KR20030024669A - 금속성 표면감을 갖는 코팅된 기재, 기재를 부식성 광학층으로 접착 코팅하는 방법, 및 상기 방법으로 수득된코팅된 기재와 제품의 용도 - Google Patents

금속성 표면감을 갖는 코팅된 기재, 기재를 부식성 광학층으로 접착 코팅하는 방법, 및 상기 방법으로 수득된코팅된 기재와 제품의 용도 Download PDF

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클라우스-패터 쾨닉
잔델린렌나르트
카에스만미카엘
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클라우스-패터 쾨닉
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Abstract

본 발명은
(a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재의 표면에 도포한 후,
(b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고,
(c) 부식성 광학 층을 도포하고,
(d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열한 다음,
최종적으로, (e) 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하는 방법으로부터 수득되는, 금속성 표면감을 갖는 코팅된 기재에 관한 것이다.
부식성 광학 층은 금속 층이고/이거나, 상기 모든 방법은 120℃ 미만의 온도에서 실시한다.

Description

금속성 표면감을 갖는 코팅된 기재, 기재를 부식성 광학 층으로 접착 코팅하는 방법, 및 상기 방법으로 수득된 코팅된 기재와 제품의 용도{COATED SUBSTRATE WITH METALLIC SURFACE IMPRESSION, METHOD FOR ADHESIVELY COATING SUBSTRATES WITH CORROSIVE OPTICAL LAYERS AND USE OF SAID COATED SUBSTRATE AND PRODUCTS OBTAINED FROM A METHOD FOR ADHESIVELY COATING WITH CORROSIVE OPTICAL LAYERS}
DE 40 09 857 A1 호 및 DE 40 09 858 호에서는 베이스-코팅/투명-코팅 방법으로서 공지된 바니쉬 처리 방법(varnishing process)을 기술하고 있다. 이 방법에서, 중합체 수지를 함유하는 것과 같은 금속성 베이스 바니쉬(부식성 광학 층)는 보통의 상업적 전기영동 바니쉬 처리 방법 및 보통의 상업적인 필터를 사용하여 인산염화 강판에 도포된다. 도포된 베이스 바니쉬는 (표면을 소성 또는 연소되지 않고) 건조된다. 그 다음, 보통의 상업적 투명 코팅재가 도포되고, 2개의 바니쉬 코팅물이 140℃에서 베이킹된다.
오랜 기간 동안, 임의의 기재, 구체적으로 목재계 또는 플라스틱계 기재를 전체적으로 금속 외관을 갖도록 광학적으로 향상시키거나 처리하여 왔다. 이러한 외부적 효과는 특정 코팅물을 기재에 도포시킴으로써 달성되고 있다. 한편, 이 방법에서, 이들 기재 코팅물은 높은 광학적 기준을 충족시켜야 한다. 즉, 광택적이거나 이상적으로는 평탄한 반사성 표면 뿐만 아니라 뿌연 반점 이미지와 음영이 없으면서 균질하고 미학적으로 만족스런 전체적인 표면감을 만들어야 한다. 한편, 한 세트의 시각적 기준를 충족시킴과 더불어, 코팅물은 또한 기능적 요건들을 충족시켜야 한다. 이 점에서, 기재에 도포된 코팅물(들)의 접착력에 대해, 또는 오히려 상기 코팅물의 내산화성 또는 외부 부식성에 대해 특별한 관심이 집중되고 있다.
부식성 광학 층, 특히 금속성 코팅물을 플라스틱과 같은 기재에 도포하는 많은 종래 방법이 공지되어 있다. 플라스틱을 금속-코팅하는 방법으로는 예컨대 플라스틱 전기도금법(galvanization), 적합한 용액의 분무 도포법 또는 플라스틱계 기재상으로의 진공하 금속 증착법이 포함된다. 이러한 코팅물은 특히 기재의 보호, 예를 들어 용매, 오일 및/또는 습기의 영향으로부터 플라스틱 기재를 보호하기 위한 것이다. 그러나, 특히 이들은 전체적인 금속성 표면감이 요구되는 경우 금속성 기재를 사용하는 것에 비해 실질적으로 비용 절감 및 중량 저하가 가능하게 된다.
그러나, 부식성 광학 용액으로 코팅하는 경우, 부식에 대한 최소의 민감성 뿐만 아니라 기재에 대한 부식성 광학 층의 접착을 보장하는 것이 중요하다. 종래 기술에서, 이들 요건은 보호 바니쉬, 특히 투명한 보호 바니쉬의 사용을 통해 충족되지만, 또한 부식성 광학 층상에 도포하기 전에 경화제 성분이 일반적으로 첨가되는 염색된 보호 바니쉬의 사용을 통해서도 충족된다. 이 방법에서, 경화제 성분은 미리 보호 바니쉬에 첨가되어 상기 보호 바니쉬내의 수지 성분의 경화 과정을 촉진시키며, 또한 코팅된 기재의 마모, 가솔린 또는 방향제에 대한 저항성을 증가시킨다. 이러한 종래 방법은, 부식성 광학 층의 부식에 대한 민감성이 보호 바니쉬/경화제 혼합물의 도포에 의해 지연될지라도, 상기 층의 도포 도중에 보호 바니쉬 층에 대한 부정확성 또는 그에 대한 손상까지도 발생하는 임의의 상황에서는 부적합한 것으로 판명된다. 이러한 인열 또는 박리(flaking) 형태와 같은 손상은 "부식 전개(corrosion spread)"로서 알려져 있는 원하지 않는 현상이 뒤따른다. 이 현상이 발생되는 경우, 광학적 부식성 층을 따른 보호 바니쉬 층의 손상 부위로부터의 부식 전개는, 매우 짧은 시간내에 코팅된 기재에 대한 심각한 광학적 손상을 초래하며 결국에는 사용불가능하게 만든다.
