KR20040083424A - 특히 플라스틱 물질을 위한 페인트, 그리고 상기 페인트를사용한 페인팅 방법 - Google Patents
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Abstract
본원 발명은 자외선 (UV) 조사에의 노출에 의하여 가교가 일어날 수 있는 하나 또는 그 이상의 아크릴계-기초 수지, UV 조사의 존재 하에 상기 아크릴계 수지(또는 수지)의 가교를 유도하기 위한 하나 또는 그 이상의 광-개시제, 그리고 하나 또는 그 이상의 충전재를 포함하는 페인트, 특히 플라스틱 물질을 위한 페인트에 관련된다. 본 발명은 또한 휴대폰의 하우징과 같은 기판의 페인팅 방법에 관련된다. 여기서 상기 페인트는 물질에 적용되고 자외선 조사에의 노출에 의하여 가교된다.
Description
전자제품, 사무용 기계 그리고 전기통신 부문에서, 전자 장치의 용기의 제조에 플라스틱 또는 금속성 물질이 사용되어왔으며 점점 증가하고 있다.
대부분의 전자제품의 하우징은 사실 플라스틱으로 제조되며, 그리고 플라스틱의 사용은 이들 물질 사용의 특별한 성능과 유연성 덕분에 미래에 더욱 증가할 전망이다.
이동-전화 부문에서, 특히 모든 경우 하우징이라고도 불리는 휴대폰 용기의 제조에서 현재 사용 가능한 플라스틱 물질의 디자인 상의 유연성 및 가벼움 그리고 소형으로 제작 가능(miniaturization)한 특성 덕분에 플라스틱의 사용에 의존한다.
폴리카보네이트, 메트아크릴레이트 중합체, 그리고 ABS와 같은 물질은 기구들이 점점 더 새로운 형태로 제조되도록 하며 점점 더 다양한 색상으로 판매되도록 한다. 정확히 전자제품 및 전화 통신 분야에서, 특별히 매력적인 금속성 또는 카멜레온 효과와 같은 장식적이며 색체 효과가 있는 제품에 대한 수요가 증가하고 있다.
현재, 전자 제품의 보호 기능 및 색체효과는 오븐에서 구워서 가교를 수행하는 용제에-기초한 페인트를 사용하거나, 또는 오븐에서 구워지는 물에-기초한 페인트를 사용하거나, 또는 드물게는 일부 경우, UV 광의 조사에 의하여 가교가 일어나는 투명한 페인트 제품을 사용함으로써 얻어진다.
현재 금속화 효과(metalized effect)라고도 불리는 금속성 색체 효과는 통상적으로 2번 또는 그 이상의 페인팅 단계와 관련된 페인팅 사이클로 얻는다.
첫 번째 단계에서, 물-기초 또는 용제-기초한 페인트의 제 1 코팅이 적용된다. 그리고 이에 수반하여, 제 2 마감 단계에서 용제와 함께 투명 페인트를 코팅하거나 또는, 일부 경우 UV 가교 투명 페인트를 코팅한다.
플라스틱 물질을 페인팅 하는 전통적인 방법은 그러므로 2 단계 도는 3 단계의 물-기초 또는 용제에 기초한 페인트의 적용을 요구한다. 그리고 페인트 제품의 가교는 열가소성-중합체 기판에 문제를 일으키지 않기 위하여 60-80℃ 범위로 제한된 온도에서 오븐 내에서 완결된다.
그러나 이 온도에서는 페인트 제품의 가교를 위하여 요구되는 시간의 연장이 일어나며, 이것은 페인팅 공정의 총 기간을 증가시킨다.
시장의 요구는 점점 더 생산성을 증가시키고 환경 손상, 제조설비의 규모 및 비용을 줄이기 위하여 제조 사이클을 최적화할 것을 요구한다는 것은 주지의 사실이다.
시장에서 사용되는 용제에 기초한 페인트 제품과 관련된 또 다른 단점은 그들의 조성[예를 들면 이중 성분(bi-component) 제품]과 관련되는데, 이것은 많은 경우 촉매된(catalyzed) 제품에 매우 제한된 포트라이프(pot-life)를 결정한다. 그러므로 빠른 가교 및 처리될 플라스틱 물품에 다양한 색체효과를 제공할 수 있는 새로운 이용 가능한 페인트 제품을 제조해야할 필요가 있다.
최근 또한 마그네슘과 같은 금속성 물질이 전술한 하우징의 제조에 사용되고 있다.
