KR20140061422A

KR20140061422A - 기판 코팅 방법 및 이러한 방법에서 첨가제 함유 분말 코팅 물질의 용도

Info

Publication number: KR20140061422A
Application number: KR1020147004893A
Authority: KR
Inventors: 세바스티안 회퍼너; 마르쿠스 루프레흐트; 크리스티안 볼프럼; 마르코 그렙; 안드레아스 레이스
Original assignee: 엑카르트 게엠베하
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-05-21
Also published as: WO2013014213A3; JP2014527575A; CN108950459A; EP2737100A2; WO2013014213A2; EP2737100B1; CN103827344A; US20140230692A1

Abstract

본 발명은 코팅 방법으로, 특히 냉간 가스 스프레이 법, 화염 스프레이 법, 고속 화염 스프레이 법, 열 플라즈마 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로, 첨가제가 입자의 표면에 적어도 부분적으로 적용된, 입자 함유 분말 코팅 물질의 용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 코팅 방법, 특히 본 발명에 따른 분말 코팅 물질을 사용한 상기 언급된 방법에 관한 것이다.

Description

기판 코팅 방법 및 이러한 방법에서 첨가제 함유 분말 코팅 물질의 용도{METHODS FOR SUBSTRATE COATING AND USE OF ADDITIVE-CONTAINING POWDERED COATING MATERIALS IN SUCH METHODS}

본 발명은 코팅 기판을 위한 분말 코팅 물질의 용도에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 이러한 분말 코팅 물질을 사용한 기판 코팅 방법을 포함한다. 더욱이, 본 발명은 상기 언급된 용도 및/또는 방법에 적당한 분말 코팅 물질을 포함한다.

상이한 기판을 위한 다수의 코팅 방법이 이미 공지되어 있다. 예를 들어, 금속 또는 그의 전구체는 가스상(gas phase)으로부터 기판 표면상에 퇴적되며, 예컨대 PVD 또는 CVD 방법을 참조한다. 더욱이, 상응하는 기판은 갈바니(galvanic) 방법에 의해 예를 들어 용액으로부터 퇴적될 수 있다. 또한, 그것은 예를 들어 표면에 바니시의 형태로 코팅을 적용하는 것이 가능하다. 그러나, 모든 방법은 특정 장점 및 단점을 갖는다. 예를 들어, 바니시 형태의 퇴적의 경우, 다량의 물 및/또는 유기 용매가 필요하며, 건조 시간이 필요하고, 적용될 코팅 물질은 베이스 바니시(base varnish)와 상용성이어야 하며, 및 베이스 바니시의 잔류물은 마찬가지로 기판상에 남아 있다. 예를 들어, PVD 방법에 의해 적용은 비휘발성 물질을 가스상으로 가져오기 위하여 다량의 에너지가 필요하다.

상기 언급된 제한 점의 관점에서, 다수의 코팅 방법이 각각의 사용 목적을 위한 원하는 성질을 제공하기 위해 개발되어 왔다. 공지 방법은, 예를 들어, 코팅을 생성하기 위하여, 운동 에너지, 열 에너지 또는 그의 혼합물을 사용하며, 열 에너지는 예를 들어 종래의 연소 화염(combustion flame) 또는 플라즈마 화염에서 기인할 수 있다. 후자는 열(thermal) 및 비-열 플라즈마(non-thermal plasma)로 더 구분되며, 이것은 가스가 부분적으로 또는 완전히 이온 또는 전자와 같은 자유 전하 캐리어로 분리된다는 것을 의미한다.

냉간 가스 스프레이 법(cold gas spraying)의 경우, 코팅은 분말을 기판 표면에 적용하여 형성되고, 여기에서 분말 입자는 매우 가속된다. 이를 위해, 가열된 공정 가스는 드 라발 노즐(de Laval nozzle)에서 팽창에 의해 초음파 속도로 가속되며 및 그후 분말은 주입된다. 높은 운동 에너지의 결과로서, 입자는 기판 표면을 스트라이크할 때 고밀도층(dense layer)을 형성한다.

예를 들어, WO 2010/003396 A1호는 마모 방지(wear-protection) 코팅을 적용하기 위한 코팅 방법으로서 냉간 가스 스프레이 법의 사용을 개시한다. 더욱이, 냉간 가스 스프레이 방법의 개시물은 예를 들어 EP 1 363 811 A1호, EP 0 911 425 B1호 및 US 7,740,905 B2호에서 찾을 수 있다.

화염 스프레이 법(flame spraying)은 열 코팅 방법의 군에 속한다. 여기에서, 분말 코팅 물질은 연료 가스/산소 혼합물의 화염으로 도입된다. 여기에서, 약 3200℃ 이하의 온도가 예를 들어 옥시아세틸렌 화염으로 도달될 수 있다. 방법의 상세한 설명은 예컨대 EP　830　464 B1호 및 US 5,207,382 A호와 같은 공보로부터 습득될 수 있다.

열 플라즈마 스프레이 법(thermal plasma spraying)의 경우, 분말 코팅 물질은 열 플라즈마로 주입된다. 전형적으로 사용된 열 플라즈마에서, 약 20,000K 이하의 온도가 도달되며, 이와 같이 하여 주입된 분말은 용융되고 코팅으로서 기판상에 퇴적된다.

열 플라즈마 스프레이 법의 방법 및 특정 실시양태, 뿐만 아니라 방법 파라미터가 당업자에게 공지되어 있다. 예로서, 비정질(amorphous) 코팅을 적용하기 위한 열 플라즈마 스프레이 법의 사용을 기술한, WO 2004/016821호를 참고로 한다. 더욱이, EP　0　344　781호는 예를 들어 텅스텐 카바이드 분말 혼합물을 사용한 코팅 방법으로서 화염 스프레이 법 및 열 플라즈마 스프레이 법의 사용을 개시한다. 플라즈마 스프레이 법의 방법에서 사용하기 위한 특정 장치는 예를 들어 EP　0　342　428 A2호, US 7,678,428 B2호, US 7,928,338 B2호 및 EP　1　287　898　A2호와 같은 문헌에서 여러 차례 기술되어 있다.

