KR102506340B1 - 다층 착색 및/또는 효과 제공 코팅 및 베이스코트 층 형성 방법 - Google Patents

다층 착색 및/또는 효과 제공 코팅 및 베이스코트 층 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 10 μm 내지 50 μm 범위의 건조 필름 두께를 갖는 클리어코트 및 6 μm 내지 35 μm 범위의 건조 필름 두께를 갖는 베이스코트를 포함하는 기판에 착색 및/또는 효과를 제공하는 다층코팅에 관한 것이다. 베이스코트는 배향이 베이스코트의 광학적 특성에 영향을 미치는 착색 및/또는 효과성 안료, 및 착색 및/또는 효과성 안료의 배향을 제어하기 위한 제어 입자를 포함한다. 제어 입자는 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 최소 50%의 d10 값, 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 80% 내지 120% 범위의 d50 값 및 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 최대 200%의 d100 값을 특징으로 한다. 베이스코트를 생성하기 위해, 착색 및/또는 효과성 안료 및 제어 입자를 포함하는 베이스코트 재료가 제공된다. 베이스코트 재료는 기판에 도포되어, 베이스코트 필름을 형성한다. 이후 베이스코트는 건조 및/또는 경화되어, 베이스코트 층을 형성한다.

Description

다층 착색 및/또는 효과 제공 코팅 및 베이스코트 층 형성 방법
이하 설명되는 본 발명은 클리어코트 층 및 베이스코트 층을 포함하는 다층 착색 및/또는 효과 제공 코팅, 및 또한 베이스코트 층 형성 방법에 관한 것이다.
착색 및/또는 효과 제공 코팅은 일반적으로 서로 위에 도포되고 상이한 특성을 갖는 다수의 코팅 필름을 포함한다. 자동차 차체의 마감에서, 예를 들어, 프라이머 코트 및/또는 서페이서 층, 베이스코트 층 및 클리어코트 층이 빈번하게 연속으로 도포된다.
프라이머 코트는, 예를 들어, 더욱 구체적으로 전착 코팅에 의해 전기적으로 침착될 수 있다. 흔히 이는 기판에 대한 코팅의 접착을 향상시키는 역할을 한다. 전술한 자동차 차체와 같은 금속 기판의 경우에, 이는 또한 부식 방지 기능을 갖는다.
서페이서 층은 코팅될 기판 표면의 요철을 마스킹하는 역할을 하며, 코팅의 스톤칩(stonechip) 내성을 개선할 수 있는 탄성을 갖는다. 적절한 경우, 서페이서 층은 은폐력을 높이고 코팅의 음영을 깊게 하는 역할을 할 수도 있다.
베이스코트 층은 코팅의 착색 및/또는 각도 의존성 광학 효과를 갖는다. 이러한 맥락에서, 반사광의 밝기뿐만 아니라 착색이 밝기 플롭(flop) 및/또는 착색 플롭으로도 지칭되는 현상인 시야각의 함수로서 변할 수 있다.
클리어코트 층은 광학 효과를 강화하고 코팅을 기계적 및 화학적 손상으로부터 보호하는 역할을 한다.
실제로는 베이스코트 층이 기판에 도포되는 조건에 베이스코트 층의 착색 및 플롭 거동이 매우 크게 의존할 수 있음이 밝혀졌다. 베이스코트 층이 소판형(platelet-shaped) 착색 및/또는 효과성 안료를 수용하는 경우 특히 관련이 있다. 베이스코트 층 내에서 이러한 안료의 배향은 코팅의 광학적 특성에 크게 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 롤링 또는 나이프 코팅과 같은 도포 방법을 통해 베이스코트 층이 형성되는 경우, 이후 소판형 안료는 베이스코트 층 내에서 대부분 하나의 우선적인 방향으로, 즉 도포 방향으로 배향된다. 기본적으로, 코팅 기술 내에서, 안료가 우선적인 방향으로 배열되지 않는 간접 도포 방법과 대조적으로, 추가 조치 없이 안료가 우선적인 방향으로 배열되는 모든 도포 방법은 직접 도포 방법으로 지칭된다.
직접 도포로 인한 베이스코트 층은 이후 이방성 배열의 안료를 포함한다. 이는 베이스코트 층 따라서 또한 코팅의 광학적 특성이 시야각에 의존성임을 의미한다. 실제로 이는 예를 들어 자동차 차체의 일부로서 서로 인접한 도장된 부품의 음영을 일치시키기 위해 비용이 많이 들고 불편한 조치를 필요로 할 수 있다.
스쿼트(squirt) 또는 분무 도포와 같은 간접 도포 방법에 의한 베이스코트 층의 도포는 이러한 문제에 대한 간단한 해결책을 나타내는 것으로 보인다. 그러나 그러한 도포 방법도 단점이 없는 것은 아니다. 스쿼트 또는 분무 도포를 사용하면 원칙적으로 균일한 두께의 코팅 필름을 형성하기에 더 어렵다. 더욱이, 생성된 코팅 필름은 흔히 고르지 않은 표면을 갖는다.