마그네슘은 가장 가벼운 금속중의 하나이며, 오늘날 우수한 물리적 및 기계적 속성이 동시에 요구되는 모든 종류의 용도에 가장 흔히 사용된다.
이것은 단독으로 또는 다른 종류의 금속과 함께 사용되어 매우 높은 품질의 합금을 형성한다. 압출(Extrusion) 방법 또는 압력 다이-캐스팅(pressure die-casting)이 이들 합금의 제조 및 작업에 사용된다.
높은 순도를 갖는 새로운 합금의 제조는 내부식성 정도를 개선시키며, 이것은 사실 탄소, 강(steel) 또는 일부 종류의 알루미늄 합금에 기초한 물질에 의하여 제공되는 것보다 우수하다.
이 금속을 사용하는 주요 이유 중 하나는 이것이 매우 가볍고 이로부터 제조된 품목이 높은 비틀림 저항성(torsion resistance) 정도와 같은 우수한 기계적 속성을 갖는 다는 사실에 기인한다. 다른 장점은 이것이 작업하기 용이하다는 것이다. 또 다른 장점은 : 입체적 안정성(Dimensional stability), 우수한 용접성(good weldability), 충격 및 구손(denting)에 대한 저항성, 그리고 내부식성 등이다.
캐스팅 기술로서 특히 틱소포밍(Tixoforming®)은 완벽하므로, 이제 전자제품 산업에 마그네슘으로 제조된 품목을 생산하는 것이 가능하다. 사실, 이 산업분야에서 낮은 중량/내성 비율을 갖는 품목에 대한 요구는 계속 증가하여 왔다.
틱소포밍(Tixoforming®) 공정은 휴대폰의 하우징 그리고 노트북 컴퓨터(laptop computers) 등의 제조를 가능하게 한다. 이들 품목의 제조는 그들에 어떤 형태의 장식을 제공할 것을 필요로 하게 되었다.
본원 발명은 플라스틱 또는 금속성 물질, 특히 플라스틱 물질을 위한 페인ㅌ 및 그리고 상기 페인트를 사용하는 페인팅 방법에 관련된다.
특히, 본원 발명은 자외선에 노출됨에 따라 가교되는 그리고 플라스틱 또는 금속성 물질, 특히 휴대폰의 하우징의 페인팅에 적절한 착색된 페인트에 관한 것이다.
본원 발명의 일반적인 목적의 하나는 그러므로 페인트의 단일 코팅으로 다양한 채색 또는 색체 효과를 얻을 수 있는 페인트 제품을 제공함에 있다.
본원 발명의 다른 목적은 처리된 기판에 다른 색체 음영 그리고 장식 효과를 부여할 뿐만 아니라 마모 및 긁힘에 대한 표면 내성을 제공하는 플라스틱 또는 금속성 물질 (기판)을 위한 페인트 제품을 제공하는 것에 있다.
본원 발명의 또 다른 목적은 휴대폰의 하우징에 가장 넓은 가능한 범위의 파스텔의 음영 또는 금속화된 색체를 제공하는 보호 코팅이 가능하도록 하는 사용가능한 페인트를 제공함에 있다.
본원 발명의 또 다른 목적은 전통적으로 요구되는 것에 비하여 짧은 시간 및소규모의 설비로 페인트의 코팅이 가능한 플라스틱 또는 금속성 물질의 페인팅을 위한 방법을 제공함에 있다.
또한 중요한 목적 중의 하나는 휘발성 유기 화합물의 방출이 적은 플라스틱 또는 금속성 물질, 그리고 특히 휴대폰의 하우징을 위한 페인팅 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적 및 다른 목적은 다음의 설명으로부터 명백히 나타날 것이다. 본원 발명의 제 일 측면에 따른 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트는 다음을 포함한다. :
a) 자외선 (UV) 조사에의 노출에 의하여 가교가 일어날 수 있는 하나 또는 그 이상의 아크릴계-기초 수지 ;
b) UV 조사의 존재 하에 상기 아크릴 수지의 가교를 유도하기 위한, 0.5 wt% 내지 5.0 wt% 범위 용량의 프리 라디칼 원(source)으로서의 하나 또는 그 이상의 광-개시제 ;
c) 하나 또는 그 이상의 충전재;
d) 상기 충전재에 순응시키기(orienting) 위한 용제에 분된 왁스; 그리고
e) 레벨링(levelling) 첨가제;
여기서 상기 아크릴계-기초 수지는 30 wt% 내지 60 wt% 중량 퍼센트의 우레탄 아크릴레이트 저중합체 포함한다.
