스로 처리된 염기성 분체 도료 조성물인 기타 부분으로 구성된 혼합물은 마찰정전기적으로 하전되고, 염기성 부분은 일면으로 현저하게 하전되고 왁스로 처리된 부분은 다른 면으로 현저하게 하전되는 것이 밝혀져, 두개의 반대로 하전된 플레이트에 이 혼합물을 향하게함에 의해 혼합물을 염기성 부분과 왁스로 처리된 부분으로 분리할 수 있게 한다. 염기성 부분과 왁스로 처리된 부분 분체 도료 조성물의 혼합물은 반대로 하전된 프레이트로 향할때 다른것 보다 아주 큰 정도로 분리한다는 것이 밝혀졌다.
분체 도료 조성물의 염기성 부분과 왁스로 처리된 부분은 반대로 하전된다는 것이 밝혀진 사실은 왁스로 처리된 염기성 분체 도료 조성물과 처리되지 않은 염기성 분체 도료 조성물을 포함하는 분체 도료 조성물의 마찰전기 ㅅ리즈에 기초를 제공한다. 두 개의 반대로 하전된 플레이트 상에서 분리되는 경향에 의해 나타난 바와 같이, 서로 혼합되고, 일 염기성 분체 도료 조성물은 양전하를 얻고 다른 염기 성 분체 도료 조성물음전하를 얻어, 마찰정전기적으로 하전될 때 염기성 분체 도료 조성물은 그 스스로 분리될 수 있다는 것이 공지되어 있다. 얻어진 마찰전기 시리즈에서, 염기성 및 왁스 처리된 분체 도료 조성물의 상대적 위치는 각 분체 도료 조성물이 그 바로 위에 위치된 분체 도료 조성물의 하전된 혼합물에서는 음전하를 그 바로 아래에 위치된 분체 도료 조성물의 하전된 혼합물에서는 양전하를 취하도록된다.
몇몇의 하전된 혼합물이 다른 것보다 아주 큰 정도로 분리한다는 사실은 마찰전기 시리즈에서 광범위하게 분리된 위치를 점하는 염기성 및 왁스 처리된 분체 도료 조성물이 마찰전기 시리즈에서 인접한 위치를 점하는 염기성 및 왁스 처리된 분체 도료 조성물 보다 아주 큰 정도로 상호간으로 부터 분리된다는 예상을 이끌어낸다.
본 발명의 목적을 위해 마찰전기 시리즈를 확립하기 위한 절차는 다음 단계를 포함할 수 있다:
(ⅰ)마찰전기 시리즈에 함입을 위해 다수의 분체 도료 조성물을 분별하는 단계,
(ⅱ)제 일차로 두 분체 도료 조성물을 분별하는 단계,
(ⅲ)두개의 선택된 분체 도료 조성물을 실질적으로 동등한 양으로 혼합하는 단계,
(ⅳ)평형 마찰정전기 하전 상태를 확립하도록 마찰정전기 상호작용에 의한 분체 도료 조성물 혼합물을 마찰정전기적 하전을 유발하는 단계,
(ⅴ)정전기적으로 하전된 혼합물을 상호에 대해 반대 극성으로 전기적으로 하전된 두 개의 플레이트로 향하게하는 단계,
(ⅵ)두 개의 분체 중에 전기적으로 양성인 플레이트에 부착하는 것을 동정하는 단계,
(ⅶ)양성인 플레이트에 부착하는 분체 도료 조성물이 음성인 플레이트에 부착하는 분체 도료 조성물의 위치 바로 아래 위치를 점하도록 마찰전기 시리즈에 두 분체 도료 조성물에 대한 위치를 할당하는 단계,
(ⅷ)모든 분체 도료 조성물이 쌍으로 시험되어 마찰전기 시리즈에서 위치가 할당될 때까지 단계 (ⅱ) 내지(ⅶ)를 반복하는 단계.
상기 단계 (ⅳ) 및 (ⅴ)는 유동층 호퍼로 부터 공급된 분체 적용 건으로 부터 혼합된 분체 도료 조성물을 배출함에 의해 합체될 수 있다.
상기 단계 (ⅳ) 및 (ⅴ)의 분리가 유지되는 절차에서는, 단계 (ⅳ)는 글라스 자(jar)에 두 분체를 넣고, 설정 기간, 예를 들어 약 2분 동안 글라스 자를 쉐이킹하고 나서 30초간 완화기를 허용하는 단계를 포함한다.
다시 상기 단계 (ⅳ) 및 (ⅴ)의 분리가 유지되는 바람직한 절차에서는, 단계 (ⅳ)는 혼합물을 유동화하고 이를 그 평형한 자연 마찰정전기 전하로 발전하는 것을 허용하는 단계를 포함한다.
상기 절차가 다수의 채색된 염기성 분체 도료 조성물 상에서 수행될 때 염기성 분체 도료 조성물의 육안 동정이 허용된다. 블랙 분체 도료 조성물과 화이트 분체 도료 조성물이 물론 포함될 수 있다.
마찰전기 시리즈를 확립하기 위한 분체 도료 조성물의 적당한 수는 일곱이며 칠 이상은 보다 복잡한 마찰전기 시리즈을 제공한다. 마찰전기 시리즈를 위한 염기성 분체 도료 조성물의 최소 수는 오 정도이다. 특정 물질이, 비록 이런 물질이 분체 도료 조성물에 필수적으로 포함되지는 않지만, 참고 위치를 나타내기 위해 시리즈에 포함되어 질 수 있다. 적절한 참고 물질은 마찰전기 시리즈에서 최저 가능 위치를 점하는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)와 최고 가능 위치를 점하는 폴리아미드이다.
마찰전기 시리즈는 적어도 한 쌍의 염기성 분체 도료 조성물을 포함하여야 하며, 상기 혼합, 하전 및 분리 절차의 대상이 될 때, 상기 적어도 한 쌍의 염기성 분체 도료 조성물은 하전된 플레이트 사이에서 실질적으로 일 염기성 분체의 모두는 양성 플레이트에 부착하고 실질적으로 다른 염기성 분체의 모두는 음성 플레이트에 부착한다. 두 개의 이런 염기성 분체 도료 조성물은 마찰전기 수행의 관점에서 잘 분리된 분체 도료 조성물에 대한 요구를 완전히 만족한다. 분석적으로, 마찰전기 시리즈은 상기 혼합, 하전 및 분리 절차의 대상이 될 때, 하전된 플레이트 사이에서 거의 또는 전혀 분리되지 않는 염기성 분체 도료 조성물을 포함한다. 거의 또는 전혀 분리되지 않는 혼합물로 구성된 두 분체 도료 조성물은 마찰전기 수행의 관점에서 잘 분리되는 분체 도료 조성물에 대한 요구 만족시키지 못한다.
두 개의 다르게 채색된 분체 도료 조성물가 상기 혼합, 하전 및 분리 절차의 대상이 되고 두 분체 도료 조성물이 마찰전기 수행의 관점에서 잘 분리되는 분체 도료 조성물에 대한 요구를 완전히 만족할 때, 결과는 양성 플레이트에 부착하는 분체 도료 조성물의 색체는 일 분체 도료 조성물과 실질적으로 같고, 음성 플레이트에 부착하는 분체 도료 조성물의 색체는 기타 분체 도료 조성물과 실질적으로 같다는 것이다. 두 개의 다르게 채색된 분체의 마찰전기 수행의 주관적 양적 분석은 분체 도료 조성물이 혼합되기 전 분체 도료 조성물의 상대적 색상에 대해 음성 및 양성 플레이트 상의 분체 도료 조성물의 색상의 육안 검사에 의해 가능할 수 있다.
