KR101794367B1 - 코팅된 성형체의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전체적 또는 부분적으로 구조화된 표면을 갖는 코팅된 성형체의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 상기 방법을 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다.

Description

코팅된 성형체의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING COATED MOLDED BODIES}
본 발명은 전체적 또는 부분적으로 구조화된 표면을 갖는 코팅된 성형물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 방법을 수행하기 위한 시스템을 부가적으로 기술한다.
예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)를 기재로 할 수 있는, 열가소성 중합체 성형물 재료가 광범위한 여러 적용분야에 사용된다. 이러한 목적상, 재료는 압출되거나 사출 성형되어 성형물을 제공한다.
현재 성형물은 높은 응력에 처해지는 부품, 예를 들어 움직이는 부분 (자동차 내부재 및 외부재, 휴대전화, 컴퓨터, 전자 수첩, MP3 플레이어 또는 텔레비전과 같은 전자 제품의 커버), 불투명한 색의 설치가능 구성품 (예를 들어, 자동차 산업에서: 외부 거울, 필라 트림 (pillar trim), 미러 트라이앵글 (mirror triangle)), 또는 불투명한 색의 일상 용품의 제조에 널리 사용된다. 높은 응력에 기인하여, 이렇게 사용되는 성형물의 표면은 긁히는 경향이 있으며, 이는 많은 경우 시각적인 이유로 용납되지 않는다. 이러한 맥락에서, 사출 성형으로 제조된 성형물은 특히 긁힘에 민감하다. 또한, 성형물의 추가적 특성은 표면의 개질에 의해 변경될 수 있다. 예를 들어, 성형물에는, 예를 들어 물 또는 다른 액체에 의한 습윤성을 변경하기 위해 소수성 또는 친수성 코팅을 제공할 수 있다. 부가적으로, 성형물의 표면은 반사성이도록 또는 반사를 감소시키도록 구성될 수 있다. 또한, 이러한 성형물은 또한 방염 또는 항균 특성을 가질 수 있고, 이는 많은 경우 표면의 개질에 의해 달성된다.
내스크래치성을 개선시키기 위해, 표면의 소수성/친수성 및 반사 특성을 개질시키기 위해, 항균 및/또는 방염 특성을 갖는 표면을 제공하기 위해, 앞서 상술한 성형물에 페인트 층을 제공할 수 있다. 그러나, 반응성 페인트의 통상적 적용은 비교적 복잡하고 따라서 비싸다.
이러한 이유로, 내스크래치성 층이 성형물에 사출 성형 방법을 수단으로 비교적 저렴하게 적용될 수 있는 방법이 이미 개발되었다. 예를 들어, 공보 JP 11300776 및 JP 2005074896에는 내스크래치성 층을 갖는 성형물이 수득되는 사출 성형 방법이 기재되어 있다.
공보 JP 11300776 (다이니뽄 도료 (Dainippon Toryo), 1998)에는 2-단계 RIM 방법이 기재되어 있다. 먼저, 디시클로펜타디엔의 복분해 RIM은 성형물을 제공한다. 경화 후, RIM 성형물의 움직이는 부분을 회수하여 성형물과 금형 사이에 정의된 틈이 만들어지게 한다. 두 번째 RIM 방법에서, 아크릴-관능화 우레탄 올리고머, 스티렌, 디아크릴레이트 가교제 및 임의로 충전제 및 안료 (TiO2, 탈크)로 이루어진 코팅 재료를 상기 틈으로 주입하고, 95℃에서 2분 동안 자유-라디칼을 수단으로 경화시킨다.
문서 JP 2005074896 (도요타 모터 코퍼레이션 (Toyota Motor Corp.); 다이니뽄 도료 컴퍼니)에도 마찬가지로 RIM 방법이 기재되어 있다. 첫 번째 통상적 사출 성형 단계에서, 중합체, 특히 폴리카르보네이트 (PC)를 가공하여 편평한 성형물을 제공한다. 후속하여 금형을 개방하여 좁은 틈을 형성하고, 아크릴레이트-관능화 우레탄 올리고머, 아크릴레이트 가교제, 개시제 및 유기 과산화물 개시제로 이루어진 반응성 용액을 수 초 내에 주입하고 경화시킨다. 95℃에서 경화가 수 초 후에 완결되고, 복합체는 90초 후에 이형시킨다. 이는 우수한 내스크래치성, 결합 강도 및 열 사이클링 및 온수 사이클링 안정성을 지닌다. 모든 경우 이소포론 디이소시아네이트 또는 비스(이소시아노시클로헥실)메탄 단위로부터 형성되는 우레탄 올리고머가 존재하는 것이 필수적이다.
앞서 상술한 성형물은 이미 우수한 특성을 지닌다. 그러나, 제조하는데 시간이 오래 걸리고, 따라서 전체적으로 방법에 비용이 많이 든다. 사출 성형 장치 내에서 반응성 혼합물의 이른 중합은 공보 JP 11300776 및 JP 2005074896에 기재된 사출 성형 방법에서 추가적인 문제가 되는데, 이는 대량 생산에서 이러한 방법을 수단으로 했을 때 짧은 사이클 시간을 달성하는 것이 거의 가능하지 않다는 것이다.
또한, 많은 경우 사출 금형은 반응 혼합물에 충분히 불침투성이 아니기 때문에 반응 혼합물이 시스템의 움직이는 부분과 접촉할 수 있어, 시스템의 사용 수명과 관련하여 많은 경우 문제가 발생한다.
앞서 상술한 긴 사이클 시간은 부가적으로 제조된 성형물과 관련하여 품질 문제를 야기할 수 있다. 이와 관련하여, 성형물 재료는 사출 성형 장치 내에서 열 응력에 처해지며, 이는 중합체의 분해를 야기할 수 있음을 주지해야 한다. 이는, 예를 들어 성형물 재료의, 그 결과 성형물의 기계적 및 광학적 특성, 예를 들어 색상을 변경시킬 수 있다.
특정 적용분야에 있어서, 표면을 구조화하는 것이 유리하다. 사출 성형 기법을 수단으로 하는 구조화된 표면의 제조는 공지되어 있다. 이러한 맥락에서, 사출 엠보싱 기법에서, 적절한 구조가 제공된 금형은 중합체성 담체 재료에서 구조를 재현한다. 단점은 사용 중 또는 세척 과정 중 중합체 재료에 엠보싱된 구조가 마모되는 것이다.