UV 조사에 의하여 가교가 일어날 수 있는 적절한 아크릴계 수지는 UV 광원의 존재 하에 가교될 수 있는 아크릴계 수지 및 촉매로서 작용할 수 있는 하나 또는그 이상의 광-개시제의 저중합 단량체 혼합물을 포함한다.
본 발명자는 놀랍게도 우레탄-아크릴레이트 타입, 바람직하게는 방향족 타입의 저중합체를 포함하는 특별히 적절한 아크릴계-기초 수지를 발견하였다.
특히, 정확히 우레탄-아크릴계기초 저중합체 내의 방향족 링의 존재는 페인트 내에 존재할 수 있는 안료에 대하여 탁월한 젖음성(wettability)을 부여하며 가교 율을 증가시키므로 페인트의 리소그래픽(lithographic) 특성의 관점에서 우수한 스핀 오프(spin-off)를 결정한다는 것이 밝혀졌다.
유리하게는, 본 발명에 사용된 방향족 우레탄-아크릴레이트 저중합체는 500 내지 2000, 바람직하게는 800 내지 1000의 분자량을 가지며, 25℃에서 바람직하게는 90 내지 150 mPa.s의 점도를 제공한다. 또한, 이 저중합체의 관능성(functionality)은 바람직하게는 2 이며, 균일하거나 보다 클 수 있다는 것이 밝혀졌다.
본 발명에 따른 페인트의 제형에서 상기 방향족 우레탄-아크릴레이트 저중합체는 30 wt% 내지 60 wt%의 다양한 용량으로 편입될 수 있으며, 바람직한 용량은 40-50 wt%이다.
또한, 아크릴계 관능성이 제공된 하나 또는 그 이상의 단량체 반응성 희석제의 존재는 본 발명에 따른 페인트의 아크릴계-기초-수지 성분 a)의 특성을 최적화 할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 페인트는 그러므로 적당하게는 200 내지 500, 그리고 바람직하게는 200 내지 300의 분자량을 가지며, 25℃에서 바람직하게는 5 내지 30 mPa.s 의 점도를 갖는 아크릴계 다중관능성, 바람직하게는 이중 관능성(difunctional) 타입의 단량체 반응성 희석제를 포함한다.
예를 들면, 적절한 반응성 희석제는 1.6 헥산디올 디아크릴레이트 (HDDA); 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 (DPGDA), 그리고 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 (TPGDA)이며; 바람직하게는 첫 번째 희석제가 10 wt% 내지 40 wt%, 바람직하게는 20 wt% 내지 30 wt% 중량 퍼센트 범위의 용량으로 존재하는 것이다.
본 발명에 따른 페인트 조성물의 광-개시제 성분 b)의 존재는 중합체 성분 a)의 빠르고 효과적인 가교를 얻기 위하여 필수적인 기능을 수행한다.
적절한 광-개시제는 프리 라디칼 원(source)으로써 벤조페논, α-하이드록시알킬페닐 케톤으로서 유도된 아세토페논, 벤조인 알킬 케탈, 모노아실포스핀 산화물, 비스아실포스핀 산화물, 그리고 그들의 혼합물과 같은 UV 광감수성 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 페인트의 제형에 존재하는 다수의 광-개시제의 존재는, 아크릴계기초 중합 혼합물의 중합 속도 증가 이외에, 표면(superficial level) 그리고 깊은 곳에서의 페인트의 경화 정도의 균형을 결정한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적절하게는 비스아실포스핀 산화물 그리고 α-하이드록시알킬페닐 케톤으로 구성된 두 광-개시제의 혼합물이 사용된다.
예를 들면, 특히 적절한 광개시제 혼합물은 적당하게는 0.5 wt% 내지 2 wt%, 바람직하게는 1.5 wt% 내지 1.8 wt%의 용량으로 존재하는 Ciba SpecialityChemicals 사(社)에서 제조된 IRGACURE®819 타입의 비스아실포스핀 산화물의 혼합물, 그리고 적당하게는 0.5 wt% 내지 1.5 wt%, 바람직하게는 0.8 wt% 내지 1.0 wt%의 용량으로 존재하는 Ciba Speciality Chemicals 사(社)에서 제조된 DAROCUR®1173 타입의 하이드록시알킬페닐 케톤으로 구성된다.
전형적으로, 광-개시제는 0.5 wt% 내지 5.0 wt% 범위의 용량으로 본 발명에 따른 페인트에 혼합물로서 존재한다.