두 개의 다르게 채색된 분체의 마찰전기 수행의 객관적 양적 분석은 색상 샘플간의 차이를 평가하기 위한 CIE L*a*b*1976 시스템에 따라 조작 가능한 클로스 토러런스 레퍼런스 칼러 스펙트로포토메터(close tolerance reference colour spectrophotometer)의 보조로 수행된다. CIE는 Commission International d'Eclairage의 약어이다.
적절한 스펙트로포토메터는 다타카러 인터내셔날에서 제작한 스펙트라플레쉬 SF600 PLUS CT이다.
CIE L*a*b*1976 시스템은 삼차원 좌표계의 관점에서 색상을 한정하기 위한 표준이고, 직각 좌표에서 a*는 x-좌표 변수이고, b*는 y-좌표 변수이고 L*는 z-좌표 변수이다. L*의 범위는 0 내지 100이고 a* 및 b*의 범위는 -100 내지 100이다.
다음의 참고 좌표는 CIE L*a*b*1976 시스템에 포함된다:
그린:a* = -100, b* = 0, L* = 50
레드:a* = 100, b* = 0, L* = 50
블루:a* = 0, b* = -100, L* = 50
옐로우:a* = 0, b* = 100, L* = 50
화이트:a* = 0, b* = 0, L* = 100
블랙:a* = 0, b* = 0, L* = 0
CIE L*a*b*1976 시스템에 따라 조작되는 칼러 스펙트로포토메터는 두 개의 안료 간의 분리를 △E 로 표현할 수 있으며, 여기서 △L*, △a* 및 △b*가 각각 z, x 및 y방향으로 측정될때 △E2 = △L*2 + △a*2 + △b*2이다. △E의 크기는 (△L*2 + △a*2 + △b*2)1/2이다.
구성 정전기는 반대로 하전된 플레이트에 이들을 향하게 함으로 반대로 하전된 입자의 분리를 허용한다. 음성 입자는 양성 플레이트에, 양성 입자는 음성 플레이트에 모인다. 두 종류의 입자간에 약간의 구별할 수 있는 차만 있다면 다르게 채색된 입자의 사용으로, 입자는 혼합물에서 두 종간의 분리의 정량화 정도를 허용한다.
분체 도료의 하전 행동을 기술하기 위한 확립된 절차는 벌크 측정을 사용하는데, 이는 분체의 전하 특성을 평가하는 상대적으로 조악한 것이다. 실예로, 다음의 두 경우가 고려된다:
케이스 A 케이스 B
+3전하의 두 입자 +8전하의 두 입자
-2전하의 두 입자 -7전하의 두 입자
토탈 벌크 전하 = +2 토탈 벌크 전하 = +2
확립된 벌크 전하 측정은 이들 두 경우 간에는 구별이 불가능하다. 우리가 알고 있는한은 분체 도료 조성물에 있어 전하 분포를 정량하는 상업적으로 이용가능한 장비는 없으며, 따라서 전하 행동의 간접적인 측정이 이루어져야 하고 이는 이후 설명되는 바와 같이 변수 τ의 사용으로 본 발명에 따라 달성된다. 케이스 A에서 전하 분리도는 케이스 B에서 보다 실질적으로 적고, τ의 적용은 보다 높은 분리를 나타낼 수 있는 혼합물로서 케이스 A보다 케이스 B의 선택을 허용한다 것이 밝혀졌다.
정량화는 유의성 있는 △E가 두 조성물간에 존재하는 두개의 채색된 분체 도료 조성물에서 가장 쉽게 달성된다. 두 순수 분체 도료 조성물 간의 △E(순수)의 값이 먼저 결정된다. 두 분체 도료 조성물은 그런다음 동일한 중량 비율로 혼합되고, 마찰정전기적으로 하전되도록 유발되고 이 하전된 혼합물은 두 개의 반대로 하전된 플레이트에 분체 전도 건을 통해 분사되어, 두 분체 도료 조성물에 얻어진 상대적인 전하에 따라 두 개의 하전된 플레이트 상으로 두 분체 도료 조성물의 분리도를 발생시킨다. 마찰 정전기적 하전은, 바람직하기로는 혼합물의 유동화와 이를 그의 평형적 자연 마찰정전기 전하로 발전시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 스토빙, 분체 도료 조성물을 두 플레이트에 고정되도록 하기 위한 것과 같은 적절한 처리 후, 두 플레이트 상의 분체 도료 조성물 간의 △E 값(혼합물)이 결정된다.
본 발명에 따라 변수 τ는 변수 △E를 사용한 두개의 다르게 채색된 분체의 마찰전기적 수행의 평가에 있어 실질적인 도구로 발전되어 왔다. 변수 τ는 τ= △E(혼합물)/△E(순수)로 정의된다. △E(순수)는 두 순수 분체 간의 △E에 대한 값 을 나타낸다. △E(혼합물)의 결정은 두 분체를 대략 동일한 중량 비율로 혼합하는 것, 바람직하기로는 유동화에 의해, 평형하게 마찰정전기적으로 하전된 상태를 이루기 위해 마찰전전기적 상호작용에 의해 이 혼합물의 하전을 유도하는것 및 이 혼합물을 두 개의 반대로 하전된 플레이트에 전압을 걸지 않고 분체 전도 건을 통해 이 혼합물을 분사함에 의해 분리되도록 하는것을 포함하고, △E(혼합물)은 반대로 하전된 플레이트 상에 분포된 분리된 혼합물 간의 △E의 값이다.
색상 정보의 사용은 마찰정전기적으로 하전된 분체 입자가 분리되는 정도의 실용적인 정량화를 허용하고 색상 측정의 결과는 고도로 분리하는 분체 혼합물의 분별에서 실용적인 값이라는 것이 밝혀졌다.
바람직하기로는, 분체 도료 조성물은 왁스를 합체하는 조성물과 왁스가 없는 동일한 조성물 간에 >0.25, >0.3, >0.4, >0.5, >0.6, >0.7 또는 >0.8의 마찰전기적 상호작용 변수τ에 의해 특징되고, τ의 값은 관계식 τ= △E(혼합 조성물)/△E(순수 조성물)로 주어지고
여기서
△E = (△L*2 + △a*2 + △b*2)1/2이고
CIE L*a*b*1976 칼러 정의 시스템하에서 L*, a* 및 b*는 각각 x, y 및 z-좌표 변수이고,
△E(순수 조성물)은 칼러 스펙트로포토메터의 측정에 의해 결정되고 △E(혼합 조성물)은 두 조성물을 동일한 중량 비율로 혼합하는 것, 평형하게 마찰정전기적으 로 하전된 상태를 이루기 위해 마찰정전기적 상호작용에 의해 이 혼합물의 하전을 유도하는것, 이 하전된 혼합물을 두 개의 반대로 하전된 플레이트 상에 향하도록하는 것, 두 플레이트 상에 조성물을 분리하는 것, 그리고 나서, 칼러 스펙트로포토메터의 측정에 의해 두 플레이트 상에 적용된 두 조성물 간의 △E를 결정는 것에 의해 결정되고, 각각의 최초 순수 조성물의 하나 또는 양자는 △E(순수 조성물)과 △E(혼합 조성물)의 결정을 용이하게 하기 위해 이들 간의 향상된 △E를 제공하기에 적절하게 염료처리된다.
비율 τ= △E(혼합물)/△E(순수)는 두 분체의 혼합물에 기인한다. 즉, 두 플레이트 간에 분체 도료 혼합물의 전체 분리가 되면, △E(혼합물)은 △E(순수)와 같고 비율 τ는 1의 값을 갖는다. 한편으로, 두 플레이트 간에 분체 도료 조성물의 분리가 없다면, 두 플레이트는 실질적으로 같은 색이되고 △E(혼합물)은 실질적으로 영으로 되어 비율 τ=0으로 되고, 이는 두 플레이트의 육안 검사에 의해 결정될 것이다. 물론, 비율 τ는 순수 분체 도료 조성물 간의 △E에 관해 플레이트에 부착하는 분체 도료 조성물 간의 △E(혼합물)의 값에 따라 양자가 포함되는 0과 1사이의 어떤 값을 갖는 것으로 밝혀질 수 있다.