EP 1 423 299 B1은 소판형 착색 및/또는 효과성 안료를 포함하는 베이스코트 층을 갖는 코팅의 생성을 가능하게 하는 절차를 개시하지만, 이들 안료의 광학적 특성은 시야각에 무관하다. 이 절차에 따르면, 비교적 두꺼운 1차 베이스코트 층이 직접 도포 방법에 의해 기반에 먼저 도포된다. 후속 단계에서, 이러한 1차 베이스코트 층은 비교적 얇은 2차 베이스코트 층으로 덮이고, 2차 베이스코트 층은 예를 들어 분무와 같은 간접 도포 방법의 사용에 의해 형성된다. 놀랍게도 이러한 방식으로 생성된 여러 겹의 베이스코트 층의 전체적인 시각적 효과는 오로지 제2 베이스코트 층에 의해 지배됨이 확인되었다. 이방성 배열의 안료를 갖는 비교적 두꺼운 부분 베이스코트 층 상의 등방성 배열의 안료를 갖는 비교적 얇은 부분 베이스코트 층은 오직 등방성 배열인 안료를 갖는 홑겹 베이스코트 층과 동일한 시각적 인상을 유발한다.
이 절차의 단점은 여러 단계의 베이스코트 층 도포가 코팅 작업을 더욱 비용이 많이 들게 만들고, 간접 도포 방법의 사용이 고르지 않은 베이스코트 층의 표면을 야기할 수 있다는 것이다.
본 발명의 기초가 되는 목적은 종래 기술의 문제에 직면하지 않고 착색 및/또는 효과성 안료를 포함하는 베이스코트 층, 및 그러한 베이스코트 층을 포함하는 코팅을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제1항의 특징을 갖는 코팅 및 제6항의 특징을 갖는 방법을 제안한다. 본 발명의 발전은 종속항의 주제이다.
본 발명의 코팅은 기판에 도포되는 다층 착색 및/또는 효과 제공 코팅이다. 이는 일관되게 다음 특징의 조합을 특징으로 한다:
- 코팅은 10 μm 내지 50 μm, 특히 25 μm 내지 40 μm 범위의 건조 필름 두께를 갖는 클리어코트 층을 포함함, 및
- 코팅은 6 μm 내지 35 μm, 특히 10 μm 내지 20 μm 범위의 건조 필름 두께를 갖고, 베이스코트 층 내의 배향이 코팅의 광학적 특성에 영향을 미치는 착색 및/또는 효과성 안료를 포함하는 베이스코트 층을 포함함.
코팅은 특히 베이스코트 층이 착색 및/또는 효과성 안료의 배향을 제어하기 위한 소위 제어 입자를 포함함을 특징으로 하고, 이들 제어 입자는 결국 다음을 특징으로 한다
- 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 최소 50%, 바람직하게는 최소 60%, 더욱 바람직하게는 최소 70%의 d10 및
- 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 80% 내지 120% 범위, 특히 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 80% 내지 100% 범위의 d50, 및
- 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 200% 이하, 바람직하게는 150% 이하, 특히 120% 이하의 d100.
언급된 수치 값은 베이스코트 층에 포함된 모든 제어 입자의 전체를 기준으로 한다. 따라서 이는 제어 입자의 d50(이는 베이스코트 층에 존재하는 제어 입자를 동일 크기의 두 부분으로 나눔)이 건조 필름 두께의 80% 이상 120% 이하이고, 10% 이하의 코트에 전체적으로 포함된 제어 입자가 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 0.5 배, 바람직하게는 0.6 배, 특히 0.7 배 미만의 직경을 갖고, 베이스코트 층에는 베이스코트 층의 건조 필름 두께를 100% 초과, 바람직하게는 50% 초과, 더욱 바람직하게는 20% 초과하는 직경을 갖는 제어 입자가 없음을 의미한다.
제어 입자의 직경은 일반적으로 두 자리 μm 범위 내에 있다. 이 범위 내에서 특히 DIN ISO 9276-1_2004 (입자 크기 분석 결과 표현 - 파트 1: 그래픽 표현) 및 ISO 9276-2_2014 (입자 크기 분석 결과 표현 - 파트 2: 입자 크기 분포로부터 평균 입자 크기/직경 및 모멘트의 계산)과 함께 ISO 13320_2009에 따라 d10, d50 및 d100 값을 매우 신뢰할 만하게 결정하는 것이 가능하다. 본 문서의 제어 입자의 직경에 관련된 수치 언급은 이러한 표준을 사용하여 확인된 값이다.
놀랍게도 이에 따라 정의된 제어 입자의 첨가는 베이스코트 층이 직접 도포 방법에 의해 도포되는 경우에도, 착색 및/또는 효과성 안료의 등방성 배열을 달성할 수 있음을 의미한다는 것이 밝혀졌다. 대부분의 제어 입자는 베이스코트 층의 건조 필름 두께에 대략 상응하는 직경을 갖는다. 이는 착색 및/또는 효과성 안료의 일부가 제어 입자의 표면에 대한 접선 방향, 따라서 예를 들어 도포 방향에 수직인 각도를 채택하도록 강제한다. 베이스코트 층 내에서 우선적인 방향, 즉 도포 방향으로 배향된 착색 및/또는 효과성 안료가 적을수록, 베이스코트 층 및 이에 따른 코팅의 광학적 특성이 시야각에 의존하는 정도가 작아진다. 따라서 사용된 제어 입자에 의해, 베이스코트 층의 시각적 외관을 제어할 수 있다. 이상적인 시나리오에서, 제어 입자는 음영의 각도 의존성을 독점적으로 제어하고, 예를 들어 코팅의 광택과 같은 광학 효과를 제어하지 않는다.