고속 화염 스프레이 법(high-speed flame spraying)의 경우, 연료는 고압(high pressure) 하에서 연소되며, 여기에서 연료 가스, 액체 연료 및 그의 혼합물은 모두 연료로서 사용될 수 있다. 분말 코팅 물질은 매우 가속화된 화염으로 주입된다. 이 방법은 비교적 고밀도(dense) 스프레이 코팅을 특징으로 하는 것으로 공지되어 있다. 고속 화염 스프레이 법은 또한 당업자에게 공지되어 있으며 및 다수의 공보에 이미 기술되어 있다. 예를 들어, EP　0　825　272 A2호는 고속 화염 스프레이 법을 사용한 구리 합금을 갖는 기판 코팅을 개시한다. 더욱이, WO　2010/037548 A1호 및 EP　0　492　384 A1호는 예를 들어 고속 화염 스프레이 법의 방법 및 거기에서 사용된 장치를 개시한다.

비-열 플라즈마 스프레이 법(non-thermal plasma spraying)은 열 플라즈마 스프레이 법 및 화염 스프레이 법과 대부분 유사하게 수행된다. 분말 코팅 물질은 비-열 플라즈마로 주입되며 및 기판 표면상에 퇴적된다. 예를 들어 EP 1 675 971 B1호에서 알 수 있는 바와 같이, 이 방법은 특히 코팅된 기판의 낮은 열 부하(low thermal load)에 의해 특징 지워진다. 이 방법, 특정 실시양태 및 상응하는 방법 파라미터는 상이한 공보로부터 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들어, EP　2　104　750　A2호는 이 방법의 용도 및 그것을 수행하기 위한 장치를 기술한다. 예를 들어, DE　103　20　379　A1호는 이 방법을 사용한 전기로 가열할 수 있는 엘리먼트의 제조를 기술한다. 비-열 플라즈마 스프레이 법을 위한 방법 또는 장치에 대하여 추가의 개시물이 예를 들어 EP 1 675 971 B1호, DE 10 2006 061 435 A1호, WO 03/064061 A1호, WO 2005/031026 A1호, DE 198　07　086 A1호, DE　101　16　502 A1호, WO　01/32949 A1호, EP 0 254 424 B1호, EP　1　024　222 A2호, DE　195　32　412 A1호, DE　199　55　880 A1호 및 DE　198　56　307 C1호에 찾을 수 있다.

분말 코팅 물질을 사용하는 코팅 방법의 일반적인 문제점은 분말을 수송하는 것이다. 분말 코팅 물질 중의 매우 균일한 공급이 예를 들어 특히 박층(thin layers)을 생성하기 위해 필요하다. 이러한 이유로, 다양하게 특수 디자인된 수송 장치가 별개의 특허 출원의 주제로서 찾을 수 있다. 예로는 WO　03/029762 A1호 및 WO 2011/032807 A1호에서 찾을 수 있다.

본 발명의 목적은 신규의 코팅을 생성하는 것을 가능하게 하거나 또는 공지 코팅의 생성을 개선하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 고품질의 특정의 얇은 코팅을 생성하는 것을 가능하게 하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 코팅 방법에서 사용된 분말 코팅 물질의 수송능에 대한 기존의 문제점을 해결하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 신규 코팅을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법을 제공하거나 또는 코팅의 품질을 개선하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 코팅 방법에서 상기 언급된 용도 중의 하나에 특히 적당한 분말 코팅 물질을 제공하는 것이다.

본 발명은 분말 코팅 물질의 입자에 적어도 부분적으로 하나 이상의 첨가제가 제공되며, 코팅 방법은 냉간 가스 스프레이 법, 화염 스프레이 법, 고속 화염 스프레이 법, 열 플라즈마 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택된, 코팅 방법에서 입자 함유 분말 코팅 물질의 용도에 관한 것이다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 첨가제 또는 첨가제 들의 중량 비율은 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량에 대하여 32중량% 이하이다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 첨가제 또는 첨가제 들의 중량 비율은 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량에 대하여 각 경우 0.02 중량% 내지 32중량%이다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질의 첨가제 함유 입자의 탄소 함량은 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량에 대하여 0.01중량% 내지 15중량%이다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 첨가제 또는 첨가제들의 중량 비율은 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량에 대하여 0.02 중량% 이상이다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 첨가제로서 사용된 화합물 또는 첨가제로서 사용된 화합물들은 6 이상의 탄소 원자를 갖는다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질의 입자는 금속 입자이거나 또는 이를 포함하며, 금속은 은, 금, 백금, 팔라듐, 바나듐, 크롬, 망간, 코발트, 게르마늄, 안티모니, 알루미늄, 아연, 주석, 철, 구리, 니켈, 티타늄, 규소, 그의 합금 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 코팅 방법은 화염 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 비-열 플라즈마 스프레이법이 특히 바람직하다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 하나 이상의 첨가제는 스테아르산 및/또는 올레산을 포함하지 않으며 바람직하게는 포화 또는 불포화 C18 카르복실산을 포함하지 않고, 더 바람직하게는 포화 또는 불포화 C14 내지 C18 카르복실산을 포함하지 않으며, 여전히 더 바람직하게는 포화 또는 불포화 C12 내지 C18 카르복실산을 포함하지 않고 및 가장 바람직하게는 포화 또는 불포화 C10 내지 C20 카르복실산을 포함하지 않는다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 첨가제 또는 첨가제 들은 중합체, 단량체, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복실산, 포스폰산, 상기 언급된 것의 유도체 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 하기 식으로 정의되는 0.4 내지 2.9 범위의 스팬 값을 갖는다:

스팬=

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 첨가제 또는 첨가제 들은 유기 및/또는 수성 용매를 사용하여 코팅 입자로부터 제거될 수 있다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 1.5 내지 53㎛ 범위의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 9 내지 103㎛ 범위의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 0.2 내지 5㎛ 범위의 D₁₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는다.