상기 기재한 바와 같이, 이러한 구조화된 성형물에는 후속하여, 예를 들어 내스크래치성 코팅이 제공될 수 있다. 그러나, 후속하여 적용된 코팅은 구조의 손상을 야기한다. 이러한 작용을 없애기 위해, 하류 엠보싱 단계에서 내스크래치성 코팅내에 구조를 엠보싱시킬 수 있다.
이러한 부가적 방법 단계는 생산 비용을 상당히 증가시킨다.
또한, 이렇게 수득된 성형물의 내스크래치성 및 풍화작용 안정성을 개선하려는 노력이 계속 존재한다. 부가적으로, 성형물의 표면 특성이 광범위한 여러 요건에 부합될 수 있게 하는 성형물의 표면 개질 방법을 명시해야 할 필요가 있다. 예를 들어, 방법은 특히, 예를 들어 물 또는 다른 액체에 의한 습윤성을 변경하기 위해 소수성 또는 친수성 코팅의 제조를 가능하게 해야 한다. 또한, 방법은 반사성 코팅 또는 표면의 반사 감소를 가능하게 해야 한다. 부가적으로, 방염 또는 항균 특성을 가진 성형물의 구성이 가능해야 한다.
선행 기술을 고려하여, 본 발명의 목적은 따라서 단순하고 저렴한 방식으로 수행할 수 있는 코팅된 성형물의 제조 방법을 제공하는 것이었다. 동시에, 성형물은 최소 사이클 시간으로, 전체적으로 봤을 때 비교적 낮은 에너지를 소비하여 수득되어야 한다.
추가적인 목적은 기술적 측면 및 시각적 외관 둘 다와 관련하여 성형물 표면이 매우 가변적으로 구성될 수 있는 방법을 제공하는 것이었다.
또한, 상기 방법으로 인해 뛰어난 기계적 특성을 가진 성형물을 수득할 수 있어야 한다. 보다 특히, 성형물은 높은 내스크래치성 및 경도를 지녀야 한다. 또한, 코팅된 성형물은 높은 내후성 및 내화학성을 가져야 한다. 또한, 상기 방법은 높은 정밀도 및 균일한 높은 품질을 갖는 성형물을 제조할 수 있어야 한다.
또한, 상기 방법은 사출 성형 시스템의 매우 긴 사용 수명을 가능하게 해야 한다.
상기 목적은, 코팅된 성형물이, 구조화된 다기능성 표면과 함께 고-광택 표면을 갖도록 제조될 수 있는 신규한 방법에 의해 달성되었다. 보다 특히, 다기능성 나노구조화된 표면 및 다기능성 고-광택 표면을 갖는 성형물을 제조하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 방법은 오직 하나의 폐쇄 금형 내에서 수행한다는 점에서 주목할 만하다. 제조 방법의 한 형태는 사출 성형 방법 단계 및 후속하는 팽창-플러딩-엠보싱 (expansion-flooding-embossing) 방법 단계의 조합이다. 본 발명에 따른 방법의 특정 특징부는 금형을 교체하지 않고 수행한다는 점이다.
본 발명의 맥락에서, 다기능성 표면은, 예를 들어 첨가제를 사용한 코팅의 다양한 가변적 구성을 기술한다. 본 발명에 따르면, 성형물에는 본 발명에 따른 방법에 의해 뛰어난 기계적 특성이 수득된다. 보다 특히, 성형물은 본 발명에 따라 적용되는 코팅으로 인해 높은 내스크래치성 및 경도를 지닌다. 또한, 성형물의 표면 특성은 수많은 여러 요건에 맞게 조정할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 특히, 예를 들어 물 또는 다른 액체에 의한 습윤성을 변경하기 위해, 소수성 또는 친수성 코팅을 제조하는 역할을 할 수 있다. 또한, 반사성 코팅 또는 표면의 반사 감소를 달성할 수 있다. 부가적으로, 본 발명에 따른 방법으로 방염 또는 항균 특성을 갖는 성형물을 구성할 수 있다. 또한, 코팅된 성형물은 높은 내후성 및 내화학성을 가진다. 게다가, 상기 방법으로 높은 정밀도 및 균일한 높은 품질을 갖는 성형물을 제조할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법으로 수득가능한 성형물은 균열 또는 유사한 결함을 본질적으로 갖지 않는다. 부가적으로, 이러한 성형물은 높은 표면 품질을 갖는다.
본 발명에 따른 방법은 구체적으로 하기 방법 단계를 포함한다.
1.) 성형물 재료를 전체적 또는 부분적으로 구조화된 내부 표면을 갖는 사출 금형 안으로 220 내지 330℃의 온도에서 주입하고, 성형물 재료의 이형 온도, 바람직하게는 70 내지 90℃로 냉각시켜 성형물을 수득하는 단계.
2.) 코팅할 성형물의 표면과 사출 금형의 내부 표면 사이에, 2㎛ 내지 500㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 80㎛의 두께를 갖는 중간 공간이 생기도록 사출 금형을 변경시키는 단계.
3.) 생성된 중간 공간을, 액체 주입을 통해 반응성 혼합물로 전체적 또는 부분적으로 충전하는 단계.
4.) 금형을 다시 폐쇄하고 80 내지 140℃, 바람직하게는 100 내지 140℃의 온도로, 20초 이내, 바람직하게는 5 내지 8초 이내에 가열하는 단계.
5.) 금형을 후속하여 다시 냉각시키고 개방하고 코팅된 성형물을 꺼내는 단계.
임의적 실시양태에서, 방법 단계 3.)의 액체 주입 전에, 공동 (cavity)을 다른 공동으로 대체한다. 이는 방법 단계 1.)에서 성형물 및 방법 단계 3.)의 코팅의 액체 주입이 다른 공동에서 수행됨을 의미한다. 이러한 목적상 요구되는 기계 부품은 바람직하게는 슬라이딩 테이블에 의해 대체된다.
방법 단계 3.)의 반응성 혼합물은 40중량% 이상의 디(메트)아크릴레이트, 10중량% 이상의 트리-, 테트라- 또는 펜타(메트)아크릴레이트, 및 0.01 내지 3.0중량%의 열 개시제를 포함하는 배합물이다. 임의로, 0.05중량% 내지 0.2중량%의 윤활제가 존재하는 것 또한 가능하다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 윤활제 없이 수행된다. 놀랍게도, 심지어 반응성 혼합물 중에 윤활제가 존재하지 않아도, 그리고 이형제 없이도 가교 결합 후 벽 부착이 충분히 적다는 것이 확인되었다. 따라서 잔여물 없이 성형물을 꺼내는 것이 가능하다.