상기 절차의 변형된 형태는 두 개의 채색된 분체 도료 조성물 간에 유의성 있는 △E가 없는 두 개의 채색된 분체 도료 조성물의 경우에, 그리고 또한 두 개의 화이트 분체의 경우에 적용된다. 이 변형은 고양된 △E를 제공하기에 적절한 제일 분체에 제일 염료충진의 부가와 다른 분체 도료 조성물에 제이 염료충진의 부가를 포함하고, 부가된 염료충진은 분체 도료 조성물에 얻어진 상대적인 전하에 영향을 미치지 않는 것이다. 충진염료는 유의성 있는 △E를 가지도록 선택되고 상기 설정된 나머지 절차가 두 분체 도료 조성물의 혼합물에 대한 △E를 얻기 위해 뒤따른다. 충진염료의 부가에 따라, 각 염색된 분체 도료 조성물은 충진염료의 부가가 마찰전기 시리즈에서 분체 도료 조성물의 위치를 변경하는 결과를 낳지 않는다는 것을 명확히하기 위해 마찰전기 시리즈에 대한 관계로 체크된다.
또한 염료충진은 미리 염료충진의 부가가 마찰전기 시리즈에서 양 분체 도료 조성물의 위치에 변화를 일으키지 않는다는 체크에 따른 두 화이트 분체 도료 조성물의 마찰전기적 수행을 결정하는데 사용될 수 있다.
τ의 계산에 사용될 때 △E의 값은 비록 L*, a* 및 b*의 사용이 보다 정확한 τ의 결정을 제공한다고 기대되지만 실용적 목적에서 충분히 정확한 결과를 얻도록 고려된다.
△E에 대한 값 2는 τ의 결정에 만족할 만한 재생할 수 있는 결과를 얻기에 충분히 크다.
0.25보다 큰 τ의 값은 홈부로의 각 분체의 침적과 비교하여 분체 도료 조성물의 혼합물의 고양된 침적의 결과로 나타났고, 0.5보다 큰 τ의 값이 바람직하고, 0.6보다 큰 τ의 값이 특히 바람직하다. 보다 일반적으로, τ의 값은 >0.3, >0.4, >0.5, >0.6, >0.7 또는 >0.8일 수 있다.
△E에서 매우 크지 않은 차이를 보이는 화이트 분체 도료 조성물 또는 채색된 분체 도료 조성물의 경우에 있어서, 마찰전기적 수행은 대안적으로 또는 부가적으로 각 분체 도료 조성물에 소량의 두 중금속 화합물을 합체함에 의해 그리고 혼합 하고 반대로 하전된 플레이트에서 분리후 분체 도료 조성물에서 중금속 화합물의 상대적인 양을 측정함에 의해 정량화 될 수 있다. 측정은 스캐닝 일렉트론 마이크로스코프를 이용한 X-레이 질량 분석기 또는 X-레이 형광 스펙트로스코피에 의해 수행된다.
화이트 염기성 분체 도료 조성물과 왁스로 처리된 화이트 분체 도료 조성물의 혼합물에서, 염료충진이 혼합된 염기-부와 왁스-처리 부의 분체 도료 조성물에 대한 τ를 결정 가능하게 하는 수단으로 왁스-도포된 부, 즉, 두 부분이 혼합되기 전에 부가된다. 레드 염료충진이 선택되고 염기성 분체 도료 조성물의 본체에 부가되고, 염료 충진이 없는 염기성 및 염료 충진이 있는 염기성 분체 도료 조성물이 CIE L*a*b*1976 시스템에 따라 비교되어 △E(순수)를 결정한다. 레드는 CIE L*a*b*1976 시스템에서 L* = 50, a* = 100, b* = 0의 좌표를 가지기 때문에, △E(순수) = △a*(순수)는 △b를 제공하고 △L은 제로이다. 염기성 염료충진 부 분체 도료 조성물의 양은 그런 다음 특정 양의 선택된 왁스로 처리되고, 염기성 염료충진 부 왁스와 염기성 분체 도료 조성물이 함께 혼합되고, 마찰정전기적으로 하전되고, 양성 및 음성 플레이트 상에서 분리되고 △a*(혼합물)이 측정되어 τ(혼합물) = △a*(혼합물)/△a*(순수)를 얻는다.
레드 염료충진은 그린 염료충진으로 대체될 수 있고, 이 경우에, 상기 절차에 대해, 그린은 L* = 50, a* = 100, b* = 0의 좌표를 가지고 다시 △E = △a*는 △b를 제공하고 △L은 제로이기 때문에, τ = △a*(혼합물)/△a*(순수)이다.
염료충진은 또한 채색된 분체 도료 조성물의 염기성 부 및 왁스-처리부 혼합물에 대한 τ를 결정하기 위해 채색된 분체 도료 조성물을 사용할 수 있다.
요구되는 염료충진의 비율은 즉, △E>2를 달성하기 위해 요구되는 비율은, 비록 통상적으로 보다 낮은 비율 즉, 0.1%정도면 충분하지만, 일반적으로 <0.4중량%이다.
상술한 바와 같이 마찰전기 시리즈가 달성되면, 그런 다음 대응하는 결정은 주어진 적용에 실질적으로 사용되는 분체 도료 조성물(화이트 또는 채색된 분체일 수 있음), 이후 "최종 사용자 분체"라함, 의 시리즈에서 위치로 구성된다.
유익하기로는, 본 발명의 실행에서, 왁스는 마찰전기 시리즈에 의해 제공된 정보에 기초하여 선택되어 마찰전기 시리즈에서(양성 뿐 아니라 음성 방향에서) 분리된 염기성 최종 사용자 및 왁스 처리된 최종 사용자 분체 도료 조성물이 제공되며, 바람직하기로는 염기성 최종 사용자 및 왁스 처리된 최종 사용자 분체 도료 조성물이 마찰전기 시리즈에서 광범위하게 분리된다.
바람직하기로는, CIE L*a*b*1976 시스템을 사용하여 상기 방법에 의해 평가된 염기성 최종 사용자 및 왁스 처리된 최종 사용자 분체 도료 조성물 간의 분리로 0.5이상의 τ를 얻고 바람직하기로는 0.6이상이다.
마찰전기 시리즈에서 주어진 분체 도료 조성물의 위치는 주로 다음을 포함하는 몇몇 가변수에 의해 영향을 받을 수 있다:
(a)채색제(안료 또는 염료)의 특성 및 양;
(b)충진제/익스텐더의 특성 및 양;
(c)후-혼합돤 부가제의 특성 및 양;
(d)예르 들어, 아미노 알콜 또는 제3급 아민 또는 기타 적절한 예비-압출 부가제와 같은 마찰정전기 수행을 고양하기 위한 통상적으로 마찰정전기 분야에 공지된 마찰-고양 부가제의 사용.
상기 가변인자의 조정 효과는 일반적인 실험에 의해 결정될 수 있다.
본발명의 원리 및 실행을 다음 실시예로 자세히 설명한다. 본 실시예에 사용된 조성물을 제조하기 위해 사용된 제형은 부록으로 첨부된다.
도 1은 마이크로웨이브 캐비티 상의 측정위치를 나타내는 도이고,
도 2는 화이트 하이브리드의 마찰전기적 위치에 염료충진의 효과를 나타내는 도이고,
도 3은 두 개의 채색된 샘플 간의 마찰 하전에서의 차이를 나타내는 도이고,
도 4는 분사 도포 시험편을 나타내는 도이고,
도 5는 도식적 형태로 시험 배열을 나타내는도이다.