본 발명에 따른 페인트의 조성물에서, 충전재 성분 c)는 침강방지(antisettling), 마모에 대한 내성, 그리고 페인트 내에 존재할 수 있는 안료의 순응 속성을 제공할 수 있는 무기 화합물, 안료, 그리고 왁스 중에서 하나 또는 그 이상을 포함한다.
특히 바람직한 것은 페인트에 존재하는 착색 무기 충전재의 순응을 일으키기 위하여 용제에 분산된 왁스를 사용하는 것이다. 이러한 목적으로 사용되는 왁스에는 폴리에틸렌 왁스, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 왁스, 고-밀도 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 에틸렌 아크릴산 (EAA) 공중합체, 그리고 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA) 공중합체가 포함된다.
착색 무기 충전재의 최적의 순응을 얻기 위하여, 예를 들면 자일렌, n-부틸 아세테이트, n-부탄올, 그리고 그들의 혼합물과 같은 하나 또는 그 이상의 용제에 분산된 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA) 공중합체 베이스(base)의, 용제에 분산된 왁스를 사용하는 것이 바람직하다.
이들 왁스의 분산은 0.1 내지 100 마이크론의 입자 크기를 가지며, 20 마이크론보다 작은 입자 크기를 사용하는 것이 바람직하다. 적절한 왁스는 80℃ 내지 120℃, 바람직하게는 100℃에 가까운 녹는점을 제공한다.
전술한 왁스의 분산은 용제 내에 1 wt% 내지 20 wt% 범위의 중량 퍼센트의 고체 잔여물을 함유할 수 있으며, 5-7 wt%의 비-휘발성 매트릭스를 갖는 제품의 사용이 바람직하다.
예를 들면, 이 타입의 제품은 BYK-Cera.bv.사(社)에서 제조된 Cerafak 100, 103, 106 시리즈로 제조된 것들을 시장에서 구입할 수 있다.
적당하게는, 왁스의 분산은 본 발명에 따른 페인트에 5 wt% 내지 30 wt%, 바람직하게는 10 wt% 내지 20 wt%의 용량으로 편입될 수 있다.
본 발명에 따른 페인트의 충전재 성분 c)은 예를 들면 발연된(fumed) 타입 (흄드 실리카) 또는 침전된 타입 (침전된 실리카)의 실리카(비정질 합성 실리콘 디옥사이드)와 같은 요변제(thixotropic agent) 및 침강방지제를 더 포함할 있다. 합성 실리카의 이 두 비정질 형태는 제조 방법의 측면에서 본질적으로 다르다.
이른바 흄드 실리카는 수소 및 산소 화염(flame)에서 실리콘-테트라클로라이드 증기를 가수분해 함으로써 제조되는 반면, 침전 실리카는 실온에서 소듐 실리케이트 용액으로 중화시킴에 의한 습식 공정으로 사용하여 제조된다.
이들 화합물의 제조에 있어서의 방법의 차이는 두 타입의 실리카가 다른 표면 속성을 가짐을 의미한다. 침전된 실리카의 표면은 완전히 가수분해되는 반면, 흄드 실리카의 그것은 부분적으로만 가수분해된다. 이러한 방법으로, 침전된 실리카의 표면이 흄드 실리카의 그것 보다 극성(polar)이다. 이 사실은 침전된 실리카의 입자 간에 강한 수소결함을 생성하며, 그러므로 특히 본 발명에 따른 페인트의 제형에 적합한 우수한 농밀화(thickening) 작용을 생성한다. 결과적으로, 본원 발명의 정황에서, 바람직한 측면은 PPG Industries Inc.에서 제조된 실리카 HI-SIL®T-700과 같은 이른바 침전된 실리카를 적당하게는 0.5 wt% 내지 5 wt%, 바람직하게는 2 wt% 내지 3 wt%의 용량으로 편입하는 것이다.
본 발명에 따른 페인트는 역시 또한 유동학 그리고 침강방지의 조절 작용이 있는 흄드 실리카를 포함한다.
페인트 내에 이들 실리카의 존재는 요변성을 더욱 개선시키는 이외에, 또한 가교 동안에 안료의 층리(stratification)의 방지를 개선하는데 공헌한다. 구별되는 타입의 흄드 실리카와 관련하여, 적당하게는 0.1 wt% 내지 1.0 wt%, 바람직하게는 0.1 wt% 내지 O.5 wt%의 용량으로 편입된 예를 들면 Cabot에서 제조된 200ㅁ 25 ㎡/g의 표면적을 갖는 CAB-O-Sil®M-5 타입의 처리되지 않은(non-treated) 실리카를 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 페인트는 처리된 플라스틱 표면에 채색 그리고 색체 효과를 제공하기 위하여 설계된 하나 또는 그 이상의 안료를 포함한다.