특별한 장점은, 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 40중량% 이상, 바람직하게는 60중량% 이상의 2개의 이중 결합을 갖는 가교 (메트)아크릴레이트를 포함하는 반응성 혼합물로 특히 달성된다. 용어 "이중 결합"은 특히 자유-라디칼적으로 중합성인 탄소-탄소 이중 결합을 지칭한다. 이에는 특히 불포화 알콜로부터 유도되는 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 2-프로피닐 (메트)아크릴레이트, 알릴 (메트)아크릴레이트, 비닐 (메트)아크릴레이트, 및 디올 또는 고급 다가 알콜로부터 유도되는 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 예컨대 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라- 및 폴리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,3-부탄디올 (메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 (메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 글리세릴 디(메트)아크릴레이트 및 디우레탄 디메타크릴레이트가 포함된다.
특히 바람직한 2개 이상의 이중 결합을 갖는 (메트)아크릴레이트는 특히 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트이다.
부가적으로, 반응성 혼합물은 3개 이상의 이중 결합을 갖는 하나 이상의 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 3개 이상의 이중 결합을 갖는 (메트)아크릴레이트의 비율은 반응성 혼합물의 중량을 기준으로 바람직하게는 10중량% 이상, 보다 바람직하게는 25중량% 이상이다.
특정 실시양태에서, 반응성 혼합물은 바람직하게는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및/또는 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트를 포함한다. 특히 관심있는 것은 특히 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트를 포함하는 반응성 혼합물이며, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 대 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트의 중량비는 바람직하게는 10:1 내지 1:10 범위, 보다 바람직하게는 5:1 내지 1:5 범위, 특히 바람직하게는 3:1 내지 1:3 범위, 가장 바람직하게는 2:1 내지 1:2 범위일 수 있다.
추가적 구성에서, 반응성 혼합물은 바람직하게는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 1,6-헥산디올 디아크릴레이트를 포함하며, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 대 1,6-헥산디올 디아크릴레이트의 중량비는 바람직하게는 10:1 내지 1:10 범위, 보다 바람직하게는 5:1 내지 1:5 범위, 특히 바람직하게는 3:1 내지 1:3 범위, 가장 바람직하게는 2:1 내지 1:2 범위이다.
특히 관심있는 반응성 혼합물은 또한 바람직하게는 펜타에리트리틸 테트라아크릴레이트 및 1,6-헥산디올 디아크릴레이트를 포함하는 것이다. 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 대 1,6-헥산디올 디아크릴레이트의 중량비는 적절하게는 10:1 내지 1:10 범위, 바람직하게는 5:1 내지 1:5 범위, 특히 바람직하게는 3:1 내지 1:3 범위, 가장 바람직하게는 2:1 내지 1:2 범위일 수 있다.
펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및/또는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트를 포함하는 반응성 혼합물은, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트의 비율이 증가할수록 놀랍게도, 특히 높은 내스크래치성을 지닌다. 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및/또는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트를 포함하는 반응성 혼합물은 특히 높은 UV 안정성을 지니고, 이는 특히 제논 시험으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트의 비율이 높은 혼합물은 마찰륜 시험에 따라, 심지어 제논 조사 이후에도 높은 내스크래치성을 보유한다.
코팅의 내스크래치성에 영향을 주는 한 요인은 혼합물의 중량을 기준으로 중합성 이중 결합의 수이다. 그 비율이 높을수록, 코팅은 보다 높은 내스크래치성을 달성할 수 있다. 반응성 혼합물은 따라서 바람직하게는 120g의 반응성 혼합물 당 1mol 이상의 이중 결합, 보다 바람직하게는 105g의 반응성 혼합물 당 1mol 이상의 이중 결합을 포함할 수 있다. 이러한 맥락에서, 내스크래치성은 3개 이상의 이중 결합을 갖는 (메트)아크릴레이트를 사용함으로써 증강시킬 수 있다.
경화시키기 위해, 반응성 혼합물은, 단량체를 자유-라디칼적으로 중합시킬 수 있는 1종 이상의 개시제를 포함한다. 이러한 맥락에서, 열의 작용에 의해 자유 라디칼을 형성하는 열 개시제가 여기서 사용된다.
적합한 열 개시제에는 아조 화합물, 퍼옥시 화합물, 퍼술페이트 화합물 또는 아조아미딘이 포함된다. 비제한적인 예는 디벤조일 퍼옥시드, 디쿠밀 퍼옥시드, 쿠멘 히드로퍼옥시드, 디이소프로필 퍼옥시디카르보네이트, 비스(4-tert-부틸시클로헥실) 퍼옥시디카르보네이트, 디칼륨 퍼술페이트, 암모늄 퍼옥시디술페이트, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴) (AIBN), 2,2'-아조비스(이소부티라미딘) 히드로클로라이드, 벤조피나콜, 디벤질 유도체, 메틸 에틸렌 케톤 퍼옥시드, 1,1-아조비스시클로헥산카르보니트릴, 메틸 에틸 케톤 퍼옥시드, 아세틸아세톤 퍼옥시드, 디라우로일 퍼옥시드, 디데카노일 퍼옥시드, tert-부틸 2-에틸퍼헥사노에이트, 케톤 퍼옥시드, 메틸 이소부틸 케톤 퍼옥시드, 시클로헥사논 퍼옥시드, 디벤조일 퍼옥시드, tert-부틸 퍼옥시벤조에이트, tert-부틸 퍼옥시이소프로필카르보네이트, 2,5-비스(2-에틸헥사노일퍼옥시)-2,5-디메틸헥산, tert-부틸 2-에틸퍼옥시헥사노에이트, tert-부틸 3,5,5-트리메틸퍼옥시헥사노에이트, tert-부틸 퍼옥시이소부티레이트, tert-부틸 퍼옥시아세테이트, 디쿠밀 퍼옥시드, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)시클로헥산, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 쿠밀 히드로퍼옥시드, tert-부틸 히드로퍼옥시드, 비스(4-tert-부틸시클로헥실) 퍼옥시디카르보네이트, 및 또한 듀폰 (DuPont)으로부터 ®바조 (Vazo), 예를 들어 바조 ®V50 및 ®바조 WS라는 명칭으로 수득가능한 자유-라디칼 생성제이다.