클리어코트 층 및 베이스코트 층의 건조 필름 두께는 각각의 경우 건조 후, 즉 코트에 용매가 더 이상 존재하지 않을 때 이들 코트의 두께를 지칭한다. 건조 필름 두께는 특히 DIN EN ISO 2808에 따라 결정될 수 있다. 건조 필름 두께에 대한 수치 언급은 본 경우에서 이러한 표준에 의해 확인된 값과 관련된다.
특히 바람직하게는 클리어코트 층 및 베이스코트 층은 각각 실질적으로 균일한 건조 필름 두께를 갖는다. 이는 특히 건조 필름 두께의 평균 편차가 예를 들어 DIN EN ISO 2808에 따라 결정된 값으로부터 바람직하게는 10% 미만임을 의미한다.
이 시점에서 본 발명의 코팅의 클리어코트 층 및 베이스코트 층은, 정의상 건조된 형태이지만, 반드시 경화되어 있어야 할 필요가 없음이 강조되어야 한다. 많은 경우에 건조 단계에 예를 들어 방사선 경화 형태의 개별적 경화 단계가 이어지는 클리어코트 및/또는 베이스코트 재료를 사용하는 것이 유용할 수 있다.
기판은 원칙적으로 임의의 원하는 물품일 수 있고, 예는 전술한 자동차 차체 또는 가구이다. 그러나 특히 바람직하게는, 기판은 필름, 특히 고분자 필름이다.
최근 몇 년간, 용매-포함 액체 코팅 재료를 사용하는 종래의 코팅 기술은, 물품의 코팅에서, 코팅 필름이 캐리어 필름으로부터 공작물에 전사되는 전사 코팅 기술에 의해 점차 대치되고 있다. 이러한 목적을 위해 일반적으로 캐리어 필름 및 코팅 필름 또는 전사될 필름의 라미네이트가 제공되고, 이러한 라미네이트는 특히 예를 들어 600 mm의 웹 폭 및 700 m의 웹 길이를 갖는 웹 재료 형태의 전사 코팅 필름으로 지칭된다. 도포를 위해, 코팅 필름이 있는 라미네이트 또는 코팅 필름이 먼저 코팅될 공작물에 압착된다. 사전에, 임의로, 접착 촉진층이 라미네이트의 코팅면 및/또는 코팅될 공작물에 도포될 수 있다. 이어서 캐리어 필름이 제거되고, 코팅 필름 또는 필름이 공작물에 남는다. 이러한 종류의 절차는 예를 들어 DE 10 2007 040 376 A1로부터 공지이다.
특히 바람직하게는, 본 발명의 코팅은 이러한 종류의 전사 코팅 필름의 구성요소이고, 이 목적을 위해 기판 역할을 하는 상응하는 캐리어 필름에 도포된다. 이러한 경우라면, 전사 코팅 필름의 순서는 바람직하게는 캐리어 필름 / 클리어코트 층 / 베이스코트 층이다.
특히 전사 코팅 필름의 경우에, 베이스코트 층 및/또는 클리어코트 층을 건조시키고 아직 경화시키지 않는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 코팅은 경화가 아직 일어나지 않았으므로 높은 기계적 유연성을 유지하면서 클리어코트 층을 비점착 상태로 건조함에 의해 전환될 수 있다.
기판 역할을 할 수 있는 적합한 필름은 예를 들어 DE 10 2007 040 376 A1로부터 공지이다. 특히 적합한 필름은 고분자, 예컨대 플루오로고분자 (예를 들어 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 (ETFE)), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌 (ABS), 아크릴릭-스타이렌-아크릴로니트릴 (ASA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌/폴리카보네이트 (ABS/PC), 아크릴릭-스타이렌-아크릴로니트릴/폴리카보네이트 (ASA/PC), 폴리아크릴레이트, 폴리스타이렌, 폴리카보네이트/폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PC/PBT) 및/또는 폴리메틸 메타크릴레이트로 구성된다.
원칙적으로 본 발명의 코팅은 클리어코트 층 및 베이스코트 층 외에도 추가의 층을 포함할 수 있으며, 예는 앞서 언급한 서페이서 층이다. 따라서, 본 발명의 코팅을 갖는 전사 코팅 필름은, 예를 들어, 캐리어 필름 / 클리어코트 층 / 베이스코트 층 / 서페이서 층의 순서를 가질 수 있다.
클리어코트 층을 생성하기 위해 고려되는 클리어코트 재료는 모든 통상적이고 공지된 1-성분 (1K), 2-성분 (2K) 또는 다성분 (3K, 4K) 클리어코트 재료뿐만 아니라, 분말 클리어코트 재료를 포함한다.