[실시예]
실시예1:마이크로웨이브 오븐 캐비티(MWOC) 생산 라인 상에 폴리에스테르/에폭시 화이트 혼성 도포
두 분체, 분체 S1A 및 분체 S1B가 제조된다. 압출에 대한 성분(첨부에 조성물 S1으로 개시된 것으로 각 경우 동일한 표준 시스템)이 계량되고, 브렌더에서 건 조 혼합되고 트윈 스크류 분체 도료 익스트루더로 배출된다.
분체 S1A 를 형성하는 압출물은 굵은 입자로되어 칩을 형성하고, 그런 다음:
알루미늄 옥사이드 0.06%
의 부가로 임팩트 밀(호사카와 에이씨엠40)에서 미세화된다.
분체 S1B를 형성하는 압출물은 굵은 입자로되어 칩을 형성한다. 그런 다음:
알루미늄 하이드록사이드:알루미늄 옥사이드
혼합물(55:45중량부)* 0.5%
PTFE-수사 폴리에틸렌 왁스 TF1725(루브리졸) 0.07%
로 30분 텀블링 조작으로 혼합된다.
*상기 혼합물은 두 성분을 혼합조에 따로 사입하고 1분 간격으로 3 x 1분 혼합을 사용하여 혼합됨에 의한 쉐어 믹싱 조작으로 미리 제조된다.
수득된 혼합물은 그런 다음 임팩트 밀(호사카와 에이씨엠40)에서 미세화되어 분체 S1B를 형성한다.
미세화 조작에 따른 각 분체의 입자 사이즈 분포는 다음과 같다:
d(v)99 130미크론
d(v)50 45미크론
%<10미크론 7%
%<5미크론 2.5%
마감된 분체 S1A 및 S1B는 그런 다음 마이크로웨이브 오븐 캐비티를 도포하 는 코팅 라인 상에서 시험된다. 이 라인은 캐비티 내부에 6개의 로보트 스프레이 건을, 전면에 왕복 건(모두 제마 피지씨2 타잎임)을 사용한다. 마이크로웨이브 캐비티는 3개의 컬럼(이후 상부, 중간 및 바닥 캐비티라 칭함)으로 된다.
최초로, 알루미늄 옥사이드로 제분된 표준 분체 제형(분체 S1A)이 시스템에 실리고, 캐비티 도포로 내부에 도포되지 않은 금속 부를 찾을 수 없도록 건이 설정된다. 이는 분무 에어 콘트롤 상에 2-바 압력의 설정을 가르킨다. 도포된 필름 두께의 측정은 도 1의 측면도에 도시된 바와 같이 각 캐비티 상 7곳의 한정된 위치에서 측정된다.
그런 다음 분체 S1A은 시스템으로 부터 완전하게 세정된다.
그런 다음 왁스로 제분된 분체(본 발명에 따른 분체 S1B)가 시스템에 실리고, 건은 다시 도포되지 않은 금속 부가 나타나지 않도록 설정된다. 이는 분무 에어 콘트롤 상에, 분체 S1A와 비교하여, 1.4 바 압력의 최저 설정을 요한다. 캐비티 상에 필름 두께의 측정은 각 캐비티 상 동이한 7곳의 한정된 위치에서 측정된다.
이 결과는 일곱곳 측정을 통한 평균 필름 두께와 이들 측정의 표준 편차의 관점에서 비교되었다. 이들 결과는 아래 표 1에 나타냈다.
[표 1] 마이크로웨이브 캐비티(MWOC)당 평균 필름 두께/표준 편차(미크론)
분체 평균/ MWOC JIG 위치
상부(㎛) 중간(㎛) 바닥(㎛)
평균 표준 편차 평균 표준 편차 평균 표준 편차 분체 에어
S1A 125.0 28.6 101.6 27.4 97.1 32.3 2.0바
S1B 67.7 15.2 79.2 26.4 63.4 20.7 1.4바

본 발명에 따른 분체 S1B를 사용한 허용가능한 도포를 달성하는데에 전체 분말 요구는 비교 분체 S1A에 대해서 보다 35%적다는 것이 밝혀졌다.
실시예2;마찰전기 시리즈 상에 다른 왁스의 효과
실시예1에 기술된 절차에 유사하게. 일련의 분말이 첨부에 설정된 제형 T1 내지 T2에 따라 제조되고, 일정 양의 분체 S1A 또한 취해진다. 마찰전기 레퍼런스 시리즈를 확립하기 위해, 이 수득된 10 분체는 쌍으로 시험되어 각 분체는 매 다른 분체에 대해 시험된다.
각 시험에서, 각 10g의 두 분체가 계량되어 글라스 자에 사입된다. 뚜껑을 덮고, 분체를 혼합하기 위해 2분간 완전히 쉐이크한다. 30초의 휴식기가 따른 후, 뚜껑을 제거하고, 수득된 혼합물을 두 개의 하전된 판넬에 스프레이한다. 이 판넬은 절연된 클립으로 접지된 클램프 스탠드로 부터 현수된다. 전압이 각 판넬에 브란덴버그 고전압 발전기로, 하나에는 +20kV, 다른것에는 -20kV로 걸리고 전류는 이 전압이 유지되는 최소값으로 설정된다. 글라스 자는 그의 개구 말단이 판넬을 향하도록 유지되고, 콤프레스된 에어가 자에 온화하게 분사되어 분체가 자로 부터 사출되어 조절된 류로 판넬을 향한다.
각 적용된 분체 혼합에 있어 양성 또는 음성 판넬은 (a)혼합물의 조성의 분리가 적용상에서 일어나는지, 및(b)응집이 일어나는 경우에, 어느 분체가 현저하게 양성 판넬에 증착되고, 어느 분체가 현저하게 음성 판넬에 증착되는지를 결정하기 위해 시험된다. 이들 관찰된 쌍으로 부터, 모든 경우에 있어 각 판넬 상의 조성물 에 차이가 있고, 양성 판넬에 보다 많이 증착하는 분체는 마찰전기 시리즈에서 낮고(보다 음성적), 반면 음성 판넬에 보다 많이 증착하는 분체는 마찰전기 시리즈에서 높다(보다 양성적). 이런 일련의 관찰에 의해, 아래 표2에 나타난 마찰전기 레퍼런스 시리즈를 구축할 수 있다.
[표 2]:상대적인 마찰전기 시리즈에서 비수사 분체의 위치
분체 코드 상세
T1 블랙 하이브리드
T2 레드 하이브리드
T3 그린 폴리에스테르/프리미드
T4 블루 하이브리드
T5 블랙 하이브리드
T6 그린 하이브리드
T7 화이트 하이브리드2
S1A 화이트 하이브리드
T8 브라운 하이브리드
T9 옐로우 하이브리드

단지 후-혼합되는 부가제로 알루미늄 옥사이드를 갖는 조성물 S1 인 분체 S1A는 이 시리즈의 바닥에 가까이 있음을 알 수 있다.
조성물 S1은 그런 다음 본 발명에 따라, 아래 표3에 따라 6개의 추가 분체를 생상하기 위해 후-혼합되는 왁스 부가제의 혼입에 의해 수사된다. 각 경우에 있어, 특정 왁스 부가제가 알루미늄 하이드록사이드 및 알루미늄 옥사이드의 55중량%:45중량% 혼합물과 연합하여 사용된다.