기술된 바와 같은 보호 바니쉬를 도포하기 위한 종래 방법에 있어서, 수분 또는 기체마저도 기재 물질 자체를 통해 미코팅된 측면으로부터 외부 도포된 부식성 광학 층까지 확산되며, 여기서 이들이 또한 부식 현상을 일으킬 수 있음이 또한 관찰되었다. 플라스틱 기재에 관한 것 뿐만 아니라 다양한 금속에 관해서도, 종래 기술에 따른 기재의 처리와 관련된 이런 문제점은 잘 알려져 있다. 다시금, 단지기재의 하위면 및 내면을 값비싸게 코팅하는 공정에 따른 상당한 비용을 부담함으로써만 이런 현상이 완화될 수 있다. 따라서, 부식성 광학 층을 갖는 기재를 부식으로부터 보호하기 위한 종래 기술에 따른 부적절한 선택은, 외부 적용시 부식에 민감한 코팅물을 갖는 기재를 사용할 수 없게 한다.
더욱이, 현재 알려져 있는 부식성 광학 물질을 함유하는 코팅물 및/또는 상응하는 코팅 방법은, 그들의 접착 강도, 특히 기재상의 금속성 부식성 층에 대한 그들의 접착력에 있어 큰 문제점을 갖고 있다. 금속성 부식성 층의 접착 강도를 개선시키기 위해, 기재를 예전과 같이 은 층과 같은 금속성 부식성 층의 도포 전에 베이스 바니쉬 층으로 처리할지라도, 종래 기술에 따르면, 금속성 부식성 층을 베이스 바니쉬 층이 완전히 건조되기 전에 도포하는 경우에만 접착 강도가 개선된다. 이 방법은 접착 강도에 대해서는 만족스런 결과를 발생시킬지라도, 보호 바니쉬 층(들)을 금속성 부식성 층상에 도포한 후 정규의 열 처리 동안, 상기 금속성 부식성 층은 예컨대 백색 반점 또는 물결모양으로 광학적 손상을 입는다는 단점을 갖는 것으로 판명된다. 그러나, 이러한 효과는 거울-코팅에서는 특히 바람직하지 않다.
본 발명은, 금속성 표면감을 갖는 코팅된 기재, 또는 부식성 광학 층으로 기재를 접착 코팅하는 방법에 의해 수득된 금속성 표면을 갖는 코팅된 기재, 및 이러한 방법에 관한 것일 뿐만 아니라, 상기 방법에 의해 제조된 제품, 또는 이런 방법으로 수득된 금속성 표면감을 갖는 코팅된 기재의 용도에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 부식성 광학 물질의 도포로 인해 전체적인 금속성 표면감을 제공하는 코팅물을 갖는 기재, 및 상기 기재를 제조하는 적합한 방법을 제공하여, 상기 코팅된 기재 또는 이러한 코팅된 기재의 제조방법이 궁극적으로 기재에 대한 코팅물의 가능한 최대 접착력을 나타내고, 층의 부식성을 최소화하고,제조 인자들에 의한 광학적 손상을 제거하며, 기재 제조를 위한 공정을 최적화하기 위한 것이다.
상기 목적은 청구의 범위 제 1 항, 제 8 항, 제 18 항 및 제 19 항에 기재된 발명에 의해 해결된다.
청구의 범위 제 1 항에 따르면,
(a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재의 표면에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열한 다음, 최종적으로, 단계 (e)에 따라 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하되, 여기서, 혼합물로서, 단성분 보호 바니쉬, 특별히 나노-바니쉬(nano-varnish)를 보호 바니쉬 층으로서 사용하거나, 또는 보호 바니쉬 및 경화제 성분을 함유하는 이성분 보호 바니쉬를 도포하는 방법에 의해 수득되는,
금속성 표면감, 즉 기재에 총체적 금속성 외관을 부여하는 효과를 갖는 코팅된 기재가 청구될 수 있다.
본 발명은, 완전히 건조된 베이스 바니쉬 층을 갖는 기재상에 부식성 광학 층을 도포한 후, 공정 단계 (d)에 따라 추가 공정 또는 제 2 가열 공정으로 인해 상기 부식성 광학 층이 바니쉬-처리된 기재에 확실히 접착된다는 발견을 기초로 한다. 이 가열 단계 기간중의 온도는 120℃, 바람직하게는 100℃, 더욱 바람직하게는 80℃를 초과하지 못한다. 과학 이론과 달리, 공정 단계 (d)에 따른 가열 공정이 베이스 바니쉬의 단기간 유연성을 생성시키는 것으로 보여진다. 단계 (d)에 따른 가열 공정없이는, 건조된 베이스 바니쉬를 갖는 기재에 부식성 층을 접착시킨다는 것은 충분하게 달성될 수 없다.