적합한 1K, 2K, 3K 또는 4K 클리어코트 재료는 예를 들어 특허 출원 DE 4204518 A1, EP 0 594 068 A1, 또는 EP 0 596 460 A1로부터 공지이다.
공지된 바와 같이, 1K 클리어코트 재료는 하이드록실-포함 결합제 및 가교제, 예컨대 블록 폴리이소시아네이트, 트리스(알콕시카르보닐아미노)트리아진 및/또는 아미노플라스트 수지를 포함한다. 또 다른 변형에서, 이들은 펜던트 카르바메이트 및/또는 알로파네이트 기를 갖는 고분자 형태의 결합제, 및 가교제로서 카르바메이트- 및/또는 알로파네이트-변성 아미노플라스트 수지를 포함한다 (미국 특허 US 5474811 A 또는 US 5605965 A, 또는 유럽 특허 출원 EP 0 594 068 A1 또는 EP 0 594 142 A1 참조).
2K, 3K 또는 4K 클리어코트 재료의 필수 성분은 사용하기 전에 별도로 보관되는 하이드록실-포함 결합제 및 가교제로서 폴리이소시아네이트를 포함하는 것으로 공지이다.
적합한 분말 클리어코트 재료가 예를 들어 독일 특허 출원 DE 4222194 A1로부터 공지이다.
이중 결합을 포함하는 OH-관능성 성분 A, 이중 결합을 포함하는 NCO-관능성 성분 B, 및 임의로 이중 결합을 포함하는 성분 C를 포함하는 WO 2009/024310 A2에 개시된 코팅 재료가 특히 적합하다. 성분 A는 바람직하게는 폴리올이고, 성분 B 및 C는 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트이다.
1K, 2K, 3K 또는 4K 클리어코트 재료를 사용하는 경우, 클리어코트 재료의 고체 분율은 클리어코트 재료가 도포되는 습윤 필름 두께 및 클리어코트 재료의 건조 후 생성되는 건조 필름 두께 모두에 영향을 미치도록 조정된다.
베이스코트 층 생성에 적합한 베이스코트 재료는 기본적으로 모두 공지된 용매-함유 및 수성 베이스코트 재료이다. 적합한 예는 US 5114789 A (컬럼 7 라인 41 내지 컬럼 8 라인 33, 컬럼 11 라인 24 - 50, 및 컬럼 13, 라인 30 - 40), EP 0 352 298 B1 (페이지 9 라인 19 내지 페이지 12 라인 38), EP 0 089 497 A1, EP 0 256 540 A1, EP 0 260 447 A1, EP 0 297 576 A1, WO 96/12747, EP 0 523 610 A1, EP 0 228 003 A1, EP 0 397 806 A1, EP 0 574417 A1, EP 0 531 510 A1, EP 0 581 211 A1, EP 0 708 788 A1, EP 0 593 454 A1, DE 4328092 A1, EP 0 299 148 A1, EP 0 394 737 A1, EP 0 590 484 A1, EP 0 234 362 A1, EP 0 234 361 A1, EP 0 543 817 A1, WO 95/14721, EP 0 521 928 A1, EP 0 522 420 A1, EP 0 522 419 A1, EP 0 649 865 A1, EP 0 536 712 A1, EP 0 596 460 A1, EP 0 596 461 A1, EP 0 584 818 A1, EP 0 669 356 A1, EP 0 634 431 A1, EP 0 678 536 A1, EP 0 354 261 A1, EP 0 424 705 A1, WO 97/49745, WO 97/49747, EP 0 401 565 A1, EP 0 496 205 A1, EP 0 358 979 A1, DE 2446442 A1, DE 3409080 A1, DE 19547944 A1, 또는 DE 19741554 A1에서 발견된다.
필요한 경우, 클리어코트 재료 및/또는 베이스코트 재료는, 이들의 도포 후 및 또한 적절한 경우 임의의 건조 단계 열적으로 및/또는 방사선에 의해 경화된다. 클리어코트 재료 및 베이스코트 재료는 임의로 한 단계에서, 다시 말해서 동시에 경화될 수 있다.
용어 "착색 및/또는 효과성 안료"는 본 문맥에서 안료가 매립된 종래의 직접 도포 방법에 의해 도포된 코팅 필름에 각도 의존성 음영 및/또는 각도 의존성 광학 효과를 부여할 수 있는 모든 안료를 포괄하는 것으로 의도된다.
특히 바람직하게는 착색 및/또는 효과성 안료는 판형이다. 주요 치수에서 소판형 착색 및/또는 효과성 안료의 크기와 소판형 착색 및/또는 효과성 안료의 두께 사이의 비율은 바람직하게는 3 초과, 특히 5 초과이다.
착색 및/또는 효과성 안료는 바람직하게는 유기 및 무기, 착색, 광학 효과, 전기 전도, 자기 차폐, 또는 형광 안료 및 금속 분말로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특히 바람직하게는 착색 및/또는 효과성 안료는 > 1, 더욱 바람직하게는 2 내지 2000 범위, 특히 3 내지 1000 범위, 더욱 바람직하게는 3 내지 100 범위, 더욱 더 바람직하게는 3 내지 50 범위의 소판의 종횡비, 즉 평균 직경 대 평균 두께의 비율을 갖는다.