반응성 혼합물은 적절하게는 반응성 혼합물의 중량을 기준으로, 적절하게는 0.01중량% 내지 3중량%, 바람직하게는 0.1중량% 내지 2.5중량%, 특히 바람직하게는 0.5중량% 내지 1.5중량%의 열 개시제를 포함할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 반응성 혼합물은 임의로 윤활제를 포함할 수 있다. 조성물에 따라, 이는 접착 강도를 임계값까지 감소시키지 않으면서 코팅된 성형물의 이형성을 성공적으로 개선시킨다. 따라서 존재할 수 있는 보조제에는 윤활제, 예를 들어 폴리실록산, 20개 미만의 탄소 원자, 바람직하게는 16 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 포화 지방산, 또는 20개 미만의 탄소 원자, 바람직하게는 16 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 포화 지방 알콜의 군으로부터 선택되는 것이 포함된다. 반응성 혼합물의 중량을 기준으로 적은 비율, 0.25중량% 이하, 예를 들어 0.05 내지 0.2중량%가 존재하는 것이 바람직하다. 적합한 예는 스테아르산, 팔미트산, 및 스테아르산 및 팔미트산으로 이루어진 산업적 혼합물이다. 아크릴화 폴리실록산이 부가적으로 적절하며, 한 예는 13/6/αω2-헥실아크릴로일실록산이고, 이 화합물은, 예를 들어 골드슈미트 게엠베하 (Goldschmidt GmbH)로부터 RC 725의 상표명으로 수득할 수 있다. 다량의 폴리실록산을 또한 사용할 수 있다. 예를 들어, 10중량% 이하의 비율이 적합하고, 바람직하게는 1중량% 이하, 가장 바람직하게는 0.5중량% 이하이다. 다른 적합한 화합물의 예는 n-헥사데칸올 및 n-옥타데칸올, 및 또한 n-헥사데칸올 및 n-옥타데칸올로 이루어진 산업적 혼합물이다. 스테아릴 알콜이 특히 바람직한 윤활제이다.
반응성 혼합물은 또한 통상적 첨가제, 예컨대 착색제, 안료, 예를 들어 금속성 안료, UV 안정화제, 충전제 또는 나노재료, 특히 ITO 나노입자를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 목적하는 적용분야에 좌우되며, 따라서 넓은 범위 내에 있을 수 있다. 첨가제가 존재한다면, 이러한 비율은 바람직하게는 0 내지 30중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5중량%일 수 있다.
또한, 상기 방법은 사출 성형 시스템의 긴 사용 수명을 가능하게 한다. 놀랍게도, 특히 반응성 혼합물의 경화를 위한 온도 증가에 의해, 시스템의 보다 높은 불침투성을 달성하는 것이 가능하다. 여기서 사출 성형 시스템의 움직이는 부분이 반응성 혼합물의 경화에 의해 손상되지 않는 것이 필수적이다. 이는 특히 가열하는 동안 전형적으로 반응성 혼합물의 점도가 감소하여 보다 고온에서 반응성 혼합물이 전형적으로 더 자유롭게 유동하기 때문에 놀랍다. 또한, 본 발명의 구성으로 인해, 사출 성형 시스템 내에서의 성형물 재료의 열 분해는 최소화되어, 성형물이 높은 균일한 품질로 수득될 수 있다.
사출 성형 방법은 얼마전부터 공지되었고 널리 사용된다. 일반적으로, 여기서 성형물 재료는 사출 금형으로 주입하고 냉각시켜 성형물을 수득한다.
본 발명에 따르면, 코팅은 사출 금형의 변경에 의해 유리하게 영향을 받아, 코팅할 성형물의 표면과 사출 금형의 내부 표면 사이에 중간 공간을 만든다. 형성된 중간 공간은 사출 성형에 의해 반응성 혼합물로 충전될 수 있다.
앞서 상술한 단계들은 특히 공보 JP 11300776 및 JP 2005074896에 보다 상세히 논의되어 있고, 이는 본 출원에 개재의 목적으로 도입된다.
본 발명에 따른 방법을 수단으로, 예상할 수 없었던 방식으로, 코팅된 성형물을 제조하는 방법을 수행하는 것이 가능하며, 이는 단순하고 저렴한 방식으로 수행할 수 있다. 동시에, 매우 짧은 사이클 시간 안에, 전체적으로 봤을 때, 비교적 에너지를 적게 소비하여 성형물을 수득할 수 있다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 방법으로 기능성 코팅을 갖는 전체적 또는 부분적으로 구조화된 성형물을 제공할 수 있음이 확인되었다. 처음으로, 상기 방법에서 기능성 층 내에서의 임의의 구성의 구조를 재현하는 것이 가능하다. 내스크래치성 코팅을 갖는 구조화된 성형물을 제조할 수 있음이 확인되었다. 본 발명에 따라 제조된 성형물은 코팅 후에 바람직하게는 내스크래치성 코팅을 갖는 유광 표면 영역 및/또는 내스크래치성 코팅을 갖는 구조화된 무광 표면 영역을 가진다. 코팅된 성형물은 바람직하게는 표면 상에 유광 영역 및 구조화된 영역을 모두 갖는다. 코팅의 두께는 1㎛ 내지 200㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 80㎛ 범위이다.
특정 실시양태에서, 본 발명에 따른 방법을 사용하여 구조화된 및 인접한 구조화되지 않은 (평활한) 영역을 갖는 기능성 층을 갖는 성형물을 제조할 수 있다. 보다 특히, 고-광택, 내스크래치성, 부분적으로 구조화된 성형물이 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된다.
코팅된 성형물의 표면 구조는 바람직하게는 마이크로- 또는 나노구조이다. 특히 바람직한 구조적 단위는 플랭크 각 (flank angle)이 95°초과 내지 160° 미만인 것이다. 플랭크 각은 성형물 표면과 구조적 단위의 총 높이의 5%에 위치하는 구조적 단위 상의 지점 사이에 형성되는 각을 의미하는 것으로 이해된다. 비대칭적 구조적 단위의 경우, 플랭크 각은 평균 값으로서 이해되어야 한다. 이 경우, 개별적인 값은 가능하게도 95° 내지 160° 범위의 밖일 수 있다. 구조적 단위는 사다리꼴, 원형, 타원형 또는 삼각형일 수 있거나, 또 다른, 예를 들어 완전 비대칭적 모양을 가질 수 있다. 구조적 단위는 부가적으로 반사면을 가지지 않을 수 있고, 하나의 반사면 또는 하나 초과의 반사면을 가질 수 있다.