더욱이 본 발명은 분말 코팅 물질이 하나 이상의 첨가제가 적어도 부분적으로 제공된 입자를 사용하는 냉간 가스 스프레이 법, 화염 스프레이 법, 고속 화염 스프레이 법, 열 플라즈마 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택된 기판의 코팅 방법에 관한 것이다.

상기 언급된 방법의 특정 실시양태에서, 그 방법은 화염 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 그 방법은 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 바람직하게는 비-열 플라즈마 스프레이 법이다.

상기 언급된 방법 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 에어로졸로서 수송된다.

상기 언급된 방법 중의 특정 실시양태에서, 기판상으로 향하는 매질은 공기이거나 또는 공기로부터 생성되는 것이다. 상기 언급된 공기는 주변의 대기로부터 취하여질 수 있다. 특정 실시양태에서, 예를 들어 특정 고순도의 코팅이 바람직하며, 공기는 사용되기 전이 정제되며, 예를 들어 분진 및/또는 수증기는 분리 제거한다. 마찬가지로 질소 및 산소 이외의, 공기의 가스 구성성분은 또한 다량으로 완전히 분리 제거되는 것이 바람직할 수 있으며, 불순물의 총량은 바람직하게는 < 0.01 부피%, 더 바람직하게는 <0.001 부피%이다.

본 발명의 의미 내의 용어 "분말 코팅 물질(powdered coating material)"은 코팅으로서 기판에 적용된 입자 혼합물에 관한 것이다. 첨가제 또는 첨가제들이 있는 분말 코팅 물질의 입자의 표면의 제공은 가능한 본 발명에 따른 용도를 만들기 위하여 여기에서 완전할 필요는 없다. 본 발명을 제한하는 것으로서 이해됨이 없이, 본 발명자들은 적용된 첨가제의 효과가 개별 입자 간의 스페이서로서의 효과에 의해, 그중에서도 특히, 유발되며, 특정 정도 초과의 기판의 적용 또는 피복은 수송성의 탁월한 개선과 연관되지 않지만, 첨가제, 또는 첨가제들의 증진된 사용이 필요하며, 그러므로 단지 비용을 초래하고 따라서 경제적으로 가치가 있지 않다는 견해이다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 90% 이하, 바람직하게는 85% 이하, 더 바람직하게는 80% 이하, 여전히 더 바람직하게는 75% 이하 및 가장 바람직하게는 70% 이하의 입자의 표면이 첨가제, 또는 첨가제들로 피복되는 것이 바람직하다. 동시에, 그러나, 입자의 표면을 가능한 완전히 피복 하는 것은 예를 들어 환경으로부터의 산화 영향에 대하여 특정의 보호 효과를 제공한다. 본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, 그러므로, 20% 이상, 바람직하게는 25% 이상, 더 바람직하게는 30% 이상 및 여전히 더 바람직하게는 35% 이상의 입자의 표면이 첨가제, 또는 첨가제들로 피복되는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정의 실시양태에서, 40% 이상, 바람직하게는 50% 이상, 더 바람직하게는 55% 이상 및 여전히 더 바람직하게는 60% 이상의 입자의 표면이 첨가제, 또는 첨가제들로 피복되는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 따른 분말 코팅 물질의 표면 피복(surface coverage)의 측정은 SEM에 의해 랜덤 하게 선택된 30 입자를 측정하여 수행된다.

본 발명자들은 분말 코팅 물질의 수송능이 하나 이상의 첨가제로 입자의 표면을 적어도 부분적으로 피복 함에 의해 상당히 증가한다는 것을 놀랍게도 알아내었다. 이것은 고품질 및 재현성 결과를 얻기 위하여, 코팅 방법에서, 특히 박층이 적용되는 방법에서, 매우 중요하다. 방법의 재현성 증가 및 분말 코팅 물질의 더 균일한 공급의 증가는 입자의 매우 높은 가교도 및 약간의 단점을 갖는 훨씬 더 균질한 코팅을 생성하는 것을 가능하게 한다. 이러한 특징은 특히 얇은 코팅의 생성을 위해 특히 중요하다. 또한, 이러한 방식으로 개선된 수송능은 분말 코팅 물질의 매우 단순화된 공급 및 장치의 비용에서 상당한 감소를 초래한다.

코팅을 적층(build up)하기 위해 사용될 수 있는 본 발명에 따른 방법은 냉간 가스 스프레이 법, 열 플라즈마 스프레이 법, 비-열 플라즈마 스프레이 법, 화염 스프레이 법 및 고속 화염 스프레이 법이다. 개선된 수송능은 기판의 가능한 낮은 열 부하가 수행되며, 및 없거나 또는 거의 없는 열 성분은 코팅을 적용하기 위해 사용되는 코팅 방법에서 특히 매우 중요한 것임이 판명되었다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 화염 스프레이 법, 비-열 플라즈마 스프레이 법, 냉간 가스 스프레이 법 및 고속 화염 스프레이 법에서 본 발명에 따른 분말 코팅 물질의 사용이 바람직하다. 특정의 경우, 본 발명에 따른 방법으로 정밀한 기판을 코팅할 수 있는 것 이외에도, 분말 코팅 물질이 단지 한정된 운동 에너지로 코팅될 수 있는 것도 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정의 실시양태에서, 방법은 그러므로 바람직하게는 화염 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군에서 선택된다. 그러나, 화염 스프레이 법의 산업적 사용은 사용 및 연속 조작을 확보하기 위해, 사용된 가스의 다량의 저장이 필요하다. 연소성 가스가 화염 스프레이 법에서 화염을 생성하기 위하 필요하기 때문에, 그들의 저장은 상응하는 안전 위험과 연관되며, 그러므로 특수 안전 규제가 필요하다. 이와는 대조적으로 플라즈마는 또한 비연소성 가스를 사용하여 생성될 수 있으며, 그 결과 상응하는 양의 가스의 저장은 더 낮은 안정성 표준과 연관되며, 그러므로 비용이 감소 된다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정의 실시양태에서, 그러므로, 비-열 플라즈마 스프레이 법이 코팅 방법으로서 사용되는 것이 특히 매우 바람직하다.