본 발명에서 사용될 수 있는 효과성 안료의 특히 바람직한 한 예는 3 내지 10 범위의 종횡비를 갖는 소판형 알루미늄 플레이크이다.
적합한 효과성 안료의 예는 금속 소판 안료, 예컨대 상용 알루미늄 청동, DE 3636183 A1에서와 같이 크롬화된 알루미늄 청동, 상용 스테인리스 스틸 청동, 예를 들어, 진주 광택 및/또는 간섭 안료와 같은 비금속 효과성 안료, 아이언 옥사이드에 기초한 소판형 효과성 안료, 또는 액정 효과성 안료이다. 세부 사항에 대해, R
Figure 112020136512093-pct00001
mpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, 페이지 176, "Effect pigments" 및 페이지 380 및 381 "Metal oxide-mica pigments" to "Metal pigments", 및 특허 출원 및 특허 DE 3636156 A1, DE 3718446 A1, DE 3719804 A1, DE 3930601 A1, EP 0 068 311 A1, EP 0 264 843 A1, EP 0 265 820 A1, EP 0 283 852 A1, EP 0 293 746 A1, EP 0 417 567 A1, US 4828826 A, 또는 US 5244649 A가 참조된다.
적합한 무기 착색 안료의 예는 백색 안료, 예컨대 티타늄 디옥사이드, 징크 화이트, 징크 설파이드 또는 리토폰; 흑색 안료, 예컨대 카본 블랙, 철-망간 블랙 또는 스피넬 블랙; 크롬 안료, 예컨대 크롬 옥사이드, 크롬 옥사이드 하이드레이트 그린, 코발트 그린 또는 울트라마린 그린, 코발트 블루, 울트라마린 블루 또는 망간 블루, 울트라마린 바이올렛 또는 코발트 바이올렛 및 망간 바이올렛, 레드 아이언 옥사이드, 카드뮴 설포셀레나이드, 몰리브데이트 레드 또는 울트라마린 레드; 브라운 아이언 옥사이드, 혼합 브라운, 스피넬 상 및 α-알루미나 상 또는 크롬 오렌지; 또는 옐로우 아이언 옥사이드, 니켈 티타늄 옐로우, 크롬 티타늄 옐로우, 카드뮴 설파이드, 카드뮴 징크 설파이드, 크롬 옐로우, 또는 비스무트 바나데이트이다.
적합한 유기 착색 안료의 예는 모노아조 안료, 디스아조 안료, 안트라퀴논 안료, 벤즈이미다졸 안료, 퀴나크리돈 안료, 퀴노프탈론 안료, 디케토피롤로피롤 안료, 디옥사진 안료, 인단트론 안료, 이소인돌린 안료, 이소인돌리논 안료, 아조메틴 안료, 티오인디고 안료, 금속 착화합물 안료, 페리논 안료, 페릴렌 안료, 프탈로시아닌 안료, 또는 아닐린 블랙이다.
추가의 세부 사항에 대해, R
Figure 112020136512093-pct00002
mpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, 페이지 180 및 181, "Iron blue pigments" to "Black 아이언 옥사이드" to "Pigment volume concentration", 페이지 563 "Thioindigo pigments", 페이지 567 "Titanium dioxide pigments", 페이지 400 및 467, "Naturally occurring pigments", 페이지 459 "Polycyclic pigments", 페이지 52, "Azomethine pigments", "Azo pigments", 및 페이지 379, "Metal complex pigments"가 참조된다.
적합한 형광 안료(주광색-형광 안료)의 예는 비스(아조메틴) 안료이다.
적합한 전기 전도성 안료의 예는 카본 블랙 및 탄소 나노튜브이다.
적합한 자기 차폐 안료의 예는 산화철 또는 이산화크롬에 기반한 안료이다.
적합한 금속 분말의 예는 알루미늄, 아연, 구리, 청동 또는 황동의 분말이다.
본 발명의 맥락에서 사용될 수 있는 제어 입자는 바람직하게는 다음 특성 중 최소 하나, 더욱 바람직하게는 다음 특성 셋 모두를 특징으로 한다:
- 제어 입자는 구형 또는 적어도 대략적으로 구형이고: 여기서 대략적으로 구형은 모서리 및 가장자리를 가지지 않고 최대 및 최소 직경을 보유하며, 최대 대 최소 직경의 비율은 1.5 이하, 바람직하게는 1.2 이하, 더욱 바람직하게는 1.1 이하임을 의미하는 것으로 의도된다. 반대로 구형은 단지 하나의 직경을 보유함을 의미한다.
- 제어 입자는 플라스틱, 특히 에틸 및 메틸 알코올, 자일렌, 부틸 아세테이트, 메톡시프로필 아세테이트와 같은 유기 용매에 안정한 플라스틱으로 구성된다.
- 제어 입자는 최대 140℃에서 열안정성을 갖는 플라스틱으로 구성된다.