적당하게는, 높은 광의 굴절지수를 가능하게 하며 투명도를 얻을 수 있는 표면 구조를 갖는 안료가 사용된다.
이들 안료는 금속 산화물의 다른 층에 의하여 둘러싸인, 운모(mica)에 의하여 형성된 핵 또는 코어를 포함한다. 적절한 안료에는 다음이 포함된다. :
- 고광택 또는 매트 또는 사틴-마감 효과를 얻을 수 있는 은-백색 안료의 입자의 분산에 기초한; 티타늄 디옥사이드의 상대적으로 얇은 층으로 코팅된 운모로 구성된 은-백색 안료;
- 가시광선과의 간섭에 의하여 특히 상당한 광학 효과를 제공하는, 은-백색 안료의 그것과 유사한 구조를 갖는, 그러나 보다 두꺼운 티타늄 옥사이드의 코트를 제공하는, 간섭 그리고 울트라-간섭 안료; 그리고
- 비록 엄밀히 금속성 안료는 아니지만, 금, 구리 또는 동과 유사한 시각 효과를 제공하는 금-반광(lustre) 그리고 금속성-반광 안료; 특히, 금 채색은 운모 핵을 티타늄 산화물 층과 철 산화물 층으로 코팅한 결과이며, 금속성 효과는 철 산화물 층으로 운모 핵을 코팅함으로써 제공된다.
이 타입의 제품은 Merck 사(社)에서 제조된 IRIDIN®그리고 AFFLAIR®시리즈, Mearl Corporation 그리고 Engelhard Corporation 사(社)에서 제조된 MEARLIN®등으로서 시장에서 구입할 수 있다.
은-백색 타입의 상업적 안료의 예시에는 IRIODIN®/AFFLAIR®100 (실버 펄),103 (금홍석 별빛 실버), 153 (플래쉬 펄), 등이 포함된다.; 간섭-타입 그리고 울트라-간섭 타입 안료에는 IRIODIN®/AFFLAIR®221 (금홍석 화인 파랑), 289 (플래쉬 파랑), 7235 (울트라 초록), 등이 포함된다.; 금-반광 타입 안료 그리고 금속성-반광 타입 안료에는 IRIODIN®/AFFLAIR®303 (로얄 골드), 524 (빨강 사틴), 530 (반짝이는 브론즈), 등이 포함된다.
적당하게는, 이들 제품이 본 발명에 따른 페인트에 1.0 wt% 내지 15 wt%, 바람직하게는 5 wt% 12 그리고 10 wt%의 용량으로 편입된다.
본 발명에 따른 페인트는 전술한 것들과 함께 일부 색체를 더 밝게 하는 카본 블랙, 또는 노란 철 산화물/ 프탈로시아닌 초록 또는 파랑, 인단트렌 파랑, 디옥사진 보라, 나프톨 빨강 또는 오렌지, 비스머스-바나데이트 노랑, 이소인돌린 노랑, 철 빨강, 그리고 그들의 혼합물과 같은 다른 안료와 같은 다른 타입의 안료를 포함할 수 있다.
이들 안료를 본 발명에 따른 페인트에 편입시키는 것을 촉진하기 위하여 에폭시-아크릴레이트 수지에 기초한 농축 안료 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다.
10 wt% 내지 55 wt% 범위의 안료 농로를 포함하는 이들 페이스트는 UV 조사에 의하여 가교가 일어날 수 있으며 소량의 퍼센트의 TPGDA 단량체를 점도 조절제로서 함유하는 에폭시-아크릴레이트 수지계 매체에 기초한다. 이들 제품의 상업적 예시는 Bolling & Kemper사(社)에서 제조된 HELIOTMBEIT UV-시리즈 제품이다.
HELIOTMBEIT UV-시리즈의 채색 페이스트의 상업적 예시는 다음을 포함한다. : UV 162 금홍석 티타늄 디옥사이드 (안료의 55%), UV 368 나프톨 AS 빨강 (안료의30%), UV 667 프탈로시아닌 초록 (안료의 20%), UV 569 프탈로시아닌 파랑 (안료의 20%), 등.