궁극적으로, 본 발명자들에 의한 이런 발견은, 본 발명의 방법에 따라 다수의 해결방안을 적용하는데 따른 추가 비용이 없고, 광학적 손상이 없이, 최적의 부식 보호를 이끌어낼 뿐만 아니라, 기재로의 부식성 광학 층의 접착 요건 및/또는 예컨대 부식성 광학 층으로의 바니쉬 보호 층(들)의 접착 요건을 충족시킨다.
이런 방식으로 코팅된 기재는 목재, 합판, 플라스틱 또는 금속일 수 있다. 본 발명에 따라 코팅된 기재는 그들의 코팅물에 있어서 바람직하게는 5 내지 30㎛의 층 두께를 갖는 바니쉬의 하나 이상의 베이스 층에 그 특징을 갖는다. 0.01 내지 1㎛의 층 두께를 갖는 하나 이상의 부식성 광학 층(예컨대, 구리 층 + 은 층)이 상기 베이스 층들에 도포될 수 있다. 부식성 광학 층(들)에 도포되는, 최소 층을 하나 갖는 바니쉬의 하나 이상의 보호 층은, 5 내지 50㎛, 특히 15 내지 50㎛의 층 두께를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 일반적으로, 층은 100㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 또한, 50㎛ 미만인 전형적인 전술된 층의 두께는 코팅된 기재에 요구되는 광학적 기준을 전혀 충족시키지 못한다.
기재가 공정 단계 (a)에 따라 처리되는 베이스 바니쉬는, 캐리어 물질과 부식성 광학 필름 사이에 결합제로서 제공되며, 도포가능하다면 확산에 대한 보호재로서 제공된다. 이런 방식으로, 베이스 바니쉬는 특정 정도의 수혼화성 및 습윤성을 나타낸다는 이점을 갖는다. 통상의 시판중인 모든 이성분 바니쉬, 예컨대 Durodur(등록상표)(3051D-003, 모톤(Morton) 또는 롬 앤드 하스(Rohm & Haas), 경화제 5409를 함유함)는 베이스 바니쉬로서 사용될 수 있다. 그러나, 나노입자를 함유하는 소위 나노-바니쉬(이는 또한 졸-겔 기술을 기초로 하는 하이브리드(hybrid) 바니쉬로서 지칭되기도 한다)로서 일컫어지는 단성분 바니쉬도 또한 사용될 수 있다. 경화제를 함유하는 이성분 바니쉬 또는 단성분 바니쉬는 공기 또는 화로 건조 공정 및/또는 UV 경화 공정을 예컨대 광활성 성분과 혼합한 형태로 사용하여 건조될 수 있다.
베이스 바니쉬 층은 기재를 덮으며, 상기 기재로의 부식성 광학 층의 접착을 개선시킨다. 기재상의 불규칙하거나 거친 영역은 가능한 한 최대로 덮어야 한다. 베이스 바니쉬의 도포는 필요하다면 1회 또는 수회 반복될 수 있다.
분무법은 공정 단계 (a)에 따른 베이스 바니쉬 층의 도포에 특히 적합하다. 그러나, 기재의 "유동 코팅법"으로서 알려져 있는 방법 뿐만 아니라 침윤법도 또한 사용된다. 공정 단계 (b)에 따라, 베이스 바니쉬 층(들)의 건조 공정은 다음 공정 단계 - 이 단계가 베이스 바니쉬의 또다른 도포 또는 공정 단계 (c)에 따른 부식성 광학 층의 도포로 이루어지는지 여부에 따라 - 가 일어나기 전에 5분 이상의 공기 또는 화로 건조 공정 및/또는 UV 경화 공정의 형태로 실시될 수 있다. 이 공정에서, 공기 또는 화로 건조의 기간 및/또는 온도는 베이스 바니쉬내의 특정 결합제 뿐만 아니라 기재에 따라 달라진다. 전형적으로, 기재, 건조 온도 및 베이스 바니쉬에 따라, 5분 내지 10시간의 건조 기간이 선택된다. 1 내지 2시간의 건조 시간이 바람직하다. 건조 온도는 바람직하게는 20 내지 120℃, 특히 바람직하게는 70 내지 100℃이다.
본 발명의 범주내에서, 상기 모든 코팅된 기재로는 부식성 광학 층이 금속 층인 것으로 청구하고 있다. 본 발명에 따라 코팅된 기재로서, 플라스틱 또는 목재 코어를 사용하는 거울, 또는 임의의 사용을 위한 거울화된 물건이 특별히 포함되도록 은 층이 특히 바람직하다. 그러나, 금속성 효과의 바니쉬는 또한 부식성 광학 층내에 포함되거나 또는 부식성 광학 층을 형성할 수 있다. 이들 금속성 효과의 바니쉬는 전형적으로 금속 입자를 특징으로 한다.
본 발명의 범주내에서,
(a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재의 표면에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열한 다음, 최종적으로, 단계 (e)에 따라, 하나 이상의 단성분 보호 바니쉬 층(특히, 소위 나노-바니쉬) 및/또는 하나 이상의 이성분(즉, 바니쉬 및 경화제) 보호 바니쉬를 도포하는, 부식성 광학 층으로 기재를 코팅하는 방법이 또한 청구되고 있다.