본 발명의 의미 내의 용어 "첨가제"는 분말 코팅 물질의 입자의 표면 상에, 가교가 없이 존재하는, 즉 가교 되지 않은 기판에 관한 것이다. 특히, 용어 "첨가제"는 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 분말 코팅 물질의 표면상에 가교 되지 않은 탄소 함유 화합물에 관한 것이다. 본 발명의 의미 내의, "기판상에서 가교되지 않은"은 개별 첨가제 분자 사이의 비 공유 결합이 첨가제의 적용 동안 또는 후에 분말 코팅 물질의 입자에 적층 되어, 결과적으로 안료 표면상에서 후-가교(post-cross-linking)가 일어나지 않는 것을 의미한다. 특히, 용어 "첨가제"는 예를 들어 EP　2115075　A1호에서 개시된 가교 중합체를 의미하는 것은 아니다.

특정 실시양태에서, 첨가제는 물리적 결합에 의해, 예를 들어 반 데르 발스 상호작용(van der Waals interactions), 쌍극자-쌍극자(dipole-dipole) 상호작용 또는 수소 브리지에 의해 분말 코팅 물질의 입자에 단지 결합하는 것이 특히 바람직하다. 그러나, 첨가제는 예컨대 공유 또는 이온 결합과 같은 화학 결합에 의해 분말 코팅 물질의 입자의 표면에 추가로 또는 대안적으로 결합하는 것도 가능하다.

일반적으로, 본 발명에 따른 첨가제가 유기 및/또는 수성 용매의 사용을 통해 입자로부터 다시 제거될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 첨가제들은 특히 적용하기에 용이하고 저가라는 장점을 갖는다. 특정 실시양태에서, 특정의 바람직한 첨가제는 기계적인 힘에 의해 용매 내에서 분산될 수 있으며 분말 입자에 적용될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 특정 실시양태에서, 첨가제는 적당한 용매 내에서 용해될 수 있으며, 그후 분말 입자와 혼합되고 용매의 증발에 의해 분말 입자상에 적용될 수 있다.

본 발명을 제한하는 것으로 이해됨이 없이, 본 발명자들은 본 발명에 따른 첨가제가 입자 사이의 상호 작용을 감소시키며, 따라서 수송능을 증가시킨다는 견해를 갖는다.

본 발명의 의미 내의 첨가제로서의 물질은 특히 분말 코팅 물질의 입자의 표면에 화학적으로 및/또는 물리적으로 결합한 탄소 함유 화합물이다.

본 발명을 제한하는 것으로 이해됨이 없이, 본 발명자들은 본 발명에 따라 생성된 코팅의 특히 강한 개선은 화염 내의 첨가제의 연소 및 여기에서 존재하는 분말 코팅 물질의 응집물의 적용에 의해 연소 화염 또는 플라즈마 화염 내의 높은 탄소 함량을 갖는 첨가제의 사용을 초래한다는 견해를 갖는다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 첨가제 피복된 분말 코팅 물질 내의 탄소 원자의 중량 비율은 0.01중량% 이상, 바람직하게는 0.05중량% 이상, 더 바람직하게는 0.1중량% 이상 및 여전히 더 바람직하게는 0.17중량% 이상인 것이 바람직하다. 특정 실시양태에서, 첨가제 피복된 분말 코팅 물질 내의 탄소 원자의 중량 비율은 0.22중량% 이상, 바람직하게는 0.28중량% 이상, 더 바람직하게는 0.34중량% 이상 및 여전히 더 바람직하게는 0.4중량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 중량%는 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

반면, 특정 실시양태에서, 첨가제 피복된 분말 코팅 물질 내에서 탄소 원자의 중량 비율은 15중량% 이하, 바람직하게는 10중량% 이하, 더 바람직하게는 7중량% 이하 및 여전히 더 바람직하게는 5중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 탄소 함량이 4중량% 이하, 바람직하게는 3중량% 이하, 더 바람직하게는 2중량% 이하 및 여전히 더 바람직하게는 1중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 중량%는 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

특정 실시양태에서, 첨가제 피복된 분말 코팅 물질 내의 탄소 원자의 중량 비율은 0.01중량% 내지 15중량%의 범위, 바람직하게는 0.05중량% 내지 10중량%의 범위, 더 바람직하게는 0.1중량% 내지 7중량%의 범위 및 여전히 더 바람직하게는 0.17중량% 내지 5중량%의 범위인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정의 실시양태에서, 첨가제-피복된 분말 코팅 물질 내의 탄소 원자의 중량 비율은 0.22중량% 내지 4중량% 범위, 바람직하게는 0.28중량% 내지 3중량% 범위, 더 바람직하게는 0.34중량% 내지 2중량% 범위 및 여전히 더 바람직하게는 0.4중량% 내지 1중량% 범위인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 중량%는 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량을 기준으로 한다. 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량에 대한 탄소 원자의 중량 비율은 예를 들어 Leco Instruments GmbH 제조의 CS 200 장치로 구하여진다.