나노구조는 본 발명에 따르면 1나노미터 내지 1마이크로미터의 높이를 갖는 구조를 의미하는 것으로 이해된다. 마이크로구조는 1마이크로미터 내지 1밀리미터의 두께를 갖는 구조를 의미하는 것으로 이해된다.
코팅할 성형물의 제조를 위한 성형물 재료는 그 자체로 공지되어 있고, 이러한 성형물 재료는 필수적 구성품으로서 열가소적으로 가공가능한 중합체를 포함한다. 바람직한 중합체에는, 예를 들어 폴리(메트)아크릴레이트, 특히 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리(메트)아크릴이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 클로라이드가 포함된다. 여기서 폴리(메트)아크릴레이트 및 폴리(메트)아크릴이미드가 바람직하다. 이러한 중합체는 개별적으로 또는 달리 혼합물로서 사용될 수 있다. 부가적으로, 이러한 중합체는 또한 공중합체 형태일 수 있다. 바람직한 공중합체에는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체 및 폴리메틸 메타크릴레이트 공중합체, 특히 폴리메틸 메타크릴레이트-폴리(메트)아크릴이미드 공중합체가 포함된다.
본 발명의 성형물 재료는 50중량% 이상의 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴이미드 및/또는 폴리메틸 메타크릴레이트 공중합체를 포함한다.
성형물 재료는 통상적 첨가제 및 혼화물을 포함할 수 있다. 특히, 성형물 재료는, 실리콘 고무 그래프트 공중합체 또는 아크릴레이트 고무 개질제를 포함하여 성형물 재료의 내충격성 값을 개선시킬 수 있다. 이러한 첨가제에는 부가적으로 분자량 조절제, 이탈제, 대전방지제, 항산화제, 이형제, 난연제, 윤활제, 염료, 유동 개선제, 충전제, 광 안정화제, 안료, 풍화작용 안정화제 및 가소제가 포함된다. 첨가제는 통상적인 양, 즉 전체 조성물을 기준으로 80중량% 이하, 바람직하게는 30중량% 이하의 양으로 사용된다. 그 양이 전체 조성물을 기준으로 80중량%를 초과하면, 중합체의 특성, 예를 들어 가공성이 와해될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 반응성 혼합물은 자유-라디칼 중합에 의해 경화될 수 있는 조성물을 지칭한다. 사출 성형의 조건 하에서, 이러한 조건 하에서 상기 조성물이 적어도 일시적으로 자유-유동하도록 이러한 조성물을 사출 금형 안으로 주입할 수 있다. 코팅에 사용할 수 있는 반응성 혼합물은 특히 공보 JP 11300776 및 JP 2005074896에 상술된다. 이러한 공보는 개재의 목적으로 참고되고, 이러한 공보에 기재된 조성물은 본 출원에 도입된다. 특히 적합한 반응성 혼합물은 DE 102007028601에 개재되어 있는 것이다.
반응성 혼합물은 특히 반응성 사출 성형 방법에 사용될 수 있다. 따라서, 혼합물은 이러한 사용을 가능하게 하는 점도를 갖는다. 반응성 혼합물의 동적 점도는 바람직하게는 25℃에서 1 내지 200mPa*s 범위, 보다 바람직하게는 25℃에서 5 내지 50mPa*s 범위이고, 동적 점도는 (UL 어댑터를 갖는) 브룩필드 (Brookfield)에 따라 측정가능하다.
사출 금형에 성형물 재료가 주입되는 제1 방법 단계의 온도는, 특히 중합체 및 첨가제의 유형에 좌우된다. 이러한 가공 온도는 당업자에게 공지되어 있다. 일반적으로, 성형물 재료는 사출 금형으로 150 내지 350℃, 바람직하게는 220 내지 330℃ 범위의 온도에서 주입된다.
제1 방법 단계에서 금형의 후속된 냉각 온도는 마찬가지로 특정 성형물 재료에 통상적인 온도로 설정될 수 있다. 성형물 재료는, 반응 혼합물이 중간 공간으로 주입되기 전에, 바람직하게는 40 내지 160℃, 보다 바람직하게는 60 내지 120℃,가장 바람직하게는 70 내지 90℃ 범위의 온도로 냉각될 수 있다.
방법 단계 4에서 반응성 혼합물의 열 경화가 이루어지는 온도는 열 개시제의 유형에 좌우된다. 특히 관심이 있는 것은 특히 열 경화가 사출 금형 내에서 바람직하게는 60 내지 180℃, 바람직하게는 70 내지 160℃, 가장 바람직하게는 80 내지 140℃의 범위에서 이루어지는 방법이다. 열 경화 동안 온도가 너무 높으면, 균열이 형성될 수 있다. 과도하게 낮은 온도의 경우, 많은 경우 코팅은 사출 금형의 금속에 과도하게 부착되고, 내스크래치성은 또한 열 경화 동안 보다 높은 온도에 의해 일부 경우 증가될 수 있다.
본 발명에 따르면, 반응 혼합물은 사출 금형의 적어도 일부의 온도를 증가시킴으로써 경화된다. 놀랍게도, 따라서 처음 수득된 성형물 상에 어떠한 부정적인 영향을 주지 않으면서 코팅을 경화시키는 것이 가능하다. 특히 유리하게는, 사출 금형을 오직 부분적으로 가열하여 코팅을 경화시킨다. 적절한 개질에서, 반응성 혼합물과 접촉하는 사출 금형의 일부를 유리하게는 가열하고, 반응성 혼합물과 접촉하지 않는 사출 금형의 일부는 가열하지 않는다.