적당하게는, 이들 페이스트는 페인트에 0 - 5 wt% 내지 5 wt%, 바람직하게는 0.8 wt% 내지 1.2 wt%의 용량으로 편입될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 페인트에 기판에 적용 후 레벨링(levelling) 및/또는 내마모성을 개선하기 위하여 UV 광에 조사에 의하여 가교가 일어날 수 있는 실리콘 저중합체 또는 단량체가 또한 편입된다.
"UV 조사에 의하여 가교가 일어날 수 있는 실리콘 저중합체" 라는 용어는 UV 조사에 의하여 가교가 일어날 수 있는 말단의 관능 그룹(terminal functional group)을 보유하는 실리콘 화합물을 의미한다.
이들 관능 그룹은 UV 조사에 노출되는 경우 페인트의 조성물 내에 존재하는 단량체 및 저중합체와 공중합하는 특수성을 갖는다.
이들 UV 조사의 노출에 의하여 가교가 일어날 수 있는 관능성을 제공하는 실리콘 화합물의 예시는 아크릴레이트 실리콘, 예를 들면 UCB Chemicals사(社)에서 제조된 Ebecryl 350 및 1360 타입, Tego Degussa사(社)에서 제조된 Tego Rad 2100, 2200, 2500, 2600, 그리고 Byk Chemie사(社)에서 제조된 Byk UV 3500, 그리고 3530 이다.
적당하게는, 본 발명에 따른 페인트에 아크릴 관능을 갖는 ???폴리디메틸 실록산-변형 폴리에테르, 예를 들면 타입 Byk-UV-3530을 0.1 wt% 내지 1 wt%, 바람직하게는 0.2 wt% 내지 0.4 wt%의 용량으로 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 페인트에 표면 매끄러움(slipperiness) 속성의 개선, 표면 장력의 감소, 그리고 확장(distension) 및 기판의 습윤(wetting)을 증가시키기 위하여 (타입 Byk UV 3530의 아크릴 관능성을 갖는 폴리디메틸 실록산-변형 폴리에테르와 함께) 조사에 의하여 경화되는 아크릴계 관능성이 없는 실리콘을 편입하는 것이 상정될 수 있다.
본 발명에 따른 페인트에서, BYK-375와 같이 상업적으로 사용가능한 타입의 폴리에테르-폴리에스테르 하이드록시 관능 변형을 갖는 폴리디메틸 실록산 공중합체의 용액을 0.1 wt% 내지 1 wt%, 바람직하게는 0.4 wt% 내지 0.6 wt%의 퍼센트로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 페인트는 미적인 관점에서 특히 매력적인 장식 효과, 그리고 채색 또는 색체 효과를 제공하기 위한 목적으로 플라스틱 물질로 제조된 기판, 그리고 특히 휴대폰의 하우징에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 페인트는 또한 특별한 색체 효과 또는 다중색체 채색을 위하여 이미 착색된 플라스틱 물질에 적용될 수 있다.
처리되기에 적절한 플라스틱 기판은 예를 들면, ABS, 폴리카보네이트, 메트아크릴계 수지 그리고 폴리우레탄 중합체를 포함한다.
전술한 바와 같이 또한 마그네슘과 같은 금속성 물질이 상기 하우징의 제조에 사용된다.
본 발명의 목적이 페인트가 이들 기판에 적용되는 경우, 최적의 미적 특성을 초래하며, 일단 적용되면, 기계적 및 물리적인 관점에서 플라스틱의 경우에서 얻을수 있는 우수한 성능을 보장한다.
본원 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판에 전술한 타입의 페인트를 적용하고, 상기 페인트의 가교가 얻어질 때까지 UV원에 노출시키는 것을 포함하는 플라스틱 또는 금속성 물질의 페인팅 방법이 제공된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 페인트의 적용은 정전분무(전기분무)에 의한다.
분무에 의한 상기 페인트의 적용을 촉진하기 위하여 페인트를 케톤 (예를 들면, 메틸 에틸 케톤), 아세테이트 (예를 들면, 부틸 아세테이트, 에틸 아세테이트), 그리고 알코올 (예를 들면, 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올)과 같은 적절한 용제로 희석하는 것이 편리하다. 증발율 및 페인트와의 융화성을 고려할 때 이소부틸 알코올을 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 박막에 용제의 보유를 최소화시키며, 또한 요구되는 페인트 박막의 확장을 가능하게 한다.
적당하게는, 용제는 적용 직전에 100 부(parts)의 페인트에 대하여 20-30 부(parts)의 다양한 비율로 첨가되고 페인트와 혼합된다.