특정 실시양태에서, 더욱이, 첨가제로서 사용된 화합물은 6 이상의 탄소 원자, 바람직하게는 7 이상의 탄소 원자, 더 바람직하게는 8 이상의 탄소 원자 및 여전히 더 바람직하게는 9 이상의 탄소 원자를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 첨가제로서 사용된 화합물은 10 이상의 탄소 원자, 바람직하게는 11 이상의 탄소 원자, 더 바람직하게는 12 이상의 탄소 원자 및 여전히 더 바람직하게는 13 이상의 탄소 원자를 함유하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 따른 첨가제 내에 함유된 탄소 원자의 수는 예를 들어 각각의 첨가제를 결정함으로 서 구하여 질 수 있다. 물질을 결정하기 위하여 당업자에게 공지된 모든 방법이 여기에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 첨가제는 유기 및/또는 수성 용매를 사용하여 분말 코팅 물질의 입자로부터 제거되고 및 그후 HPLC, GCMS,NMR, CHN 또는 상기 언급된 각각의 것과 또는 기타 관례 적으로 사용된 방법과의 조합에 의해 확인된다.

특정 실시양태에서, 첨가제 또는 첨가제 들의 중량 비율은 0.02중량% 이상, 바람직하게는 0.08중량% 이상, 더 바람직하게는 0.17중량% 이상 및 여전히 더 바람직하게는 0.30중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 코팅 물질의 C 함량 및 첨가제는 0.35중량% 이상, 바람직하게는 0.42중량% 이상, 더 바람직하게는 0.54중량% 이상 및 여전히 더 바람직하게는 0.62중량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 중량%는 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

추가의 특정 실시양태에서, 첨가제의 중량 비율은 32중량% 이하, 바람직하게는 18중량% 이하, 더 바람직하게는 13중량% 이하 및 여전히 더 바람직하게는 9중량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 코팅 물질 및 첨가제의 C 함량은 7중량% 이하, 바람직하게는 6중량% 이하, 더 바람직하게는 4.5중량% 이하 및 여전히 더 바람직하게는 2.3중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 중량%는 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

추가의 특정 실시양태에서, 첨가제의 중량 비율은 0.02중량% 내지 32중량% 범위, 바람직하게는 0.08중량% 내지 18중량% 범위, 더 바람직하게는 0.17중량% 내지 13중량% 범위 및 여전히 더 바람직하게는 0.30중량% 내지 9중량% 범위인 것이 더욱 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정의 실시양태에서, 코팅 물질 및 첨가제의 탄소 원자의 중량 비율은 0.35중량% 내지 7중량% 범위, 바람직하게는 0.42중량% 내지 6중량% 범위, 더 바람직하게는 0.54중량% 내지 4.5중량% 범위 및 여전히 더 바람직하게는 0.62중량% 내지 2.3중량% 범위인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 중량%는 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

본 발명의 의미 내에서 첨가제로서 사용될 수 있는 물질의 예는 하기이다:

중합체(예컨대 폴리사카라이드, 플라스틱), 단량체, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복실산(예컨대 지방산), 포스폰산, 상기 언급된 것의 유도체(특히 카르복실산 유도체 및 인산 유도체) 및 그의 혼합물. 특정 실시양태에서, 폴리사카라이드, 플라스틱, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복실산(예컨대 지방산), 카르복실산 유도체, 포스폰산, 인산 유도체 또는 그의 혼합물, 바람직하게는 폴리사카라이드, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복실산(예컨대 지방산), 카르복실산 유도체, 포스폰산, 인산 유도체 또는 그의 혼합물, 더 바람직하게는 폴리사카라이드, 실란, 왁스, 산화 왁스, 포스폰산, 인산 유도체 또는 그의 혼합물이, 첨가제로서 사용되는 것이 바람직하다.

상기 언급된 왁스는 천연 왁스 및 합성 왁스 양자를 포함한다. 이러한 왁스의 예는 파라핀 왁스, 석유 왁스, 몬탄 왁스, 동물성 왁스(예컨대 비즈왁스(beeswax), 쉘락(shellac), 울 왁스(wool wax)), 식물성 왁스(예컨대 카르나우바(carnauba) 왁스, 칸데릴라(candelilla) 왁스, 쌀겨(rice bran) 왁스), 지방산 아미드 왁스(예컨대 에루카미드(erucamide)), 폴리올레핀 왁스(예컨대 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스), 그라프트된 폴리올레핀 왁스, 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 왁스, 및 산화 폴리에틸렌 왁스 및 변성 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 왁스(예컨대 메탈로센 왁스)이다. 본 발명에 따른 왁스는 특정 실시양태에서 물리적 결합을 통해 결합하는 것이 바람직하다. 그러나, 추가의 특정 실시양태에서 왁스 가 대안적으로 또는 추가적으로 가능한 이온 및/또는 공유 결합을 하는 작용기를 갖는다는 것을 배제하고 있지 않다.

본 발명의 의미 내의 용어 "중합체"는 또한 올리고머를 포함한다. 특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용된 중합체는, 그러나, 바람직하게는 25 단량체 단위 이상, 더 바람직하게는 35 단량체 단위 이상, 여전히 더 바람직하게는 45 단량체 단위 이상 및 가장 바람직하게는 50 단량체 단위이상으로 되어 있다. 중합체는 여기에서 공유 또는 이온 결합을 형성함이 없이 분말 코팅 물질의 입자에 결합될 수 있다. 특정 실시양태에서, 그러나, 본 발명에 따른 첨가제는 분말 코팅 물질의 입자와 하나 이상의 이온 또는 공유 결합을 형성할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 이러한 결합은 바람직하게는 중합체 내에 함유된 인산, 카르복실산, 실란 또는 술폰산 기를 통해 일어난다.

본 발명의 의미 내의 용어 "폴리사카라이드"는 또한 올리고사카라이드를 포함한다. 특정의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용된 폴리사카라이드는 그러나, 바람직하게는 4 단량체 단위 이상, 더 바람직하게는 8 단량체 단위 이상, 여전히 더 바람직하게는 10 단량체 단위 이상 및 가장 바람직하게는 12 단량체 단위 이상으로 되어 있다. 특정 실시양태에서, 특히 바람직한 폴리사카라이드는 셀룰로스, 셀룰로스 유도체 예컨대 메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸셀룰로스, 니트로셀룰로스(예컨대 다우 볼프 셀룰로식스(Dow Wolff Cellulosics)제조의 에토셀(ethocel), 또는 메토셀(methocel)), 셀룰로스 에스테르(예컨대 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세토부틸레이트, 및 셀룰로스 프로피오네이트), 전분 예컨대, 옥수수 전분, 감자 전분 및 밀 전분 및 변성 전분이다.