이러한 맥락에서, 본원에서 사용되는 용어 "사출 금형"은 본 전문 분야에 공지되어 있음을 명시해야 한다. 이는 일반적으로 쉐이핑에 필요한 사출 성형 시스템의 일부를 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 부분은 성형물 재료를 충전할 수 있는 공동을 형성한다. 성형물 재료를 냉각시킨 후, 파괴 없이 사출 금형을 개방하여, 생성된 성형물을 사출 금형으로부터 꺼낼 수 있다. 따라서, 사출 금형은 통상적으로 이러한 개방을 가능하게 하는 움직이는 부분을 포함한다. 쉐이핑을 위해, 사출 금형은 전형적으로 성형물 재료와 접촉하는 금속 부분을 가지어, 이러한 부분 또는 이러한 부분의 표면이 쉐이핑에 있어서 결정적으로 중요하다. 본 발명의 목적상, 용어 "사출 금형"은 특히 쉐이핑 부분을 의미하는 것으로 이해되며, 이는 여러 부분으로 이루어질 수 있다. 앞서 상술한 가열은 반응성 혼합물과 접촉하는 사출 금형의 일부가 매우 선택적으로 능동적으로 가열됨을 의미한다. 이는 특히 인덕션, 전류 흐름 또는 사출 금형의 이러한 부분과 접촉하는 가열 소자를 수단으로 이루어진다. 사출 금형의 다른 부분이 이러한 가열에 의해 열 전달의 결과로서 마찬가지로 가열될 수 있다는 사실은 본 목적상 중요하지 않은데, 이는 반응성 혼합물과 접촉하는 사출 금형의 표면이 반응성 혼합물과 접촉하지 않는 사출 금형의 표면보다 높은 온도를 가져 열 구배가 일반적으로 수득되기 때문이다.
사출 금형의 적어도 일부의 온도는 바람직하게는 5℃ 이상, 보다 바람직하게는 10℃ 이상, 가장 바람직하게는 30℃ 이상 증가한다. 간접 가열 소자를 수단으로 가열하는 경우, 이러한 수치는 특히 사출 금형의 적어도 일부와 접촉하고 가열시키는 가열 소자가 지니는 온도를 기준으로 한다. 인덕션 또는 사출 금형을 통해 흐르는 전류를 수단으로 가열하는 경우, 이러한 수치는 사출 금형이 지니는 최대 온도를 기준으로 한다.
이러한 온도 증가는 바람직하게는 짧은 기간 안에 달성될 수 있다. 이러한 온도 증가는 바람직하게는 1분 이내, 보다 바람직하게는 30초 이내, 가장 바람직하게는 5초 이내에 달성할 수 있다. 여기에서 특히 짧은 시간이 요구되지만, 이는 기술적 상황에 의해 제한된다.
특히 바람직한 실시양태에서, 사출 금형의 적어도 일부의 온도는 1분 이내에 10℃ 넘게 변경된다.
선행 기술과 비교하여, 본 발명에 따라 제조된 코팅된 성형물은 신규하고 개선된 특성을 가진다. 본 발명에 따르면, 반응성 혼합물의 주입시, 성형물의 온도는 70℃ 이상이다. 반응성 혼합물은 100℃ 이상의 온도에서 주입한 후 1분, 보다 바람직하게는 5초 이내에 경화된다. 특히 코팅할 성형물의 이러한 높은 온도는 성형물에 대한 코팅의 특히 강한 부착을 야기한다. 이러한 효과는, 성형물 재료로부터 성형물을 제조한 후, 성형물이 70℃ 미만의 온도로 냉각될 시간이 없어서, (성형물 재료에 따라) 미세한 구조, 예컨대 결정의 형성이 억제되거나 지연된다는 사실에 의해 증강된다. 이러한 효과는 선행 기술과 비교하여, 성형물과 코팅 사이의 계면에서 개선된 부착을 달성할 수 있는 가능성을 제공한다. 놀랍게도, 본 발명에 따라 제조된 성형물의 이러한 특정 특성은 기계류를 변화시키지 않고, 본 발명에 따른 방법에 의해서만 달성가능하다는 점을 확인했다.
사출 금형, 또는 사출 금형의 표면은, 반응성 혼합물의 주입 전, 주입 동안 또는 주입 후에 가열할 수 있다. 특히 실제로 사출 금형의 가열을 반응성 혼합물의 주입 전 또는 주입 동안 개시함으로써 특정 장점을 달성할 수 있다. 바람직하게는 성형물을 대향하는 사출 금형의 표면을 가열시키는 가열력의 최대는, 바람직하게는 코팅되지 않은 성형물의 최저 온도의 시점에서 시작하여 반응성 혼합물의 주입 후 3초 미만, 바람직하게는 1초 미만에 종료되는 범위 이내에 달성될 수 있다. 본 발명의 특정 측면에서, 성형물을 대향하는 사출 금형의 표면을 가열시키는 가열력의 최대는, 반응성 혼합물의 주입 전 또는 주입 동안 이루어질 수 있다. 이러한 구성 덕분에, 놀랍게도 성형물 상에 특히 낮은 수준의 균열이 있는 표면을 수득하는 것이 가능하고, 이는 특히 용이하게 이형될 수 있다.
부가적으로, 반응성 혼합물의 중합 (경화)의 개시 및 속도는 열 개시제의 유형 및 비율을 선택함으로써 그리고 금형 온도를 선택함으로써 조정할 수 있다. 부가적으로, 경화의 개시는 반응 혼합물 중 다-관능성 (메트)아크릴레이트를 선택함으로써 제어할 수 있다.
원리적으로 반응성 혼합물을 코팅하는 것이 가능한 시스템은 특히 상기 문서 JP 11300776 및 JP 200507486에 상술되어 있다. 개재의 목적상, 이러한 공보는 본 출원에 도입된다. 그러나, 이러한 공보에는 사출 금형의 적어도 일부의 온도가 1분 이내에 10℃ 넘게 변경될 수 있는 이러한 시스템에 대해서 전혀 기재되어 있지 않다. 이러한 시스템은 DE 102007051482에 개재되어 있다. 시스템은 바람직하게는 사출 금형의 적어도 일부의 온도를 5초 이내에 10℃ 넘게, 보다 바람직하게는 20℃ 넘게 변경시킬 수 있다.
이러한 구성은 특히 전류로 사출 금형의 적어도 일부를 가열하는 가능성에 의해 달성된다. 전기적으로 가열가능한 사출 금형을 갖는 사출 성형 시스템은 특히 EP-A-1 065 037, WO 96/29188 및 US 5,234,627에 상술되어 있고, 이는 개재의 목적으로 도입된다. 가열은 여기서 표면을 전기에 의해 가열하여 직접적으로 이루어질 수 있거나, 인덕션 또는 사출 금형의 쉐이핑 표면에 연결된 가열 소자에 의해 간접적으로 이루어질 수 있다. 여기서 간접적 방법이 바람직하다. 특히 적합한 것은 세라믹 가열 소자 또는 펠티에 (Peltier) 소자이다. 여기서 사출 금형을 하나 이상의 앞서 상술한 방법을 수단으로 가열하는 것이 가능하다.