공정 단계 (e)의 바람직한 실시에서, 공정 단계 (e2) 전인 공정 단계 (e1)에서 최소 층을 하나 갖는 하나 이상의 부식성 광학 층, 및 보호 바니쉬 층으로서 하나 이상의 보호 바니쉬(성분 A) 및 하나 이상의 경화제 성분(성분 B)을 함유하는 하나 이상의 이성분 혼합물, 및 도포가능하다면 단성분 보호 바니쉬(예컨대, 나노-바니쉬)에 초기에 도포될 수 있는, 하나 이상의 보호 바니쉬(성분 A)를 함유하되 경화제 성분이 없는 하나 이상의 층-형성제, 또는 하나 이상의 경화제 성분(성분 B)을 함유하되 보호 바니쉬가 없는 하나 이상의 층-형성제는, 상기 보호 광학 층에도포된다. 이런 방식으로 공정을 실시하여도 또한 부식성 광학 층을 가능한 한 최대로 기재에 확실히 부착시킨다. 이러한 접근으로 인해, 단계 (e1) 및 (e2)에 따라, 베이스 바니쉬-처리된 기재를 향하는 모든 방향으로 연장되는 부식성 광학 층을 통해 도포된 층을 네팅(netting) 또는 결합하게 된다. 이 바람직한 방식으로 공정을 실시하여 수득되는 코팅된 기재도 또한 본 발명의 목적이다.
따라서, 바람직한 실시에 따라, 보호 바니쉬, 예컨대 하기에 기술되는 바람직한 유형의 수지 성분을 함유하는 보호 바니쉬, 또는 하기에 기술되는 바람직한 유형과 같이 경화제를 함유하는 보호 바니쉬가 공정 단계 (e1) 또는 공정 단계 (e2)에서 사용된다. 천연 수지 또는 합성 수지는 보호 바니쉬의 성분으로서 사용될 수 있다. 보호 바니쉬내의 결합제로서 사용될 수 있는 합성 수지의 목록 예로는 페놀 수지, 아민 수지(예: 벤조구안아민, 우레아 및 멜라민 수지), 알키드 수지, 폴리비닐 아세테이트, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 콜로포늄(colophonium)-개질된 페놀 수지를 함유하는 폴리에스테르 수지, 염소 고무, 염소화 폴리프로필렌, 사이클로고무(cyclorubber), 케톤 수지 또는 아크릴레이트 수지가 포함될 수 있되 결코 이에 한정되지는 않는다. 보호 바니쉬에서, 결합제는 상응하는 용매 및/또는 희석제와 조합되고, 어떠한 전문가라도 용매 및/또는 희석제 및 결합제의 조합물이 보호 바니쉬로서 도포될 수 있으며, 이러한 형태로 도포될 수 있음을 알 것이다.
하기의 특정 경화제는 보호 바니쉬 층의 경화제로서 사용될 수 있다: 염화수소, 과산화물 또는 다작용성 화합물, 예컨대 폴리아민, 폴리에폭시 또는 폴리이소시아네이트.
(공정 단계 (e2)에 상응하는 바람직한 실시 공정 단계 (e)에서) 본 발명의 바람직한 양태에 따라 보호 바니쉬 층으로서 이성분 혼합물 또는 단성분 보호 바니쉬의 도포 전에 공정 단계 (e1)가 실시된다면, 경화제 성분(들)을 함유하지 않지만 도포가능하다면 기타 물질을 함유할 수도 있는 전술된 보호 바니쉬와 같은 하나 이상의 보호 바니쉬가, 층-형성제로서 선택되는 것이 바람직하거나, 또는 이와 관련하여 층-형성제로서 보호 층을 위한 하나 이상의 경화제가 선택되지만, 상기 층-형성제는 보호 바니쉬를 함유하지 않고 도포가능하다면 기타 물질을 예컨대 전술된 경화제중 하나를 함유할 수 있다.
바람직한 실시에서 공정 단계 (e) 또는 (e2)에 따라, 하나의 보호 바니쉬 및 하나 이상의 경화제 성분을 함유하는 이성분 혼합물가 보호 바니쉬 층으로서 도포되거나, 단성분 바니쉬(예컨대, 나노-바니쉬)가 도포된다. 이 경우, 경화제 성분의 기능은 도포된 바니쉬를 안정한 표면층으로 경화시키는데 있다. 경화제 성분에 의한 바니쉬의 경화 촉진은 바니쉬내의 수지 성분의 중합화, 다중첨가 또는 다중축합의 촉진을 기초로 할 수 있다. 투명-코팅 바니쉬가 특히 바람직하다.
공정 단계 (e1) 및 (e2)에 따라 기재를 코팅하는데 사용되는 보호 바니쉬 및/또는 경화제는 동일하거나 상이할 수 있다. 필요하다면, 공정 단계 (e1) 및 (e2)는 하나 이상의 연속적인 횟수로 반복될 수 있다. 예를 들면, 혼합물이 공정 단계 (e2)에 따라 도포되어 보호 바니쉬 층을 형성하기 전에, 공정 단계 (e1)은 동일하거나 또는 하나 이상의 상이한 보호 바니쉬로 2회 이상으로 반복될 수 있다.