본 발명의 의미 내의 용어 "플라스틱"은 열가소성, 열경화성 또는 탄성(elastomeric) 플라스틱을 포함한다. 열가소성 플라스틱은 여기에서 특히 바람직하며, 당업자에게 공지된 모든 열가소성 플라스틱을 고려한다. 상응하는 열가소성 플라스틱의 요약은 예컨대 문헌「Kunststoff-Taschenbuch, ed. Saechtling, 25판, Hanser-Verlag, 뮌헨, 1992, 특히 제 4 장」, 뿐만 아니라 그 안에서 인용된 참고문헌, 및 문헌 「Kunststoff-Handbuch, ed. G. Becker 및 D. Braun, volumes 1 to 11, Hanser-Verlag, 뮌헨, 1966 to 1996」에서 찾아볼 수 있다. 이것으로 한정됨이 없이, 하기 열가소성 플라스틱은 예로서 설명을 위해 지명된 것이다: 폴리옥시알킬렌, 폴리카르보네이트(PC), 폴리에스테르 예컨대 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리올레핀 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌(PP), 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리아미드, 비닐방향족 (공)중합체 예컨대 폴리스티렌, 충격-변성(impact-modified) 폴리스티렌 예컨대 HIPS 또는 ASA, ABS 또는 AES 중합체, 폴리아릴렌 에테르 예컨대 폴리페닐렌 에테르(PPE), 폴리술폰, 폴리우레탄, 폴리락타이드, 할로겐 함유 중합체, 중합체 함유 이미드기, 셀룰로스 에스테르, 실리콘 중합체 및 열가소성 엘라스토머. 상이한 열가소성 플라스틱의 혼합물도 또한, 단일상 또는 다상(multi-phase) 중합체 블렌드의 형태로 사용될 수 있다.

폴리옥시알킬렌 단독- 또는 공중합체, 특히 (공)폴리옥시메틸렌(POM), 및 그의 제조 방법이 당업자에게 공지되어 있으며 문헌에 기술되어 있다. 이들 중합체의 중합체 주쇄는 50몰 % 이상의 -CH₂O- 반복 단위를 갖는다. 단독 중합체는 바람직하게는 촉매적으로, 포름알데히드 또는 트리옥산의 중합에 의해, 제조 되는 것이 일반적이다. 폴리옥시메틸렌 공중합체 및 폴리옥시메틸렌 삼원공중합체(terpolymers)가 예이다.

적당한 폴리카보네이트는 당업계에 공지되어 있으며, 예컨대 DE　1　300　266 B1호에 따라 계면 중축합에 의해 또는 DE　14　95　730 A1호에 따라 비스페놀과 비페닐 카르보네이트의 반응에 의해 수득 될 수 있다.

적당한 폴리에스테르가 당업계에 공지되어 있으며 문헌에 기술되어 있다. 폴리에스테르는 방향족 디카르복실산, 그의 에스테르 또는 그의 기타 에스테르-형성 유도체와 지방족 디히드록시 화합물이 그 자체가 공지된 방식으로 반응하여 제조될 수 있다. 특정 실시양태에서, 나프탈렌 디카르복실산, 테레프탈산 및 이소프탈산 또는 그의 혼합물은 디카르복실산으로서 사용된다. 10몰% 이하의 방향족 디카르복실산은 지방족 또는 시클로지방족 디카르복실산 예컨대 아디프산, 아젤라산(azelaic acid), 세바스산(sebacic acid), 도데칸 이산(dodecane diacids) 및 시클로헥산 디카르복실산으로 대체될 수 있다. 지방족 디히드록시 화합물의 예는 2 내지 6의 탄소 원자를 갖는 디올, 특히 1,2-에탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-헥산디올, 1,4-시클로헥산디올 및 네오펜틸 글리콜 또는 그의 혼합물이다.

상기 언급된 폴리올레핀의 예는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이며 뿐만 아니라 임의로 또한 고급 α-올레핀과의 에틸렌 또는 프로필렌 기재의 공중합체이다. 본 발명의 의미 내의 용어 "폴리올레핀"은 또한 에틸렌-프로필렌 엘라스토머 및 에틸렌-프로필렌 삼원공중합체를 포함한다.

상기 언급된 폴리(메트)아크릴레이트의 예는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 및 예컨대 n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트 또는 2-에틸헥실 아크릴레이트와 같은 추가의 공중합성 단량체 40중량% 이하와 메틸 메타크릴레이트 기재의 공중합체이다.

상기 언급된 폴리아미드는 또한 폴리에테르아미드 예컨대 폴리에테르 블록 아미드를 포함하며 예를 들어 US　2,071,250호, US　2,071,251호, US　2,130,523호, US　2,130,948호, US　2,241,322호, US　2,312,966호, US　2,512,606호, 및 US　3,393,210호의 개시물에 기술되어 있다. 또한, 상기 언급된 폴리아미드는 예컨대 폴리카프로락탐, 폴리카프릴락탐, 폴리라우롤락탐 및 폴리아미드를 포함하며, 이들은 디카르복실산과 디아민의 반응에 의해 수득 된다. 이를 위한 적당한 디카르복실산의 예는 6 내지 12, 특히 6 내지 10의 탄소 원자를 갖는 알칸디카르복실산 및 방향족 디카르복실산이 사용될 수 있다. 적당한 디아민의 예는 6 내지 12, 특히 6 내지 8의 탄소 원자를 갖는 알칸디아민, 뿐만 아니라 m-크실렌디아민, 디-(4-아미노페닐)메탄, 디-(4-아미노시클로헥실)메탄, 2,2-디-(4-아미노페닐)프로판 또는 2,2-디-(4-아미노시클로헥실)프로판이다.