인덕션에 의한 사출 금형의 가열은 특히 공보 DE 201 21 777 U1에 상술되어 있다. 개재의 목적상, 상기 공보는 본 출원에 도입된다.
펠티에 소자는 전류가 흐를 때 온도 차이를 발생시키거나, 온도 차이가 있을 때 전류가 흐르는 전열 변환기이다. 펠티에 소자 및 펠티에 냉각기에 대한 통상적 약어는 TEC (열전 냉각기)이다. 이러한 소자는 구입할 수 있다.
세라믹 가열 소자는 전기로 가열할 수 있는 세라믹을 포함한다. 이러한 맥락에서, 세라믹은 특히 산화물, 질화물 및 유사 물질을 포함할 수 있는 무기 재료를 지칭한다. 이러한 재료의 예는 특히 WO 00/34205, DE 35 12 483, DE 35 19 437 및 DE 37 34 274에 기재되어 있다. 이러한 공보는 본 출원에 개재의 목적으로 도입된다.
특정 실시양태에서, 반응성 혼합물이 통과하여 사출 금형으로 주입되는 주입 노즐에 펠티에 소자가 장착될 수 있다. 이렇게 함으로써 시스템의 사용 수명과 관련하여 놀라운 이점이 달성된다. 이는 특히 사출 금형을 대향하는 노즐의 측면이 가열되고, 사출 금형을 대향하지 않는 노즐의 측면은 냉각됨으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기에 바람직한 시스템은, 사출 금형의 적어도 일부를 냉각시킬 수 있는 냉각 시스템을 가진다. 냉각은 특히 공지된 냉각제, 예를 들어 공기, 물 또는 유사한 매체를 수단으로 이루어질 수 있다. 냉각제는 바람직하게는 가열된 사출 금형에 가까이 지나는 채널을 통과한다. 인덕션에 의해 사출 금형을 가열하는 경우, 냉각 채널은 사출 금형을 직접적으로 통과해 지날 수 있거나 중합체 성형물이 쉐이핑되는 사출 금형의 표면의 반대쪽에 배열된 표면에 제공될 수 있다. 예를 들어, 세라믹 소자를 수단으로 또는 펠티에 소자를 수단으로 하는 사출 금형의 간접 가열의 경우, 냉각제 채널은 가열 소자와 중합체 성형물이 쉐이핑되는 사출 금형의 표면 사이에 제공될 수 있다. 사출 금형이 전기에 의해 직접 가열된다면, 냉각제 채널은 사출 금형을 직접적으로 통과해 지날 수 있거나, 중합체 성형물이 쉐이핑되는 사출 금형의 표면의 반대쪽에 배열된 표면에 제공될 수 있다.
사출 금형의 내부 표면과 성형물의 표면 사이의 중간 공간을 반응성 혼합물로 충전한 후, 형성되는 코팅 상에 사출 금형의 내부 표면의 전체적 또는 부분적으로 구조화된 표면을 새기기 위해 금형을 폐쇄하고 압력을 낮춘다. 감소시킨 압력은 보통 기계류-관련 폐쇄력 미만이다. 코팅은 바람직하게는 반응성 혼합물로부터 20 내지 100bar, 보다 바람직하게는 20 내지 80bar의 압력으로 엠보싱된다.
성형물은, 예를 들어 마찰륜 시험으로 측정될 수 있는 높은 내스크래치성으로 주목할 만하다. 특히 관심이 있는 것은, 특히 구조화되지 않은 영역에 대한 헤이즈 값이 (ASTM 1044 (12/05) (적용된 중량 500g, 사이클 횟수 = 100)에 따른 내스크래치성 시험에 따름) 10% 이하, 보다 바람직하게는 6% 이하, 가장 바람직하게는 3% 이하 증가하는 코팅된 투명 성형물이다. ASTM 1044 (12/05) (적용된 중량 500g, 사이클 횟수 = 100)에 따른 내스크래치성은 부가적으로 20°에서의 광택의 감소로 측정할 수 있다. 이러한 맥락에서, 바람직한 코팅된 성형물은 ASTM 1044 (12/05) (적용된 중량 500g, 사이클 횟수 = 100)에 따른 내스크래치성 시험에 따라, 20°에서의 10% 이하, 보다 바람직하게는 6% 이하, 가장 바람직하게는 3% 이하의 광택의 감소를 나타낸다. 20°에서의 광택의 감소는 DIN EN ISO 2813에 따라 측정할 수 있다. 광택 변화의 측정은, 예를 들어 착색된 성형물 또는 착색된 코팅의 내스크래치성을 측정하기 위해 사용할 수 있다.
부가적으로, 본 발명의 성형물은 코팅의 뛰어난 결합 강도를 지니며, 이는 크로스-커트 시험으로 검사할 수 있다. 이러한 목적상, 코팅을 교차 패턴으로 에칭하고, 따라서 체스 보드 방식의 개별 세그먼트로 분할했다. 일반적으로, 여기에서 20개 이상, 바람직하게는 25개 이상의 개별 세그먼트가 형성된다. 여기서 선의 간격은 약 1mm이다. 그 후, 너비가 25mm인 접착 테이프를 붙이고, 다시 떼어냈다. DIN EN ISO 2409에 따라 측정한 cm2 당 접착 테이프의 탈착 힘은 대략 너비 25mm 당 10N이다. 시험을 수행하기 위해, 예를 들어, 테사 (Tesa)로부터 상표명 4104로 수득가능한 접착 테이프를 사용하는 것이 가능하다. 코팅된 성형물은 바람직하게는 1 이상, 보다 바람직하게는 0 이상의 크로스-커트 시험에 의한 등급평가를 달성한다. 등급 1은 5%를 현저히 초과하는 개별 세그먼트가 탈착되지 않았을 때 코팅된 성형물에 의해 달성된다. 개별 세그먼트가 탈착되지 않으면 (0%), 코팅된 성형물은 0의 등급을 달성한다.
또한, 바람직한 코팅은 균열이 부재하고 높은 내화학성을 지닌다. 예를 들어, 코팅은 특히 에탄올, 에탄올/물 (70/30), 벤진, 판크레아틴, 황산 (1%)을 견디며, 이러한 화합물과 접촉되어도 어떠한 응력 균열이 생기지 않는다.
바람직한 성형물은 ISO 527 (1mm/min에서)에 따라 1200mPa 이상, 바람직하게는 1600mPa 이상의 탄성률을 가질 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 성형물은 ISO 179에 따라 10kJ/m2 이상, 바람직하게는 15kJ/m2 이상의 샤르피 (Charpy) 내충격성을 가질 수 있다.