[표 3]조성물 S1에 미세화되는 후-압출 부가제
분체 코드 무기 부가제 왁스
S1B 0.5%의 알루미늄 하이드록사이드: 알루미늄 옥사이드의 55:45 혼합물 0.07% PTFE-수사 PE 왁스 TF1725(루브리졸)
S1C 0.07% PTFE-수사 PE 왁스 TF1780(루브리졸)
S1D 0.07% 순수 폴리에틸렌 왁스 PE1500F(루브리졸)
S1E 0.07% 순수PTFE 왁스 TF1790(루브리졸)
S1F 0.07% 폴리아미드 왁스 A1601(루브리졸)
S1G 0.07% 폴리아미드 왁스 HM1666(루브리졸)
상술한 절차에 유사하게, 신규 마찰전기 시리즈는 이들 수사된 분체를 사용하여 구성된다. 이 시리즈에서 조성물 S1의 위치는 제분화 동안에 함입되는 왁스 부가제의 특성에 따라 아래 표 4에 나타난 바와 같이 현저하게 변한다.
[ 표 4]수사된 조성물 S1(분체 S1B-S1G)을 합체하는 마찰전기 시리즈
분체 코드 (S1B/S1C) 상세 (S1/TF1725)(S1/TF1780)
T1 블랙 하이브리드
T2 레드 하이브리드
T3 그린 폴리에스테르/프리미드
T4 블루 하이브리드
T5 블랙 하이브리드
S1D/S1E (S1/TF1790)(S1/PE1500F)
T6 그린 하이브리드
(T7)/(S1F)/(S1A)/(S1G) (화이트 하이브리드2)(S1/A1601) (S1/Al2O3)(S1/HM1666)
T8 브라운 하이브리드
T9 옐로우 하이브리드
화이트 분말이 이 시리즈에서 상호 인접해있다면 화이트 분말 간의 구별이 이 기술에 의해서는 불가능하고 따라서 본 표에서는 이들은 함께 그룹으로 나타난다. 왁스의 함입이 S1 화이트 하이브리드 분체의 위치를 마찰전기 시리즈 vis-a'-vis 채색된 분체로 이동하였지만, 아래 실시예3에서 설명된 바와 같이 개개의 화이트 분체 간을 구별하기 위해서는 다른 기술이 요구된다.
실시예3:화이트 분체 간의 구별
실시예2로 부터 일련의 분체에는, 두개의 비수사된 화이트 하이브리드, T7 및 S1A이 있다. 화이트 하이브리드2(T7)은 0.3%의 상업적 레드 염료충진(Savinyl Red, ex. Clariant)이 예비-압출에 함입된다는 것외에는 동일한 방법으로 재생산된다. 이 신규 분체는 T10으로 표지된다.
실시예2에 기술된 바와 같은 확립된 마찰전기 시리즈에서, T7은 T6(그린 하이브리드)과 T8(브라운 하이브리드) 사이에 위치된다.
실시예2에서와 같은 절차에 따라 마찰정전기 시험은 T6/T10 및 T8/T10사이에서 수행된다.
낮은 준위의 레드 염료의 함입은 마찰전기적 위치에 아무런 영향이 없다는 것이 밝혀졌다. T10은, 첨부된 도2에 도시된 바와 같이, 최초 제형과 정확하게 같은 위치인 T6 아래와 T8 위에 위치한다.
조성물 S1(화이트 하이브리드)의 그린 버젼이 그런 다음 예비-압출 혼합물에 0.4%의 상업적으로 이용가능한 염료충진(Savinyl Red, ex. Clariant)을 함입함에 의해 제조된다. 이것은 조성물 S2로 표지되고 이 제형은 첨부에 개시된다.
T10의 색상은 이의 화이트 카운터파트에 스펙트로포토메트로 비교된다. 이는 데이타칼러 칼러 매니지먼트 시스템에서 측정에 따르는 CIE L*a*b*1976 좌표의 확립을 포함한다.
본 실시예에서 모든 측정에서 사용된 변수는: 광원 D65; 옵서버 10°지오메트리 d/8°이다. 이들 용어는 예를 들어, 직물 및 코팅 산업에서 칼러의 측정에 포 함되는 모든 것에 의해 이해될 것이다.
τ의 결정에 대한 본 발명에 따라 전개된 절차는 아래 설정된 것과 같다. 이 절차는 본 발명의 실행에 일반적으로 적용될 수 있고 여기에 기술된 특정 혼합물에 제한되지 않는다.
ㆍ칩 형태로 염기성 제형 제조(샘플A)
ㆍ소량의 염료충진을 포함하지만 샘플A의 제형과 다른 염기성 제형 제조(샘플B)
ㆍ샘플A 및 샘플B를 독립적으로 미세화하여 분체 도료 샘플A' 및 샘플B'를 제조.
ㆍA' 및 B'의 50:50 혼합물을 제조하고, 염료충진의 함입에 기한 비분리라는 것을 확실히 하기 위해 유동화하고/하전된 플레이트에 분사(즉, 양성 및 음성 플레이트 상의 동등한 색상, 또는 τ의 관점에서 τA'-B' = 0).
ㆍPTFE-수사 왁스를 칩 A에 0.2%로 혼합하고 분체 C'를 만들기 위해 미세화(이 분체는 연속하여 또 다른 분체와 50:50으로 혼합되어 최종 분체에 0.1%왁스로 되기 때문에 0.2%임).
ㆍ분체 C'(왁스 처리, 비 염색됨)를 B'(왁스 처리안됨, 염색됨)와 50:50중량 비로 섞음.
ㆍ혼합물 C'-B'을 사용하여 유동화/분사 시험을 수행하여 하전된 플레이트에 우선적인 증착이 있는지를 결정함.
B'(염색됨)와 C'(비 염색됨)의 순수 색상에 관련한 색상 차는 전술한 관계에 따라 τ의 계산을 가능하게할 것이다.
상기 절차에서 유동화/분사 단계는 다음과 같다;각 혼합물이 유동층(ITW Gema Volstatic, 에어 압 1바로 유동화)에 사입하고 30분 간 유동화한다. 그런 다음 분체는 ITW Gema Volstatic 코로나 적용 건을 사용하여 건 전압 영으로 하여 분사된다(건 설정: 유동화 에어 압 1.0바, 이송 에어 0.6바, 공급 에어 3.5m3/시간, 단일점 코로나 니들 0볼트, 배플 노즐). 분사된 분체는 하나는 -20kV로 유지되고, 다른 것은 +20kV로 유지된 두 판넬을 향하게 된다. 판넬 전압은 전류가 전압이 유지되는 최소값으로 설정되는 두 브란덴베르그 알파 Ⅲ 고전압 전원 공급 유닛에 의해 공급된다. 판넬에 10초간 분체 구름의 적용 후, 분사가 중지되고, 전압이 판넬에서 제거되고 도포된 판넬은 연속하는 검사와 분석을 위해 적용된 분체를 판넬에 고정하기 위해 도포된 분체가 스토브(180℃에서 10분)된다.
상기에서 정의된 마찰전기 상호작용 팩터 τ가 그런 다음 혼합물에 대해, 상술한 바와 같이 두 개의 반대로 하전된 판넬 상에서 각 혼합물로 증착된 분체들 간의 색상 차를 측정함에 의해 결정된다. 빨감 또는 녹색에서만 변화가 고려되므로, △a = △E이고 따라서 단지 △a만이 사용된다.
분체는 양성 및 음성판넬 간의 분리의 정도를 결정하기 위해 쌍으로 시험되기 때문에, 순수 칼러 간의 차이가 먼저 측정되어 베이스 라인으로 최대치를 이룬다. 이 값은 표 5에 나타나고 1.0의 τ를 나타낸다.
[ 표 5]순수 레드 또는 그린 및 화이트 간의 색상 차이.
분체1 분체2 색상차이 △a
S1A(화이트 하이브리드, Al2O3) S2(그린 S1) 25.1
T7(화이트 하이브리드,SiO2) T10(레드 T7) 27.7
이 개념은 도 3에 그림으로 나타난다.