또한, 층의 UV 경화가 또한 고려될 수 있을지라도, 보호 바니쉬 층(들)의 도포 후 또는 공정 단계 (e1) 후 공기 및/또는 화로 건조 단계를 삽입하는 것이 바람직하다. 건조 단계는, 층내의 층-형성제가 하나 이상의 보호 바니쉬를 함유하지만 경화제 성분은 전혀 함유하지 않는다면, 공정 단계 (e1)에 따른 특별한 이점을 갖기 쉽다. 공정 단계 (e1), (e2) 또는 (e)에 따른 건조 단계 기간은 바람직하게는 1분 이상, 특히 5 내지 15분이어야 한다. 건조 온도 및 기간은 기재, 보호 바니쉬의 조성 및/또는 건조 기간에 따라 달라지며, 이로 인해 건조 온도는 120℃ 이하, 전형적으로는 50 내지 80℃이어야 한다. 이러한 공기 및/또는 화로 건조는 특별히 보호 바니쉬 층의 도포에 따르는 것이 바람직하다. 전형적으로, 베이스 바니쉬 층의 경화 온도는 보호 바니쉬 층의 경화 및/또는 이후의 공정 단계 (e1)보다 높으며, 특별히 온도는 전형적으로 10 내지 20℃ 높다.
본 발명에 따라 처리된 기재는 목재, 합판, 금속 또는 플라스틱인 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은 베니어화된(veneered) 물질 뿐만 아니라 모든 목재에 적용될 수 있다. 본 발명에 따라 경화가능한 플라스틱의 목록 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드(PA), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBTB), 폴리페닐렌 옥사이드(PPO), 폴리우레탄 RIM(PUR-RIM), R-RIM, PP-EPDM, GF-UP, SMC 및 BMC가 포함되되 결코 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따른 방법의 한 양태에서, 공정 단계 (c)에서 부식성 광학 층은진공 증발법, 분무법 및/또는 전기도금법에 의해 그의 아래에 하나 이상의 층, 예컨대 하나 이상의 베이스 바니쉬 층으로 기재에 도포된다. 진공 증발법은 또한 고진공 조건하에서 실시될 수 있다. 금속 효과성 바니쉬도 또한 부식성 광학 층으로서 도포될 수 있다.
부식성 광학 층은 금속 층 또는 금속성 필름인 것이 바람직하다. 원칙적으로, 코팅 목적을 위해 사용가능한 모든 금속이 도포될 수 있다. 그러나, 거울 효과를 나타낼 수 있는 얇은 은 층의 도포가 바람직하다. 은 층과 같은 금속 층의 도포는, 특수 분무 건(gun)이 분무 용액 콘테이너에 연결되는 화학적 분무 금속화를 통해 달성되는 것이 바람직하다. 이 금속화는 전형적으로 특수 2-구성요소 건(special two-component gun)을 사용하여 실시된다. 은 염은 하나의 건 노즐로부터 분무되고, 환원 용액은 다른 것으로부터 분무된다. 분무 공정은 15 내지 90초 동안 계속되며, 필요하다면 헹굼 단계가 뒤따르고, 최종적으로 필요하다면 건조 단계가 뒤따른다. 후속적인 가열 단계 동안의 온도는 120℃, 바람직하게는 100℃, 더욱 바람직하게는 80℃를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
특수 칼라 효과를 만들기 위해, 전형적으로 투명한 보호 바니쉬(들)가 색조화될 수 있다. 하나 이상의 칼라 성분은 코팅되는 기재의 목적하는 색조에 따라 달리 선택되며, 이로 인해 예컨대 상기 코팅된 기재의 청동빛, 황금빛 또는 구리빛 색조가 달성될 수 있다. 광택성 은 층의 광학적 교란성 황색 색조를 제거하고 크롬-유사 광채를 발생시킬 수 있는 이러한 칼라 성분을 첨가하는 것이 특히 바람직하다. 특히, 자폰(Zapon) 염료 및/또는 광학 광택제가 칼라 성분으로서 사용될 수있다. 하나 이상의 보호 바니쉬가 공정 단계 (e1)에 따라 층-형성제로서 사용된다면, 칼라 성분(들) 및/또는 광학 광택제(들)는 보호 층의 보호 바니쉬내에 혼입되는 것이 바람직하다.
다른 바람직한 실시에서, 색조화를 목적으로 착색제를 함유하는 이성분 보호 바니쉬는 공정 단계 (e)에 따라 도포된 후, 추가의 투명-코팅 바니쉬로서 이성분 보호 바니쉬와 같은 보호 바니쉬를 첨가한다.
따라서, 본 발명의 목적은 또한 청구의 범위 제 7 항 내지 제 17 항의 방법중 하나를 사용하여 코팅되는 금속성 표면감을 갖는 이러한 기재에 있다. 청구의 범위 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 따른 코팅된 기재, 또는 제 8 항에 따른 금속성 표면감을 갖는 기재는, 일반적인 고체 금속 표면감이 요구되는 모든 적용에 특별히 사용된다. 상기 코팅된 제품의 용도의 예로는 기념품, 크리스마스 트리, 위생용품, 장식품, 화장품, 가정용품, 전자제품 및/또는 장난감 제품이 포함된다. 이러한 코팅된 기재는 또한 자동차 제조시에 사용되는 구성요소의 모든 분야에 사용된다. 알루미늄 프로파일 요소는 기타 적용 분야를 대표한다. 본 발명에 따라 코팅된 기재는 내부 영역 및 외부 영역 모두에서 사용될 수 있다. 이들 코팅된 기재의 용도는 반사 효과가 요구되는 경우에 특히 바람직하다.