상기 언급된 비닐방향족 (공)중합체의 예는 폴리스티렌, 스티렌-아크리트니트릴 공중합체(SAN) 및 충격-변성 폴리스티렌(HIPS=고충격 폴리스티렌)이다. 이러한 비닐방향족 (공)중합체의 제조는 당업자에게 공지되어 있으며 예를 들어 EP-A-302 485호에서 찾을 수 있다. 추가의 예로는 ASA, ABS 및 AES 중합체(ASA=아크릴로니트릴-스티렌-아크릴에스테르, ABS=아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, AES=아크릴로니트릴-EPDM 고무-스티렌)이다. ABS 중합체의 제조는 예를 들어 DE　197　28　629 A1호에서 찾을 수 있으며 ASA 중합체의 제조는 예를 들어 EP　99　532 A2호에서 찾을 수 있다. AES 중합체의 제조에 대한 상세한 것은 예를 들어 US 3,055,859호 또는 US 4,224,419호에서 더 찾을 수 있다.

상기 언급된 폴리아릴렌 에테르의 예는 폴리아릴렌 에테르 자체, 폴리아릴렌 에테르 술피드, 폴리아릴렌 에테르 술폰 및 폴리아릴렌 에테르 케톤이다. 그의 아릴렌기는 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 독립적으로 예를 들어 6 내지 18 C 원자를 갖는 방향족 라디칼 일 수 있다. 적당한 아릴렌 라디칼의 예는 페닐렌, 비스페닐렌, 테르페닐렌(terphenylene), 1,5-나프틸렌, 1,6-나프틸렌, 1,5-안트릴렌, 9,10-안트릴렌 또는 2,6-안트릴렌이다. 폴리아릴렌 에테르 술폰의 제조에 대한 상세한 것의 예는 EP　113　112 A1호 및 EP　135　130 A2호에서 찾을 수 있다.

특정 실시 양태에서 첨가제로서 사용될 수 있는 플라스틱의 추가의 예는 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트 및 폴리우레아이다.

락트산의 중합체, 폴리락타이드, 뿐만 아니라 그의 제조 방법의 예는 당업자에게 공지되어 있다. 특정 실시양태에서, 락트산 및 추가의 단량체 기재의 공중합체 또는 블록 공중합체를 사용하는 것이 특히 적당하다.

할로겐 함유 중합체의 예는 폴리비닐 클로라이드(PVC)(예컨대 경질(hard) PVC 및 연질(soft) PVC)와 같은 비닐 클로라이드의 중합체, 및 비닐 클로라이드의 공중합체(예컨대 PVC-U 성형(molding) 화합물)이다.

특정 실시양태에서 첨가제로서 사용될 수 있는 플라스틱의 추가의 예는 불소 함유 중합체 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 퍼플루오로알킬 비닐 에테르와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 및 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE)이다.

이미드기를 함유하는 상기 언급된 중합체의 예는 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 및 폴리아미드-이미드이다. 이러한 중합체는 예를 들어「Rompp Chemie Lexikon, CD-ROM version 1.0, Thieme Verlag Stuttgart 1995」에 기술되어 있다.

상기 언급된 열가소성 엘라스토머(TPE)는 이들이 열가소성 플라스틱(thermoplastics)과 유사하게 가공될 수 있지만 고무-탄성 성질을 가질 수 있음을 특징으로 한다. 더 상세한 정보는 예를 들어 문헌「G. Holden et al., Thermoplastic Elastomers, 제2판, Hanser Verlag, 뮌헨 1996」에서 찾을 수 있다. 예로는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(TPE-U 또는 TPU), 스티렌 올리고블록 공중합체(TPE-S) 예컨대 SBS(스티렌-부타디엔-스티렌-옥시 블록 공중합체) 및 SEES(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체, SBS의 수소화에 의해 수득됨), 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머(TPE-O), 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머(TPE-E), 열가소성 폴리아미드 엘라스토머(TPE-A) 및 열가소성 가황고무(thermoplastic vulcanizates)(TPE-V)이다.

상기 언급된 폴리아크릴레이트의 예는 폴리(메트)아크릴레이트이며, 바람직하게는 단독 중합체 또사상품명 Degalan으로 Evonik사에서 판매된다.

특정 실시양태에서, 첨가제는 말레산(무수물) 또는 아크릴산과 PE 또는 PP의 공중합 생성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

특정 실시양태에서, 첨가제로서 사용된 중합체는 200,000 이하, 바람직하게는 170,000 이하, 더 바람직하게는 150,000 이하 및 여전히 더 바람직하게는 130,000 이하의 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 첨가제로서 사용된 화합물은 110,000 이하, 바람직하게는 90,000 이하, 더 바람직하게는 70,000 이하 및 여전히 더 바람직하게는 50,000 이하의 분자량을 갖는 것이 특히 바람직하다.

상기 언급된 카르복실산은 특정 실시양태에서 특히 디카르복실산, 트리카르복실산 및 테트라카르복실산을 또한 포함한다. 디카르복실산의 예는 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 및 세바스산이다.

특정의 바람직한 실시양태에서, 상기 언급된 카르복실산 유도체는 특히 카르복실산 에스테르에 관한 것이다.