이들 색상 차이를 참고로 하여, 모든 장래의 시험에 있어 △a를 측정하고 표 5로 부터 이를 최대 △a의 비율로 표현함에 의해 분체 혼합물에 대한 τ의 값을 나타내는 것이 가능하다. 만일 두 분체가 마찰전기 시리즈에서 완전히 분리된다면, 각 판넬에 순수 색상이 존재하여, △a(최대)=△a(측정치)가 된다. τ= △a(측정치)/△a(최대)이기 때문에, 이는 τ= 1.0을 의미한다. 만일 분리가 없다면, 분체는 음성 및 양성의 양 판넬에 동등하게 적용된다. △a는 0이 되고 △a(최대)/△a(측정치)= 0이고, 따라서 τ= 0이다.
몇몇 분체 쌍이 시험되고, 양성 및 음성 판넬을 비교하여 그 결과 τ를 표 6에 나타냈다.
[표 6]화이트 분체 혼합물에 대한 τ값
모든 결과는 표준으로 음성 판넬을 사용한다
분체1 분체2 △a τ
S1+아미드 왁스 세리더스트 3910 후-혼합 T10 21.9 0.79
S1A S2+TF1780 PTFE 왁스 15.9 0.63
T7 S2+A1601 아미드 왁스 16.5 0.66
T10 S1B(S1+TF1725 PTFE 왁스) 17.9 0.65
전술한 바와 같이 양성 및 음성 판넬 상에 분체 혼합물로 부터 증착된 도막의 육안 관찰에 기초하여 표 7에 나타난 바와 같이 다양한 화이트 하이브리드에 대 한 마찰전기 시리즈을 확립하는 것이 가능하다.
[표 7]:화이트 하이브리드의 마찰전기 시리즈
S1B S1+TF1725 PTFE 왁스
S1C S1+TF1780 PTFE 왁스
S1D S1+PE1500F PE 왁스+
S1F S1+A1601아미드 왁스
T7 화이트 하이브리드2(왁스 없음)
S1A S1 왁스 없음
S1G S1+HM1666 아미드 왁스
따라서, 채색된분체 뿐 아니라, 화이트 분체도 마찰전기 시리즈에 배열될 수 있다는 것이 증명된다. 더욱이, 화이트 분체의 마찰전기 특성에 때한 어떤 특정 왁스의 효과의 강도는 왁스를 부가한 및 부가하지 않은 동일 염기 분체에 대한 τ값으로 표현될 수 있다.
실시예4:후-혼합된 무기 부가제와 연계한 왁스의 효과
분체 도료 조성물V1-V3(첨부에 나타남)은 계량, 혼합 건조, 및 110℃의 배럴온도로 트윈 스크류 익스트루더로 압출함에 의해 제조된다. 이 압출물은 냉각되고 파쇄되어 작을 칩을 생산하고, 첨부에 나타난 것과 하기에 요약된 것과 같은 다양한 후-혼합 부가제와 혼합된다:
조성물 후-혼합 부가제
V1 훈증 실리카
V2 알루미늄 하이드록사이드/알루미늄 옥사이드 혼합물
V3 왁스+알루미늄 하이드록사이드/알루미늄 옥사이드 혼합물
칩/부가제 혼합물은 알핀 100 UPZ 임팩트 밀을 사용하여 미세화되고 150 미크론 메쉬 분자체를 통과하여 다음 입자 사이즈 분포을 얻는다:
d(V)99 130미크론
d(V)50 55미크론
%<10미크론 7%
%<5미크론 2.5%
각 분체는 각 분체 코팅에 대한 일정한 적용을 공고히하기 위해 하기에 개략된 절차를 사용하여, ITW Gema Volstatic 코로나 적용건을 사용하여 도 4에 도시된 바와 같이 표준 설정의 조건으로, 분사 도막 시험편을 사용하여 시험된다.
도 4는 본 실시예 4에서 사용된 코너 시험편의 사시도를 도시한다. 각 시험편은 각각에 대해 직각으로 세 개의 평형부로 형성된다.
각 시험에서, 도 4에 도시된 코너 편은 이 시험편의 상부에 도시된 구멍으로 부터 적용 부스에 현수된다. 코너 편은 도 5에 도시된 바와 같이 도식적인 형태로 시험 배열을 나타내는 그 본래의 무게 중심에 오도록 한다.
분체 도료 적용건은 이 건이 코너에서 30cm의 건 팁(gun-tip)을 갖고, 시험편의 코너에 직접 향하는 위치에 클램프된다. 이 판넬은 도포된다(건 셋팅:유동 에어 1.0bar, 이송 에어 0.6bar, 공급 에어 3.5m3/시간, 단일 코로나 니들 코니칼 배플 노즐 50kV). 도포된 판넬의 중량이 기록되고, 도포되지 않은 판넬의 중량과 비교된다. 적용 시도의 범위는 적용된 중량의 분체 도료가 4.0그램이 될 때 까지 각 분체 도료 조성물에 대해 수행된다. 이 도막된 시험 편은 그런 다음 경화된 필름으로 하기 위해 스토브되고(스토브 조건:180℃에서 10분), 더 이상의 검사를 위해 보 관된다.
각 도포된 시험편에 대해, 코너 영역 내로 조성물 침적의 정도는 육안으로 평가된다.
침적의 평가에 대한 개개인의 주관적인 특성을 없애기 위해, 6명이 개인적으로 도포된 시험편을 평가하고 침적을 다음과 같은 전체 평가에 따라 최상에서 부터 최하로 분류하였다:
최상 ←---------------- → 최하
V3 V2 V1
세 개 조성물의 평가에서 매우 유의성있는 차이가 있다. 따라서, 최하 샘플, V1은 코너의 측면에도 1cm의 평균 거리로 도포되지 않았다. 최상, V3(후-혼합 부가제로 알루미늄 하이드록사이드/알루미늄 옥사이드 혼합물 및 왁스 양자가 함입됨)은 전체 표면에 걸쳐 완전히 도포되었다.
실시예5:입자 사이즈 분포의 효과
조성물 S1은 성분을 쉐어(shear) 믹스에서 건조 혼합하고 110℃에서 트윈-스크류 익스투루더에서 압출하고 이 압출물을 냉각및 파쇄하여 칩을 형성함에 의해 제조된다.
이 칩은 미세화를 위해 세 부분으로 쪼개진다. 각각에
알루미늄 하이드록사이드:알루미늄 옥사이드 혼합물(55:45)* 0.5%
PTFE-수사 폴리에틸렌 왁스 TF1725(루브리졸) 0.07%
가 부가된다.
각 칩은 알핀 100 UPZ 임팩트 밀에서 다른 입자 사이즈 분포 - 분체 S1H, S1I 및 S1J의 세 분체를 얻기 위해 다른 설정을 사용하여 미세화된다. 이 입자 사이즈 분포는 하기 표 8에 자세하게 나타난다.
[표 8]
분체 d (V)99 미크론 d (V)50 미크론 %<10u %<5u
S1H 105.6 33.1 10.2 3.6
S1I 68.9 26.6 12.7 4.3
S1J 57.8 20.8 16.7 6.1
분체는 동일한 방법으로 모두 시험된다. 분체는 에어 압 1.0바아로 유동층에 위치되고, 마이크로웨이브 캐비티의 정면으로 부터 10cm의 거리로 건의 개구에 직각으로 건(Gema PGC2)으로 부터 마이크로웨이브 캐비티 내로 분사된다.
건 설정은:
이송 에어: 1바아
공급 에어: 3m3/hr
세척 에어: 2m3/hr
이들 설정은 150-170g/min으로 분체를 산출한다.