제어 입자의 물리적 성질은 본 발명에서 근본적으로 중요하지 않다. 대조적으로, 중요한 것은 베이스코트 층의 건조 필름 두께와 관련하여 위에서 정의된 제어 입자의 상대 크기이다.
예를 들어, 제어 입자는 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 아크릴레이트로 구성될 수 있다.
제어 입자가 이들이 매립되는 베이스코트 층에 각도 의존성 음영 또는 각도 의존성 광학 효과를 부여할 수 없는 것이 더욱 바람직하다. 이들 존재의 유일한 결과는, 바람직하게는, 착색 및/또는 효과성 안료에 의해 야기되는 광학 효과 또는 음영이 제어된다는 것이다.
이미 언급한 바와 같이, 일반적으로 제어 입자의 평균 직경은 두 자리 μm 범위에 있다.
사용된 착색 및/또는 효과성 안료는 바람직하게는 제어 입자의 d50 및 d100 값의 최대 5 배, 바람직하게는 3 배, 더욱 바람직하게는 2 배인 d50 및 d100 값을 특징으로 한다. 특히 바람직한 특정 구체예에서, 사용된 제어 입자의 d50 및 d100 값은 0.1 배 내지 5 배, 특히 0.1 배 내지 3 배이다.
바람직하게는 본 발명의 코팅은 다음 특징 중 최소 하나, 더욱 바람직하게는 다음 두 특징의 조합을 특징으로 한다:
- 베이스코트 층은 제어 입자를 (건조 상태의 베이스코트 층을 기준으로, 즉, 베이스코트 층을 형성하는 베이스코트 재료의 고체 분율을 기준으로) 2 wt% 내지 15 wt%의 분율로 포함한다.
- 베이스코트 층은 착색 및/또는 효과성 안료를 (건조 상태의 베이스코트 층을 기준으로, 즉, 베이스코트 층을 형성하는 베이스코트 재료의 고체 분율을 기준으로) 0.15 wt% 내지 15 wt%의 분율로 포함한다.
본 발명의 방법은 베이스코트 층, 더욱 바람직하게는 전술한 다층 코팅의 베이스코트 층을 생성한다. 따라서, 베이스코트 층 생성에 필요한 성분(베이스코트 재료, 착색 및/또는 효과성 안료, 제어 입자)은 또한 전술한 것으로부터 선택된다. 이 방법은 항상 다음의 세 단계를 포함한다:
- 베이스코트 재료를 제공하는 단계,
- 베이스코트 재료를 기판에 도포하여 베이스코트 필름을 형성하는 단계, 및
- 베이스코트 필름을 건조 및/또는 경화하여 베이스코트 층을 형성하는 단계.
이러한 베이스코트 재료는 일반적으로 항상 다음을 포함한다
- 베이스코트 층 내의 배향이 베이스코트 층의 광학적 특성에 영향을 미치는 착색 및/또는 효과성 안료, 및
- 생성될 베이스코트 층에서 착색 및/또는 효과성 안료의 배향을 제어하기 위한 제어 입자.
대부분의 경우, 특히 기재된 1K, 2K, 3K 또는 4K 클리어코트 재료를 사용하는 경우, 베이스코트 재료는 언급한 성분에 더하여 용매를 포함한다.
본 발명에 따르면, 베이스코트 재료의 고체 분율 및/또는 베이스코트 필름의 두께는 베이스코트 층이 6 μm 내지 35 μm 범위의 건조 필름 두께를 얻도록 조정된다.
또한, 본 발명의 코팅에 관한 상기 관찰에 따라, 사용된 제어 입자는 다음을 특징으로 하는 입자를 포함한다
- 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 최소 50%의 d10 및
- 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 80% 내지 120% 범위, 특히 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 80% 내지 100% 범위의 d50, 및
- 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 200% 이하, 바람직하게는 150% 이하, 특히 120% 이하의 d100.
이 시점에서 사용된 제어 입자가 반드시 단봉 분포를 가질 필요가 없다는 점이 강조되어야 한다. 그 대신, 각각 상이한 d50, 및 가능하게는 상이한 d10 및/또는 d100를 갖는 둘 이상의 제어 입자 분율을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 80%의 d50을 갖는 제1 제어 입자 분율, 및 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 100%의 d50을 갖는 제2 동일 크기 제어 입자 분율을 사용하는 것이 가능할 것이다. 이 경우 베이스코트 층의 전체 제어 입자의 d50은 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 90%일 것이다.
기판은 바람직하게는 위에 언급된 기판 중 하나이다. 한 바람직한 구체예에서 기판은 클리어코트 층이 이미 도포된 필름이다. 그러나 일반적으로 필름에 베이스코트 층이 먼저 도포된 다음 클리어코트 층이 도포되는 것이 바람직하다.
베이스코트 재료는 특히 바람직하게는 직접 도포 방법을 사용하여 도포된다. 적합한 그러한 방법은 특히 캐스팅, 나이프 코팅, 롤링, 또는 압출 코팅에 의한 도포를 포함한다. 이러한 방법은 통상적이고 공지된 장치, 예컨대 캐스팅 장치, 코팅 나이프, 롤, 특히 역회전 롤, 또는 압출기, 특히 필름 압출기로 수행될 수 있다.