본 발명에 따라 처리된 금속성 표면감을 갖는 기재에서의 종래 기술보다 우월한 결과는, 또한 보호 층(들)이 도포되지 않은 경우, 즉 경화제를 함유하되 보호 바니쉬는 함유하지 않는 층(들)이 도포되는 경우, 또는 보호 바니쉬를 함유하되 경화제는 함유하지 않는 층(들)이 도포되는 경우이지만, 하나 이상의 보호 바니쉬 층대신에, 기타 물질과 더불어, 경화 공정에 있어 지연 효과를 발휘하는 하나 이상의 기타 기능성 물질 뿐만 아니라 도포가능하다면 하나 이상의 보호 바니쉬 및 하나 이상의 경화제 성분을 함유하는 보호 층(들)이 부식성 광학 층에 직접 도포되는 경우에도 또한 달성된다.
이는 하나 이상의 지연제, 하나 이상의 연화제 및/또는 하나의 오일 성분으로 이루어질 수 있다. 이와 관련하여 소위 탄성 보호 바니쉬의 사용이 고려될 수 있다. 지연제는 예컨대 경화제 성분(들)을 갖는 보호 바니쉬의 중합화를 지연시킬 수 있다. 이 경우, 또한 보호 바니쉬를 그 아래 층내로 관통할 수 있게 되어, 부식으로부터의 보호 및 접착 강도도 또한 보장된다. 또한, 보호 바니쉬가 없는 경화제 또는 역으로 경화제가 없는 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 층을 부식성 광학 층에 도포한 후, 경화를 지연시키는 하나 이상의 추가 성분 뿐만 아니라 경화제 및 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하고, 최종적으로 하나 이상의 경화제 성분 및 하나 이상의 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 추가 보호 바니쉬 층을 도포함으로써, 최종 언급된 보호 바니쉬 층을 신속하게 경화시키는 이점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 또한 하나 이상의 추가 지연성 경화 층으로 코팅되는 하나 이상의 부식성 광학 층을 포함함으로써 상기 지연성 경화 층이 그 아래의 하나 이상의 부식성 광학 층, 소위 나노-바니쉬를 관통할 수 있는 모든 코팅물에 관한 것이다. 결론적으로, 본 발명은 이러한 코팅된 기재를 보존하는데 사용되는 모든 방법으로, 하나 이상의 부식성 광학 층이 초기에 도포된 후, 경화되기 전에 적어도부식성 광학 층을 관통할 수 있는 층-형성제를 도포하는 부식성 광학 층을 그 특징으로 한다.
본 발명은 하기 실시예를 통해 더욱 상세히 설명한다.
(a)
본 실시예는 접착성이고 보존 특성을 갖는 부식성 광학 층을 함유하는 코팅물을 사용하여 플라스틱 표면을 거울-코팅하는 방법을 기술한다.
우선, ABS 플라스틱으로 제조된 1m × 1m의 판을, 수-민감성 베이스 바니쉬를 함유하는 반응기(이성분 바니쉬, 모톤 캄파니(Morton Company), 미국(또는 롬 앤드 하스) Durodor 3051D-003(등록상표), 경화제 5409를 함유함)내에 침지시켰다. 전문가에게 알려져 있는 적합한 기계적 제조방법에 의해 ABS 플라스틱 판의 광택성 바니쉬 표면을 제조하였다. 베이스 바니쉬 층을 80℃의 화로 온도에서 1.5시간 동안 건조시켰다(공정 단계 (b)).
베이스 바니쉬 층의 도포 후, ppm 범위의 농도로 주석을 함유하는 감작화제를 사용하여 베이스 바니쉬를 가공하여 감작화하였다. 그 다음, 중간 헹굼 단계를 실시하였다.
다음 단계에서, 은 염 용액과 환원제의 혼합물을 습윤 공정에서 베이스 바니쉬 처리된 플라스틱 판상에 분무시키고, 그의 표면을 광택성 은 반사 층으로 코팅시켰다. 금속 층의 도포 후, 헹굼 단계를 실시하고, 최종적으로 따뜻한 블라스트공기로 상기 금속 은 용액의 도포 층을 건조시켰다. 그 다음, 70℃의 온도에서 10분 동안의 후속적 가온 단계를 실시하였다.
부식성 광학 층을 보호하기 위해, 임의의 외부 영향에 의한 손상에 대처하기 위한 금속성 은 층의 경우, 경화제 성분(페르마크론(Permacron))을 함유하는 투명 바니쉬(Helacryl(등록상표), 스피에스 앤드 헤커(Spiess & Hecker))를, 플라스틱 판을 분무함으로써 10㎛의 층 두께로 금속 층에 도포하였다(공정 단계 (e)). 이 방식으로 코팅된 플라스틱 판을 후속적으로 40 내지 60℃의 온도에서 60분 동안의 화로 건조 공정을 실시하였다.