이 결과는 두 가지 방법으로 계산된다. 필름 두께는 실시예 1에 나타난 위치에서 측정되고, 측정의 표준 편차는 각 분체에 대해 계산된다. 또한 후면 코너에 대한 마이크로웨이브 턴테이블에서의 분체 두께 비율이 계산된다. 이상적으로는 50:50의 비율이 된다. 이들 세 분체에 대한 결과는 표 9에 주어진다.
[표 9]
분체 표준 편차(um) 턴테이블:코너 비율
S1H 31.2 66.0:34.0
S1I 32.1 67.6:32.4
S1J 35.1 68.2:31.8
최상의 수행을 나타내는 가장 조악한 분체(S1H)로 적지만 유의성있는 입자 사이즈 효과가 있다.
실시예6:동일한 분체에 두 개의 반대 왁스 사입
실시예 2로 부터 분체 S1B 및 S1G의 샘플(다음의 후-혼합 부가제를 갖는 조성물 S1)이 취해진다.
분체 S1B
알루미늄 하이드록사이드:알루미늄 옥사이드 혼합물955:45)* 0.5%
PTFE-수사 폴리에틸렌 왁스 TF1725(루브리졸) 0.07%
분체 S1G
알루미늄 하이드록사이드:알루미늄 옥사이드 혼합물955:45)* 0.5%
폴리아미드 왁스 HM1666(루브리졸) 0.07%
*실시예 1에 기술된 바와 같이 제조됨.
사용된 다른 왁스의 결과로, 분체 S1B 및 S1G는 실시예 2에서 확립된 마찰전기 시리즈의 맞은 편 말단에 위치한다. 각 다른 왁스가 함입한 두 분체는 50:50의 비율로 함께 혼합되어 분체 S1K를 생산한다.
그런 다음 S1K와 동일한 조성을 갖는 분체 S1L이 조성물 S1의 파쇄된 칩에 양 왁스(및 알루미늄 하이드록사이드/알루미늄 옥사이드 혼합물)를 함입하고 그리고 나서 이 혼합물을 분체 S1K와 동일한 입자 사이즈 분포로 밀링함에 의해 제조된 다.
실시예 5에 기술된 바와 같이 캐비티 위에 마이크로웨이브를 도포하기 위한 표준 시험 절차에서, 다양한 측정 위치 간의 표준 편차와 3:1에서 2:1로 감소된 턴테이블:코너 비율에 의해 증명되는 바와 같이 분체 S1K는 분체 S1L 보다 유의성있게 보다 일정한 도포로 된다는 것을 알 수 있다.
이들 결과는 만일 두가지 다른 왁스가 사용될 때, 이 왁스가 조성물의 양으로 각각 별도로 분쇄되고, 이 분체가 혼합되고 그리고 나서 양 왁스가 분쇄 전에 함께 함입되면, 분체의 수행이 우수하다는 것을 나타낸다.
일반적으로, 전기한 실시예에서 개시된 본 발명의 왁스 함유 조성물에 대한 마찰전기적 상호작용 팩터 τ는 적어도 0.5일 것이다.
첨부
조성물 S1 (화이트 하이브리드) (분체 S1 A-L에서 사용됨)
물질 양
흑색 철 옥사이드 안료 1g
실리카 도포 왁스 5g
바륨 설페이트 55g
산 관능기 폴리에스테르 수지 내 10% 촉매 19g
벤조인 3g
아민 수사 왁스 5g
금홍석 이산화 티탄 348g
에폭시 수지 내 아크릴 유동 보조 79g
에폭시 관능기 수지, 등가중량 770 152g
카르복시 관능기 수지, 산가 52 330g
폴리비닐 부티랄 수지 2g
조성물 S2 (그린 염료로 화이트 하이브리드)
물질 양
흑색 철 옥사이드 안료 1g
실리카 도포 왁스 5g
바륨 설페이트 55g
산 관능기 폴리에스테르 수지 내 10% 촉매 19g
벤조인 3g
아민 수사 왁스 5g
금홍석 이산화 티탄 348g
에폭시 수지 내 아크릴 유동 보조 79g
에폭시 관능기 수지, 등가중량 770 152g
카르복시 관능기 수지, 산가 52 330g
폴리비닐 부티랄 수지 2g
사비닐 그린 2GLS 염료충진(클라리언트) 4g
조성물 T1 (블랙 하이브리드)
물질 양
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 34 322g
카본 블랙 15g
아디톨(Additol) 촉매 2g
폴리에틸렌 왁스 4g
벤조인 2g
산 아미딘 경화제 9g
중정석 익스텐더 376g
유동제 107g
에폭시 수지, 에폭시 등가중량 770 161g
후-혼합
아세매트(Acematt) TS100 1g
조성물 T2 (레드 하이브리드)
물질 양
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 40 259g
산 아미딘 경화제 12g
아디톨 촉매 1g
폴리에틸렌 왁스 4g
항산화제 2g
철 옥사이드 레드 안료 3g
금홍석 이산화 티탄 22g
이소아이달린(Isoidaline) 옐로우 안료 12g
나프탈 모노-아조 레드 안료 37g
중정석 익스텐더 370g
유동제 7g
에폭시 수지, 에폭시 등가중량 700 270g
후-혼합
아세매트(Acematt) TS100 1g
조성물 T3 (그린 폴리에스테르 프리미드)
물질 양(g)
조성 A
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 40 312
아철산아연 브라운 안료 8
카본 블랙 1
프탈로시아닌 그린 안료 9
금홍석 이산화 티탄 2
유동제 7
벤조인 3
폴리에틸렌 왁스 1
항산화제 1
프리미드 크로스링커 23
알루미늄 하이드록사이드 25
중정석 익스텐더 75
조성 B
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 80 37
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 25 350
아철산아연 브라운 안료 8
카본 블랙 1
프탈로시아닌 그린 안료 9
금홍석 이산화 티탄 2
유동제 7
벤조인 3
폴리에틸렌 왁스 1
항산화제 1
프리미드 크로스링커 13
알루미늄 하이드록사이드 25
중정석 익스텐더 87
압출된 조성 A 및 B가 50:50으로 혼합되고, 후-혼합 부가제 함입
건조 유동 부가제 7
PE/PTFE 왁스 1
조성물 T4 (블루 하이브리드)
물질 양
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 35 441g
벤조인 3g
폴리에틸렌 왁스 3g
수소화 카스터(castor) 오일 10g
아디톨 촉매 2g
금홍석 이산화 티탄 38g
프탈로시아닌 블루 안료 37g
유동제 7g
에폭시 수지, 에폭시 등가중량 700 178g
중정석 익스텐더 280g
후-혼합
아세매트(Acematt) TS100 1g
조성물 T5 (블랙 하이브리드)
물질 양(g)
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 34 262
철 옥사이드 레드 안료 1
카본 블랙 15
크롬 안티모니 옥사이드 옐로우 안료 4
금홍석 이산화 티탄 2
마그네슘 실리케이트 탈크 7
글리시딜 관능기 경화제 12
아디톨 촉매 20
PTFE 왁스 2
항산화제 1
중정석 익스텐더 275
에폭시 수지, 에폭시 등가중량 760 62
후-혼합
알루미늄 하이드록사이드:알루미늄 옥사이드 55:45 혼합물 3
PE/PTFE 왁스 1
조성물 T6 (그린 하이브리드)
물질 양
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 40 245g
프탈로시아닌 그린 안료 20g
이소아이달린 옐로우 안료 19g
금홍석 이산화 티탄 21g
폴리에틸렌 왁스 2g
항산화제 1g
벤조인 3g
아디톨 촉매 2g
중정석 익스텐더 325g
유동제 11g
에폭시 수지, 에폭시 등가중량 700 169g
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 34 181g
후-혼합
아세매트(Acematt) TS100 1g
조성물 T7 (화이트 하이브리드)
물질 양
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 34 242g
울트라마린(Ultramarine) 블루 안료 1g
아디톨 촉매 2g
카르나우바(Carnauba) 왁스 3g
벤조인 3g
중정석 익스텐더 107g
금홍석 이산화 티탄 321g
유동제 9g
에폭시 수지, 에폭시 등가중량 510 151g
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 40 160g
후-혼합