본 발명의 개념은 도 1 내지 3을 참조하여 예시될 수 있다.
도 1(종래 기술)에 기판(100)에 도포된 베이스코트 층(101)의 단면이 개략적으로 나타난다. 베이스코트 층(101)은 나이프 도포에 의해, 다시 말해서 직접 도포 방법에 의해 형성된다. 소판형 금속 플레이크(102)가 착색 및/또는 효과성 안료로서 베이스코트 층(101)에 매립된다. 직접 도포 방법의 결과로서, 이들 플레이크는 모두 우선적인 방향으로, 즉 도포 방향(화살표)으로 배열된다. 입사광은 모든 금속 플레이크(102)에 의해 동일한 방식으로 반사된다. 따라서 베이스코트 층(101)의 색채 및 시각적 외관은 각도에 크게 의존한다.
도 2(종래 기술)에 기판(200)에 도포된 베이스코트 층(201)의 단면이 개략적으로 나타난다. 베이스코트 층(201)은 분무 도포에 의해, 다시 말해서 간접 도포 방법에 의해 형성된다. 소판형 금속 플레이크(202)가 착색 및/또는 효과성 안료로서 베이스코트 층(201)에 매립된다. 간접 도포 방법의 결과로서, 이러한 플레이크는 도 1에 따른 금속 플레이크보다 실질적으로 덜 정렬된다. 입사광은 모든 금속 플레이크(202)에 의해 동일한 방식으로 반사되지 않는다. 따라서 베이스코트 층(201)의 색채 및 시각적 외관은 도 1의 경우에서보다 각도에 덜 의존한다.
도 3에 기판(300)에 도포된 베이스코트 층(301)의 단면이 개략적으로 나타난다. 베이스코트 층(301)은 나이프 도포에 의해, 다시 말해서 직접 도포 방법에 의해 형성된다. 소판형 금속 플레이크(302)가 착색 및/또는 효과성 안료로서 베이스코트 층(301)에 매립된다. 직접 도포 방법에도 불구하고, 이들 플레이크는 모두 우선적인 방향, 즉 도포 방향으로 배열되지는 않는다. 그러한 배열은 금속 플레이크(302)와 같이 베이스코트 층(301)에 매립된 구형 제어 입자(303)에 의해 방지된다. 제어 입자(303)는 베이스코트 층(301)의 두께에 대략 상응하는 직경을 갖는다. 이는 금속 플레이크(302)의 일부가 제어 입자(303)의 표면에 평행하고 따라서 도포 방향(화살표)에 사선이거나 심지어 수직인 배열을 채택하도록 강제한다. 따라서 베이스코트 층(301)의 색채 및 시각적 외관은 도 1의 경우에서보다 각도에 현저하게 덜 의존한다.
도 4는 직접 도포 방법에 의해 기판(400) 상에 본 발명에 따라 형성되고, 클리어코트 층(404)으로 덮인 베이스코트 층(401)을 통한 단면의 현미경사진의 세부이다. 착색 및/또는 효과성 안료로서 금속 플레이크(402), 또한 제어 입자(403)가 베이스코트 층(401)에 매립된다. 제어 입자(403)는 베이스코트 층(401)의 두께에 대략 상응하는 직경을 갖는다. 금속 플레이크(402)가 제어 입자에 의해 사선 배향으로 강제됨이 명백하다.
(A) 프라이밍된 금속 기판 위에, 25%의 고체 분율을 갖는 베이스코트 재료가 60 μm의 습윤 필름 두께로 코팅 나이프에 의해 도포되었다. 베이스코트 재료는 폴리우레탄계 결합제, 첨가제 혼합물, 및 분산매로서 물을 포함했다. 이외에도, 2 wt% 분율의 유기 착색 안료 및 또한 효과성 안료로서 2 wt%의 알루미늄 플레이크를 포함했다 (이 경우 중량 수치는 각 경우에 전체로서 따라서 존재하는 분산매 및/또는 용매를 포함하여 베이스코트 재료를 기준으로 한다). 알루미늄 플레이크의 평균 직경(d50)은 10 μm이었다. 유기 착색 안료의 입자는 모두 1 μm 미만의 크기를 가졌다. 건조는 15 μm의 건조 필름 두께를 갖는 베이스코트 층을 제공한다.
(B) 프라이밍된 금속 기판 위에,35%의 고체 분율을 갖는 베이스코트 재료가 60 μm의 습윤 필름 두께로 코팅 나이프에 의해 도포되었다. 베이스코트 재료는 A에서 사용된 베이스코트 재료와 동일한 조성을 가졌고, 한 가지 예외는: 알루미늄 플레이크에 추가하여, 15 μm의 평균 직경(d50)을 갖는 폴리메틸 메타크릴레이트의 구체를 1 wt%의 분율로 포함했다 (또한 이 중량 수치는 전체로서 따라서 존재하는 분산매 및/또는 용매를 포함하여 베이스코트 재료를 기준으로 한다). 이들 구체는, 본 명세서의 의미에서, 제어 입자로 작용한다.