부가적으로, DIN 53 455-1-3 (1mm/min에서)에 따라 55 이상, 바람직하게는 60 이상의 장력 강도를 갖는, 뛰어난 내스크래치성을 갖는 중합체를 수득하는 것이 가능하다.
부가적으로, 본 발명의 성형물은 뛰어난 풍화작용 안정성을 지닐 수 있다. 예를 들어, 제논 시험에 따른 풍화작용 안정성은 바람직하게는 1000시간 이상, 보다 바람직하게는 2000시간 이상이다. 이러한 안정성은, 예를 들어 투과율의 적은 감소 또는 내스크래치성의 적은 감소로 측정할 수 있다. 특히 관심이 있는 것은 특히, 2000시간의 제논 조사 이후 투과율이 조사 시작시 투과율을 기준으로 10% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하 감소하는 코팅된 성형물이다. 부가적으로, 바람직한 성형물은 ASTM 1044 (12/05) (적용된 중량 500g, 사이클 횟수 = 100)에 따른 내스크래치성 시험 이후, 25% 이하, 보다 바람직하게는 15% 이하의 2000시간 동안의 제논 조사 후 헤이즈 값의 증가를 나타낼 수 있다. 부가적으로, 제논 조사 이후 내스크래치성의 측정은 또한 광택의 감소를 통해 가능하다. 이러한 맥락에서, 바람직한 코팅된 성형물은 ASTM 1044 (12/05) (적용된 중량 500g, 사이클 횟수 = 100)에 따른 20℃에서의 내스크래치성 시험 이후의, 25% 이하, 보다 바람직하게는 20% 이하, 가장 바람직하게는 15% 이하의 2000시간 동안의 제논 조사 후 광택의 감소를 나타낸다.
부가적으로, 본 발명의 코팅 조성물을 사용하여 수득된 바람직한 코팅은 교대 기후 시험 (alternating climate test)에서 높은 안정성을 나타내며, 기판의 변형에도 불구하고 단지 적은 균열이 형성된다. 교대 기후 시험을 수행하기 위하여, 문서 "BMW PR 303 - Teil d"에 기재된 응력 프로그램을 이용하는 것이 바람직하게 가능하다.
특히 바람직한 실시양태에서, 나노구조는 코팅 단계와 함께 엠보싱된다. 예를 들어, 내스크래치성인 나노구조화 성형물은 인간의 눈에 유광인 코팅을 제공하지만, 나노구조의 결과로서 눈부심 방지 특성을 가진다.

Claims (16)

  1. 폐쇄 금형 내에서 사출 성형 방법 단계 및 후속하는 팽창-플러딩-엠보싱 (expansion-flooding-embossing) 방법 단계의 조합으로 구조화된 다기능성 표면을 고-광택 표면과 함께 제조하고, 금형을 교체하지 않고 수행하는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법으로서,
    상기 방법은
    - 성형물 재료를 전체적 또는 부분적으로 구조화된 내부 표면을 갖는 사출 금형 안으로 220 내지 330℃의 온도에서 주입하고, 성형물 재료의 이형 온도로 냉각시켜 성형물을 수득하는 단계,
    - 코팅할 성형물의 표면과 사출 금형의 내부 표면 사이에 2㎛ 내지 500㎛의 두께를 갖는 중간 공간이 생기도록 사출 금형을 변경시키는 단계,
    - 액체 주입을 통해 반응성 혼합물로 생성된 중간 공간을 전체적 또는 부분적으로 충전하는 단계,
    - 금형을 다시 폐쇄하고 80 내지 140℃의 온도로 20초 이내에 가열하는 단계, 및
    - 금형을 최종적으로 다시 냉각시키고 개방하여 코팅된 성형물을 꺼내는 단계
    를 포함하고,
    상기 반응성 혼합물이 40중량% 이상의 디(메트)아크릴레이트, 10중량% 이상의 트리-, 테트라- 또는 펜타(메트)아크릴레이트, 및 0.01 내지 3.0중량%의 열 개시제를 포함하는 배합물인 코팅된 성형물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 구조화된 표면 및 고-광택 표면이 다기능성인 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 반응성 혼합물로 충전하는 단계 및 금형을 폐쇄하는 단계에 이어 5 내지 8초 이내에 100 내지 140℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 액체 주입 전에 슬라이딩 테이블에 의해 공동 (cavity)을 다른 공동으로 대체하는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 코팅할 성형물의 표면과 사출 금형의 내부 표면 사이의 중간 공간이 5㎛ 내지 80㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 반응성 혼합물이 어떠한 윤활제, 이형제, 또는 둘 모두를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 성형물 재료가 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴이미드 및 폴리메틸 메타크릴레이트 공중합체로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 50중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 반응성 혼합물이 25℃에서 1 내지 200 mPa*s 범위의 동적 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 성형물을 대향하는 사출 금형의 표면을 가열시키는 가열력의 최대가, 코팅되지 않은 성형물의 최저 온도의 시점에 시작하여 반응성 혼합물의 주입 후 1초 미만에 종료되는 기간 이내에 달성되는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 성형물을 대향하는 사출 금형의 표면을 가열시키는 가열력의 최대가, 반응성 혼합물의 주입 전 또는 주입 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물의 제조 방법.
  11. 사출 금형의 적어도 일부의 온도가 1분 이내에 10℃ 넘게 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한, 변경가능한 사출 금형을 갖는 시스템.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조가능하고, 코팅 이후 내스크래치성 코팅을 갖는 유광 표면 영역, 내스크래치성 코팅을 갖는 구조화된 무광 표면 영역, 또는 둘 모두를 가지며, 반응성 혼합물의 주입시 성형물이 70℃ 이상의 온도를 가지며 반응성 혼합물이 100℃ 이상의 온도에서 경화되는 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물.
  13. 제12항에 있어서, 코팅 이후 코팅된 성형물이 내스크래치성 코팅을 갖는 유광 표면 영역 및 내스크래치성 코팅을 갖는 구조화된 무광 표면 영역을 가지며, 각각의 코팅 두께가 5㎛ 내지 80㎛인 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물.
  14. 제12항에 있어서, 표면 구조가 마이크로- 또는 나노구조이고, 구조적 단위의 플랭크 각 (flank angle)이 95°초과 및 160° 미만인 것을 특징으로 하는 코팅된 성형물.
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