아세매트(Acematt) TS100 1g
조성물 T8 (브라운 하이브리드)
물질 양
카르복시 관능기 폴리에스테르 수지, 산가 75 248g
카본 블랙 9g
철 옥사이드 레드 안료 10g
크롬/안티모니 옥사이드 옐로우 안료 23g
금홍석 이산화 티탄 1g
폴리에틸렌 왁스 4g
벤조인 3g
중정석 익스텐더 372g
유동제 7g
에폭시 수지, 에폭시 등가중량 850 322g
후-혼합
아세매트(Acematt) TS100 1g
조성물 T9 (옐로우 하이브리드)
물질 양
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 40 461g
디아릴리드(Diarylide) 옐로우 안료 2g
크롬/안티모니 옥사이드 옐로우 안료 19g
퀴노프탈론(Quinopthalone) 옐로우 안료 34g
아디톨 촉매 1g
알루미늄 실리케이트 9g
벤조인 3g
중정석 익스텐더 84g
금홍석 이산화 티탄 184g
유동제 10g
에폭시 수지, 에폭시 등가중량 770 192g
후-혼합
아세매트(Acematt) TS100 1g
조성물 T10 (레드 염료로 화이트 하이브리드2)
물질 양
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 34 242g
울트라마린(Ultramarine) 블루 안료 1g
아디톨 촉매 2g
카르나우바 왁스 3g
벤조인 3g
중정석 익스텐더 107g
금홍석 이산화 티탄 321g
유동제 9g
에폭시 수지, 에폭시 등가중량 510 151g
카르복시 관능기 폴리에스테르, 산가 40 160g
사비닐 파이어 레드 GLS 염료충진(클라리언트) 3g
후-혼합
아세매트(Acematt) TS100 1g
조성물V1-V3(블랙 폴리에스테르/에폭시/PT910 섬유 계)
물질 V1 V2 V3
카르복시 관능기 폴리에스테르(AV=33) 39.0g 39.0g 39.0g
수지 내 촉매 3.0g 3.0g 3.0g
PE/PTFE 왁스 TF1702( 루브리졸) 0.3g 0.3g 0.3g
항산화제 0.15g 0.15g 0.15g
정전기 방지 부가제 0.3g 0.3g 0.3g
에폭시 수지 9.28g 9.28g 9.28g
레드 철 옥사이드 0.22g 0.22g 0.22g
카본 블랙 2.19g 2.19g 2.19g
니켈 티탄에이트 안료 0.64g 0.64g 0.64g
티타늄 디옥사이드 0.29g 0.29g 0.29g
탈크 2.2g 2.2g 2.2g
바리움 설페이트 익스텐더 40.5g 40.5g 40.5g
에폭시 경화제 PT910(시바) 1.83g 1.83g 1.83g
후-혼합된 물질
PE/PTFE TF1725(루브리졸) 0.00g 0.00g 0.07g
훈증 실리카 0.1g 0.00g 0.00g
Al2O3/Al(OH)3(45:55 비, 예비-혼합) 0.00g 0.50g 0.50g


Claims (14)

  1. 왁스를 제외한 조성물의 중량을 기초로 왁스 0.03~2 wt%를 포함하며, 여기서 상기 왁스가 후-혼합되는 형태로 왁스를 함입하고, 상기 왁스가 담체 상에 증착되지 않으며, 상기 조성물이 상기 왁스를 함입한 조성물과 왁스를 함입하지 않은 동일한 조성물 간에 있어, 적어도 0.25 이상의 마찰전기 상호작용 팩터 τ를 가지며, τ의 값은 관계식 τ= △E(혼합 조성물)/△E(순수 조성물)로 주어지고
    여기서
    △E = (△L*2 + △a*2 + △b*2)1/2이고
    CIE L*a*b*1976 칼러 정의 시스템하에서 L*, a* 및 b*는 각각 x, y 및 z-좌표 변수이고,
    △E(순수 조성물)은 칼러 스펙트로포토메터의 측정에 의해 결정되고 △E(혼합 조성물)은 두 성분 조성물을 동일한 중량 비율로 혼합하는 것, 평형하게 마찰정전기적으로 하전된 상태를 이루기 위해 마찰정전기적 상호작용에 의해 이 혼합물의 하전을 유도하는 것, 이 하전된 혼합물을 두 개의 반대로 하전된 플레이트 상에 향하도록 하는 것, 두 플레이트 상에 조성물을 분리하는 것, 그리고 나서, 칼러 스펙트로포토메터의 측정에 의해 두 플레이트 상에 적용된 두 조성물 간의 △E를 결정는 것에 의해 결정되고, 각각의 최초 순수 조성물의 하나 또는 양자는 △E(순수 조성물)과 △E(혼합 조성물)의 결정을 용이하게 하기 위해 이들 간의 향상된 △E를 제공하기에 적절하게 염료처리되는 것을 특징으로 하는 열경화성 분체 도료 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 마찰전기 상호작용 팩터 τ가 0.4 이상인 것을 특징으로 하는 열경화성 분체 도료 조성물.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 마찰전기 상호작용 팩터 τ가 0.6 이상인 것을 특징으로 하는 열경화성 분체 도료 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 마찰전기 상호작용 팩터 τ가 0.8 이상인 것을 특징으로 하는 열경화성 분체 도료 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 왁스가 폴리에틸렌(PE) 왁스, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 왁스, PTFE 또는 폴리아미드로 개질된 PE 왁스, 및 폴리아미드 왁스로 구성된 그룹으로 부터 선택된 것을 특징으로 하는 열경화성 분체 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 후-혼합된 왁스의 함량이 왁스를 제외한 조성물 중량을 기초로 0.03~0.5 중량%의 범위인 것을 특징으로 하는 열경화성 분체 도료 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 후-혼합된 왁스의 함량이 왁스를 제외한 조성물 중량을 기초로 0.03~0.2 중량%의 범위인 것을 특징으로 하는 열경화성 분체 도료 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 후-혼합된 왁스의 함량이 왁스를 제외한 조성물 중량을 기초로 0.07~0.1 중량%의 범위인 것을 특징으로 하는 열경화성 분체 도료 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 추가적 후-혼합 부가제로서 알루미늄 옥사이드 및 알루미늄 하이드록사이드를 첨가제를 제외한 조성물 총 중량을 기초로 총 0.25~2 중량%으로 10:90 내지 90:10의 중량비로 조합하여 함입하는 것을 특징으로 하는 열경화성 분체 도료 조성물.
  10. 청구항 1 내지 9중 어느 한 항에 청구된 조성물을 분체 도포 방법에 의해 기판에 도포하여 기판에 도포를 형성하는 방법으로서, 상기 분체 도포 방법이 조성물의 입자를 기판에 점착하고, 점착 입자를 연속적인 도포로 형성하는 방법인 것을 특징으로 하는 기판에 분체 도포 형성 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 분체 도포 방법이 코로나 적용법인 것을 특징으로 하는 기판에 분체 도포 형성 방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 기판이 패러데이 케이지 효과를 받는 홈부를 갖는 물품인 것을 특징으로 하는 기판에 도포 형성방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 물품이 다면을 가지고 최대 도포 두께에 대한 최소 도포 두께의 비가 적어도 40%인 것을 특징으로 하는 기판에 도포 형성 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 물품이 다면을 가지고 최대 도포 두께에 대한 최소 도포 두께의 비가 적어도 40%인 것을 특징으로 하는 기판에 도포 형성 방법.
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