최종적으로, 공정 (a)에 따라 수득된 반사 특성을 갖는 1m × 1m의 코팅된 플라스틱 판을 접착력 및 부식에 대해 시험하였다.
(b)
본 실시예에서, 우선 임의의 전문가에게 알려져 있는 격자-구획 시험(grid-section test)을 실시하였다. 날카로운 도구로 폐쇄-메쉬 격자를 반사성 바니쉬-보호 층내에 긁었다. 그 다음, 접착제 스트립을 사용하여 개별 층 서로에 대한 접착력 및 플라스틱 기재와의 접착력을 시험하였다. 여기서, 긁힌 격자를 접착제 스트립으로 덮었다. 접착제 스트립에 외부 압력을 가하고, 이를 약 1분 동안 접착시킨 후, 접착제 스트립을 접착 지점으로부터 재빠르게 제거하였다. 접착제 스트립상의 보호 바니쉬 층 또는 금속 은 층 모두에서 전혀 흔적이 발견되지 않았다.
반면, 은 층에 의해 덮인 건성 베이스 바니쉬 층을 특징으로 하지만, - 본 발명에 의해 제공된 바와 같이 - 공정 단계 (d)에서 가열하지 않고 도포되는 코팅된 기재(이는 초기에 기술된 바와 같이 당해 분야의 현 상화에 따라 공지되어 있는 공정 단계 (d)가 없는 방법으로부터 수득된 기재)와의 비교 시험에서, 접착제 스트립상에서 상기 층의 다수의 접착 부위가 발견되었다. 이들은 보호 바니쉬 층의 부위, 특히 베이스-바니쉬된 기재로부터 분리된 은 층의 부위를 포함하였다.
결론적으로, 이는 본 발명에 따라 수득된 코팅된 플라스틱 판, 또는 본 발명의 방법에 따라 처리된 플라스틱 기재(이 경우, 판)에서는, 접착 문제에 관한 어떠한 기미도 나타나지 않았다. 이 시험에서 개별 층 상호간 및 기재에 대해 전체 코팅물의 접착 모두가 예외적으로 안정한 것으로 판명된 반면, 비교 시험에서는 보호 바니쉬 층 및/또는 기재상의 전체 코팅물의 접착 강도는 불량스러운 것으로 밝혀졌다.
(c)
후속적으로, 공정 (b)에 따라 격자로 긁어 표면이 손상되게 처리된 플라스틱 판을 15일 동안 습한 실내, 즉 매우 부식성인 조건하에 보관하였다. 이 공정 기간 동안, 본 발명에 따라 코팅된 플라스틱 판은 격자에 인접한 영역에서 색 또는 버클링(buckling)이 전혀 손상되지 않은 것으로 나타났다.

Claims (32)

  1. (a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재의 표면에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열한 다음, (e) 나노-바니쉬(nano-varnish)와 같은 단성분 보호 바니쉬 및/또는 이성분 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하는 방법으로부터 수득된, 금속성 표면감을 갖는 코팅된 기재로서,
    상기 부식성 광학 층이 금속 층임을 특징으로 하는 코팅된 기재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재의 표면에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열하고, (e1) 보호 바니쉬인 하나 이상의 성분 A 또는 경화제 성분인 하나 이상의 성분 B를 함유하는 층-형성제를 상기 하나 이상의 부식성 광학 층에 도포한 다음, (e2) 단성분 보호 바니쉬 또는 이성분 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하는 방법으로부터 수득된 코팅된 기재로서,
    상기 부식성 광학 층이 금속 층임을 특징으로 하는 코팅된 기재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    금속 층이 은 층임을 특징으로 하는 코팅된 기재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    기재가 목재, 합판, 플라스틱 또는 금속임을 특징으로 하는 코팅된 기재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    금속 층의 두께가 0.01 내지 1㎛이고, 보호 바니쉬 층(들)의 총 두께가 5 내지 50㎛임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    베이스 바니쉬 층의 두께가 5 내지 30㎛임을 특징으로 하는 방법.
  7. (a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열한 다음, (e) 나노-바니쉬와 같은 단성분 보호 바니쉬 및/또는 이성분 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하는, 부식성 광학 층으로 기재를 접착 코팅하는 방법으로서,
    상기 단계 (c)의 부식성 광학 층이 금속 층임을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    (a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열하고, (e1) 보호 바니쉬인 하나 이상의 성분 A 또는 경화제 성분인 하나 이상의 성분 B를 함유하는 층-형성제를 상기 하나 이상의 부식성 광학 층에 도포한 다음, (e2) 단성분 보호 바니쉬 또는 이성분 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하는 방법으로서,
    상기 단계 (c)의 부식성 광학 층이 금속 층임을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    금속 층이 은 층임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    공정 단계 (b)에 따른 베이스 바니쉬 층의 건조 공정이, 5분 이상의 공기 또는 화로 건조 공정 및/또는 UV 경화 공정임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    공정 단계 (e1)에 따라 도포된 층 또는 보호 바니쉬 층의 공기 또는 화로 건조 공정을 1분 이상, 또는 상기 보호 바니쉬 층의 UV 경화 공정을 수행함을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,
    기재가 목재, 합판, 금속 또는 플라스틱임을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 7 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서,
    기재가 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드(PA), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBTB), 폴리페닐렌 옥사이드(PPO), 폴리우레탄 RIM(PUR-RIM), PP-EPDM 및 GF-UP로 이루어진 군으로부터 선택된 플라스틱임을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 7 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (c)의 금속 층을 진공 증발법, 분무법 및/또는 전기도금법에 의해 도포하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    금속 층을 금속 분무 환원법에 의해 도포함을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 7 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서,
    공정 단계 (d)에 따라, 50 내지 80℃의 온도에서 바람직하게는 10분 이상 동안 가열함을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 7 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서,
    보호 바니쉬로서, 보호 바니쉬 및 경화제와 더불어, 하나 이상의 색조 성분을 함유하는 혼합물을 도포함을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 7 항 내지 제 17 항중 어느 한 항의 방법에 따라 처리된 것을 특징으로 하는, 금속성 표면감을 갖는 기재.