A 및 B에 따라 수득한 베이스코트 층의 광학적 비교는 A에 따라 생성된 베이스코트 층이, 예상된 바와 같이, 매우 큰 각도 의존성 음영을 나타냄을 보여주었다. 반대로 B에 따라 생성된 베이스코트 층은 현저하게 감소된 각도 의존성을 나타냈다.
다음 특징을 갖는 기판 상의 다층 착색 및/또는 효과 제공 코팅:
a. 코팅은 10 μm 내지 50 μm 범위의 건조 필름 두께를 갖는 클리어코트 층을 포함함,
b. 코팅은 6 μm 내지 35 μm 범위의 건조 필름 두께를 갖고, 베이스코트 층 내의 배향이 코팅의 광학적 특성에 영향을 미치는 착색 및/또는 효과성 안료를 포함하는 베이스코트 층을 포함함, 및
c. 베이스코트 층은 착색 및/또는 효과성 안료의 배향을 제어하기 위한 제어 입자를 포함함,
여기서 제어 입자는 다음을 특징으로 한다
d. 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 최소 50%의 d10 및
e. 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 80% 내지 120% 범위의 d50, 및
f. 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 200% 이하의 d100.

Claims (9)

  1. 다음 특징을 갖는, 기판 상의 다층 착색 및/또는 효과 제공 코팅:
    a. 코팅은 10 μm 내지 50 μm 범위의 건조 필름 두께를 갖는 클리어코트 층을 포함함,
    b. 코팅은 6 μm 내지 35 μm 범위의 건조 필름 두께를 갖고, 베이스코트 층 내의 배향이 코팅의 광학적 특성에 영향을 미치는 착색 및/또는 효과성 안료를 포함하는 베이스코트 층을 포함함, 및
    c. 베이스코트 층은 착색 및/또는 효과성 안료의 배향을 제어하기 위한 제어 입자를 포함함,
    여기서 제어 입자는 다음을 특징으로 하고:
    d. 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 최소 50%의 d10 및
    e. 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 80% 내지 120% 범위의 d50, 및
    f. 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 200% 이하의 d100,
    여기서 기판은 필름이고, 필름은 고분자 필름이고; 여기서 제어 입자는 구형임.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 다음 특징 중 최소 하나를 갖는 코팅:
    a. 제어 입자는 에틸 및 메틸 알코올, 자일렌, 부틸 아세테이트, 메톡시프로필 아세테이트와 같은 유기 용매에 안정한 플라스틱으로 구성됨.
    b. 플라스틱은 최대 140℃에서 열안정성을 가짐.
  4. 제1항에 있어서, 다음 특징 중 최소 하나를 갖는 코팅:
    a. 베이스코트 층은 제어 입자를 2 wt% 내지 15 wt% 분율로 포함함.
    b. 베이스코트 층은 착색 및/또는 효과성 안료를 0.15 wt% 내지 15 wt% 분율로 포함함.
  5. 제1항에 있어서, 다음 특징 중 최소 하나를 갖는 코팅:
    a. 착색 및/또는 효과성 안료의 평균 입자 크기(d50)는 제어 입자의 평균 입자 크기(d50)의 5 배 이하임.
  6. 다음 단계를 갖는 베이스코트 층 형성 방법
    a. 다음을 포함하는 베이스코트 재료를 제공하는 단계
    - 베이스코트 층 내의 배향이 광학적 특성에 영향을 미치는 착색 및/또는 효과성 안료, 및
    - 생성될 베이스코트 층에서 착색 및/또는 효과성 안료의 배향을 제어하기 위한 제어 입자,
    b. 베이스코트 재료를 기판에 도포하여 베이스코트 필름을 형성하는 단계, 여기서 기판은 필름이고, 필름은 고분자 필름임, 및
    c. 베이스코트 필름을 건조 및/또는 경화하여 베이스코트 층을 형성하는 단계,
    여기서
    d. 베이스코트 재료의 고체 분율 및/또는 베이스코트 필름의 두께는 베이스코트 층이 6 μm 내지 35 μm 범위의 건조 필름 두께를 얻도록 조정됨, 및
    e. 사용된 제어 입자는 다음을 특징으로 하는 입자를 포함하고,
    - 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 최소 50%의 d10 및
    - 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 80% 내지 120% 범위의 d50, 및
    - 베이스코트 층의 건조 필름 두께의 200% 이하의 d100
    여기서 제어 입자는 구형임.
  7. 제6항에 있어서, 베이스코트 재료는 직접 도포 방법을 사용하여 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 특히 베이스코트 층의 시각적 외관에 대한 시야각의 효과를 최소화하려는 목적으로 제어 입자가 베이스코트 층에서 착색 및/또는 효과성 안료의 등방성 배열을 일으키도록 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제5항에 있어서, 베이스코트 층의 시각적 외관에 대한 시야각의 효과가 최소화되도록 베이스코트 층에서 등방성 배열인 착색 및/또는 효과성 안료를 포함함을 특징으로 하는 코팅.
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