적당하게는, 페인팅할 기판은 예를 들면 이소프로필 알코올로 미리 세정된 후, 압축-공기총으로 건조되어 적당하게는 컨베이어(conveyor) 내에 배치된 적절한 샘플-홀더에 배치된다. 다음에, 정전기 개시제(electrostatic initiator) (프라이머:primer)가 기판 전도성을 부여하기 위하여 적용된다. 페인트의 적용은 하나 또는 그 이상의 전기분무 총을 사용하는 분무에 의한다.
예로써, 휴대폰 하우징의 페인팅의 경우, 3개의 정전분무총이 분무 구역에설치될 수 있으며 다음과 같이 배치된다.
- 2개의 총은 휴대폰 하우징의 상부 표면을 향하여 배치된다. ; 그리고
- 1개의 총은 하우징의 바닥 표면을 향한다.
샘플은 총의 전방을 2회 통과한다. : 1회는 오른쪽-스핀 회전으로 한 방향으로, 2회 째는 왼쪽-스핀 회전으로 반대 방향이다.
적용 후, 페인트는 UV 램프에 의하여 생성된 자외선으로 조사하여 가교를 일으킨다.
가교 단계 전에 순간(flash period)단계가 선행될 수 있는데, 여기서 샘플은 40℃ 내지 60℃의 온도에 2 그리고 4 분간 노출되어 분무 적용을 용이하게 하기 위하여 첨가되었던 용제를 증발시킨다.
바람직하게는, 가교를 위하여 수은-증발 석영램프(mercury-vapour quartz lamps) (Hg 램프)가 사용된다. 예를 들면, 2개의 수은 램프가 서로 수직으로 배치되어 800 mj/cm이상에 해당하는 가교에 필요한 용량이 조사된 샘플 상에서 측정되도록 한다.
본 발명에 따른 페인팅 방법은 페인트에의 단일의 통과로 특히 상당한 색체 또는 색체 효과가 얻어지는 코팅 층의 침착을 가능하게 한다.
특히, 15 내지 25 마이크론의 (완전히 가교된 후)건조 박막의 두께를 얻기 위하여 본원 발명의 페인트를 기판에 적용하는 것이 바람직하다.
소량 또는 다량의 용량의 제품은 다양한 색체 음영, 색체 효과s 그리고 은폐력(hiding power)을 부여할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 방법은 단일 페인팅 사이클로 기판에 페인트의 가교된 코팅을 가능하게 하므로, 전통적 공정에 비하여 페인팅 시간의 감소가 달성된다.
다음의 실시예는 본원 발명의 상세한 설명을 위하여 제공되므로 청구항에 정의된 보호 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
실시예 1
전자 제품의 하우징 처리에 적절한 페인트 제품
방향족 우레탄-아크릴레이트 저중합체 PM 1000 41%
아크릴계-단량체 반응성 희석제 28.7%
자일렌에 분산된 (6% 분산)
에틸렌-비닐-아세테이트 (EVA) 공중합체를 갖는 왁스 15%
침전된 실리카 3%
흄드 실리카 1%
광-개시제
(DAROCUR®1173 및 IRGACURE®819의 혼합물) 2%
간섭 안료
(IRIODIN®/AFFLAIR®289 플래쉬 파랑) 8%
아크릴 관능성을 갖는 실리콘 첨가제
(BYK-UV-3530) 0.5%
하이드록시 관능 실리콘 첨가제
(BYK 375) 0.8%
실시예 2
휴대폰 하우징의 색체 효과 부여에 적절한 페인트
방향족 우레탄-아크릴레이트 저중합체 PM 1000 50%
아크릴계-단량체 반응성 희석제 15.6%
자일렌에 분산된 (6% 분산)
에틸렌-비닐-아세테이트 (EVA)공중합체를 갖는 왁스 20%
침전된 실리카 2%
흄드 실리카 0.5%
광-개시제
(DAROCUR®1173 및 IRGACURE®819의 혼합물) 2.5%
은-백색 안료
(IRIODIN®/AFFLAIR®100 실버 펄) 7%
착색 페이스트
(HELIOTMBEIT UV 569 - 프탈로시아닌 파랑) 1.5%
아크릴 관능성을 갖는 실리콘 첨가제
(BYK-UV-3530) 0.7%
하이드록시 관능 실리콘 첨가제
(BYK 375) 0.2%
Claims (23)
- 다음을 포함하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트 :a) 자외선 (UV) 조사에의 노출에 의하여 가교가 일어날 수 있는 하나 또는 그 이상의 아크릴계-기초 수지 ;b) UV 조사의 존재 하에 상기 아크릴 수지의 가교를 유도하기 위한 0.5 wt% 내지 5.0 wt% 범위의 용량으로 존재하는 프리 라디칼 원으로서의 하나 또는 그 이상의 광-개시제 ;c) 하나 또는 그 이상의 충전재;d) 상기 충전재에 순응시키기(orienting) 위한 용제에 분된 왁스; 그리고e) 레벨링(levelling) 첨가제;; 여기서 상기 아크릴계-기초 수지는 30 wt% 내지 60 wt% 중량 퍼센트의 우레탄 아크릴레이트 저중합체 포함.