  19. 거울, 반사 물질, 장난감, 위생용품, 기념품, 가정용품, 전자제품, 장식품 및/또는 크리스마스 트리 장식품, 알루미늄 프로파일 요소, 또는 자동차 제조시 구성요소로서, 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항의 코팅된 기재 또는 제 18 항의 기재의 용도.
  20. (a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재의 표면에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열한 다음, (e) 나노-바니쉬와 같은 단성분 보호 바니쉬 및/또는 이성분 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하는 방법으로부터 수득된, 금속성 표면감을 갖는 코팅된 기재로서,
    상기 단계 (a), (b), (c), (d) 및 (e)중 어느 단계에서도 120℃의 온도를 초과하지 않음을 특징으로 하는 코팅된 기재.
  21. 제 1 항에 있어서,
    (a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열하고, (e1) 보호 바니쉬인 하나 이상의 성분 A 또는 경화제 성분인 하나 이상의 성분 B를 함유하는 층-형성제를 상기 하나 이상의 부식성 광학 층에 도포한 다음, (e2) 단성분 보호 바니쉬 또는 이성분 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하는 방법으로부터 수득된 코팅된 기재로서,
    상기 단계 (a), (b), (c), (d), (e1) 및 (e2)중 어느 단계에서도 120℃의 온도를 초과하지 않음을 특징으로 하는 코팅된 기재.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    기재가 목재, 합판, 플라스틱 또는 금속임을 특징으로 하는 코팅된 기재.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항중 어느 한 항에 있어서,
    금속 층의 두께가 0.01 내지 1㎛이고, 보호 바니쉬 층(들)의 총 두께가 5 내지 50㎛임을 특징으로 하는 코팅된 기재.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항중 어느 한 항에 있어서,
    베이스 바니쉬 층의 두께가 5 내지 30㎛임을 특징으로 하는 코팅된 기재.
  25. (a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열한 다음, (e) 나노-바니쉬와 같은 단성분 보호 바니쉬 및/또는 이성분 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하는, 부식성 광학 층으로 기재를 접착 코팅하는 방법으로서,
    상기 단계 (a), (b), (c), (d) 및 (e)중 어느 단계에서도 120℃의 온도를 초과하지 않음을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    (a) 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 기재에 도포한 후, (b) 상기 하나 이상의 베이스 바니쉬 층을 완전히 건조시키고, (c) 부식성 광학 층을 도포하고, (d) 상기 단계 (a), (b) 및 (c)에 따라 코팅된 기재를 가열하고, (e1) 보호 바니쉬인 하나 이상의 성분 A 또는 경화제 성분인 하나 이상의 성분 B를 함유하는 층-형성제를 상기 하나 이상의 부식성 광학 층에 도포한 다음, (e2) 나노-바니쉬와 같은 단성분 보호 바니쉬 및/또는 이성분 보호 바니쉬를 함유하는 하나 이상의 보호 바니쉬 층을 도포하는 방법으로서,
    상기 단계 (a), (b), (c), (d), (e1) 및 (e2)중 어느 단계에서도 120℃의 온도를 초과하지 않음을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    공정 단계 (b)에 따른 베이스 바니쉬 층의 건조 공정이, 5분 이상의 공기 또는 화로 건조 공정 및/또는 UV 경화 공정임을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 25 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서,
    공정 단계 (e1)에 따라 도포된 층 또는 보호 바니쉬 층의 공기 또는 화로 건조 공정을 1분 이상, 또는 상기 보호 바니쉬 층의 UV 경화 공정을 수행함을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 25 항 내지 제 28 항중 어느 한 항에 있어서,
    기재가 목재, 합판, 플라스틱 또는 금속임을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 25 항 내지 제 29 항중 어느 한 항에 있어서,
    기재가 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드(PA), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBTB), 폴리페닐렌 옥사이드(PPO), 폴리우레탄 RIM(PUR-RIM), PP-EPDM 및 GF-UP로 이루어진 군으로부터 선택된 플라스틱임을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 25 항 내지 제 30 항중 어느 한 항에 있어서,
    공정 단계 (d)에 따라, 50 내지 80℃의 온도에서 바람직하게는 10분 이상 동안 가열함을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 25 항 내지 제 31 항중 어느 한 항에 있어서,
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