- 제 1항에 있어서, 상기 우레탄-아크릴레이트 저중합체는 방향족 타입인 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 1 또는 제 2항에 있어서, 상기 우레탄-아크릴레이트 저중합체는 이중관능성 타입인 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 다중관능성 아크릴계 단량체 반응성 희석제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 4항에 있어서, 상기 다중관능성 아크릴계 단량체 반응성 희석제는 이중관능성 타입인 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 용제에 분산된 왁스를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 6항에 있어서, 상기 왁스는 에틸렌-아크릴산 (EAA) 공중합체 또는 에틸렌-비닐-아세테이트 (EVA) 공중합체, 또는 그들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 요변성 및 침강방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 8항에 있어서, 상기 요변성 및 침강방지제는 실리카에 기초하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 무기 충전재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 10항에 있어서, 상기 착색 무기 충전재는 티타늄 디옥사이드, 철 산화물, 그리고 그들의 혼합물 중에서 선택된 산화물의 층으로 코팅된 운모 핵을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 12항에 있어서, 상기 안료는 UV 조사에 노출시킴에 의하여 가교가 일어날 수 있는 에폭시-아크릴레이트 수지 그리고 아크릴레이트 단량체의 베이스와 함께 페이스트로 편입되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 레벨링 첨가제는 UV 조사에 의하여 가교가 일어날 수 있는 아크릴 관능을 갖는 실리콘 단량체 또는 저중합체, 그리고 하이드록시 관능 실리콘 단량체 또는 저중합체인 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 두 광-개시제의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 15항에 있어서, 상기 광-개시제의 혼합물은 비스아실포스핀 산화물 그리고 α-하이드록시알킬페닐 케톤의 혼합물인 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 물질을 위한 페인트.
- 제 1항 내제 제 16항에 따른 페인트를 기판에 적용하고, 자외선 조사에 노출시킴으로써 상기 페인트를 가교시키는 것을 포함하는 플라스틱 또는 금속성 기판의 페인팅 방법.
- 제 17항에 있어서, 기판에 상기 페인트의 적용은 정전분무 -(전기분무)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 기판의 페인팅 방법.
- 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 페인트의 분무를 촉진하기 위하여 적용 직전에 페인트를 적절한 용제에 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 기판의 페인팅 방법.
- 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 페인팅 단계 전에 기판에 전도성을 부여하기 위하여 정전기 프라이머를 기판에 적용하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 기판의 페인팅 방법.
- 제 17항 또는 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 페인팅 단계 후에 UV 조사 전에 과량의 용제를 제거하기 위하여 페인팅된 기판을 40℃ 내지 60℃의 온도로 가열하는 순간 단계(flash-period step)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 기판의 페인팅 방법.
- 제 17항 또는 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 휴대폰의 하우징인 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 금속성 기판의 페인팅 방법.
- 다음을 포함하는 휴대폰 하우징의 페인팅 방법:- 상기 하우징을 적절한 샘플홀더에 배치하고 컨베이어에 의하여 처리 구역으로 이동시키는 단계;- 전도성을 부여하기 위하여 정전기 프라이머를 상기 하우징의 표면에 적용하는 단계;- 상기 하우징의 상부로 향하는 2개의 분무총 및 상기 하우징의 바닥을 향하는 하나의 분무총을 사용하여 제 1 내지 16항 중 어느 한 항에 따른 페인트를 분무하는 단계, 여기서 상기 하우징은 상기 총의 전방을 첫 번째는 오른쪽-스핀 회전으로 한 방향으로, 그리고 두 번째는 왼쪽-스핀 회전으로 반대 방향으로 통과함.- 페인팅된 하우징을 40-60℃의 온도로 가열하여 페인트에 존재하는 용제 부분을 증발시키는 단계; 그리고- UV 광을 페인팅된 하우징에 조사하여 상기 페인트의 가교를 얻는 단계.
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