상기 언급된 지방산의 예는 카프르산, 운데칸산, 라우르산, 트리데칸산, 미리스트산, 펜타데칸산, 팔미트산, 마르가르산, 노나데칸산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산(cerotic acid), 멜리스산, 운데실렌산, 팔미톨레산, 엘라이드산, 박센산(vaccenic acid), 에이코세노산(eicosenoic acid), 세톨레산(cetoleic acid), 에루스산(erucic acid), 네르본산(nervonic acid), 소르브산, 리놀레산, 리놀렌산, 엘레오스테아르산, 아라키돈산, 팀노돈산(timnodonic acid), 클루파노돈산(clupanodonic acid), 데코사헥사엔산(docosahexaenoic acid), 스테아르산 및 올레산이다. 특히 본 발명의 매우 바람직한 실시양태에서, 첨가제는 스테아르산 또는 올레산을 포함하지 않으며, 바람직하게는 포화 또는 불포화 C18 카르복실산을 포함하지 않고, 더 바람직하게는 포화 또는 불포화 C14 내지 C18 카르복실산을 포함하지 않으며, 여전히 더 바람직하게는 포화 또는 불포화 C12 내지 C18 카르복실산을 포함하지 않고 및 가장 바람직하게는 포화 또는 불포화 C10 내지 C20 카르복실산을 포함하지 않는다. 용어 "C" 이후의 수는 분자 또는 분자 구성성분 내에 함유된 본 발명의 의미 내의 탄소 원자에 관한 것이며, 여기에서 수는 탄소 원자의 양을 표현한다.

상기 언급된 포스폰산은 하기 식(I)로 표시된다:

(X)_mP(=0)Y_nR_(3-m) (I),

식중 m은 0, 1 또는 2이며, n은 0 또는 1이고, X는 동일하거나 상이할 수 있으며 수소, 히드록시, 할로겐 또는 -NR'₂ (R'는 동일하거나 상이할 수 있고 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C9 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다)이며, Y는 동일하거나 상이할 수 있고 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR- 이며 및 R은 동일하거나 상이할 수 있고 C1-C30 알킬기, C2-C30 알케닐기, C2-C30 알키닐기, C5-C30 아릴기, C6-C30 아릴알킬기, C4-C30 헤테로아릴기, C5-C30 헤테로아릴알킬기, C3-C30 시클로알킬기, C4-C30 시클로알킬알킬기, C2-C30 헤테로시클로알킬기, C3-C30 헤테로시클로알킬알킬기, C1-C30 에스테르기, C1-C30 알킬 에테르기, C1-C30 시클로알킬 에테르기, C1-C30 시클로알케닐 에테르기, C6-C30 아릴 에테르기, C7-C30 아릴알킬 에테르기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기에서 상기 언급된 기는 치환 또는 비치환되며 임의로 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다.

본 발명의 의미 내의 용어 "치환된"은 관련 기의 하나 이상의 수소 원자가 하기에 의해 치환된 것을 기술하는 것이다: 할로겐, 히드록시, 시아노, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, C1-C5 알카노일, C3-C8 시클로알킬, 헤테로시클릭, 아릴, 헤테로아릴, C1-C7 알킬카르보닐, C1-C7 알콕시, C2-C7 알케닐옥시, C2-C7 알키닐옥시, 아릴옥시, 아실, C1-C7 아크릴옥시, C1-C7 메타크릴옥시, C1-C7 에폭시, C1-C7 비닐, C1-C5 알콕시카르보닐, 아로일, 아미노카르보닐, 알킬아미노카르보닐, 디알킬아미노카르보닐, 아민카르보닐옥시, C1-C7 알킬아미노카르보닐옥시, C1-C7 디알킬아민카르보닐옥시, C1-C7 알카노일아민, C1-C7 알콕시카르보닐아민, C1-C7 알킬술포닐아민, 아미노술포닐, C1-C7 알킬아미노술포닐, C1-C7 디알킬아민술포닐, 카르복시, 시아노, 트리플루오로메틸, 트리플루오로메톡시, 니트로, 술폰산, 인산, 아민, 아미드(여기에서 질소 원자는 임의로, C1-C5 알킬 또는 아릴기로 1회 또는 2회 서로 독립적으로 치환된다), 우레이도(여기에서 질소 원자는 임의로, C1-C5 알킬 또는 아릴기로 1회 또는 2회 서로 독립적으로 치환된다); 또는 C1-C5 알킬티오기.

본 발명의 의미 내의 용어 "시클로알킬기" 및 "헤테로시클로알킬기" 는 소위 "아릴기" 또는 "헤테로아릴기"인 방향족 계를 제외하고 포화, 부분적으로 포화 및 불포화계를 포함한다.

본 발명의 의미 내의 용어 "알킬"은, 달리 지시되지 않는 한, 바람직하게는 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C27, 더 바람직하게는 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C25 및 여전히 더 바람직하게는 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C20 탄소 사슬을 나타낸다. 본 발명의 의미 내의 용어 "알케닐" 및 "알키닐"은, 달리 지시되지 않는 한, 바람직하게는 직쇄 또는 분지쇄 C2 내지 C27, 더 바람직하게는 직쇄 또는 분지쇄 C2 내지 C25 및 여전히 더 바람직하게는 직쇄 또는 분지쇄 C2 내지 C20 탄소 사슬을 나타낸다. 본 발명의 의미 내의 용어 "아릴"은 방향족 탄소 고리, 바람직하게는 7 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 탄소 고리, 더 바람직하게는 페닐 고리를 나타내며, 상기 언급된 방향족 탄소 고리는 축합 고리계(condensed ring system)의 구성성분일 수 있다.

아릴기의 예는 페닐, 히드록시페닐, 비페닐 및 나프틸이다. 본 발명의 의미 내의 용어 "헤테로아릴"은 방향족 고리를 나타내며, 여기에서 유사(analogous) 아릴 고리의 탄소 원자는 헤테로원자, 바람직하게는 O, S 및 N으로 이루어진 군으로부터 선택된 원자에 의해 정식으로 대체된 것이다.

상기 언급된 실란은 하기식(II)에 따른 구조에 의해 특징 지워진다:

R_pSiX_(4-p) (II),

식중, p는 is 0, 1, 2 또는 3이고, X는 동일하거나 상이할 수 있으며 수소, 히드록시, 할로겐 또는 -NR'₂(R'는 동일하거나 상이할 수 있으며, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C9 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다)이고 및 R은 동일하거나 상이할 수 있으며, C1-C30 알킬기, C2-C30 알케닐기, C2-C30 알키닐기, C5-C30 아릴기, C6-C30 아릴알킬기, C4-C30 헤테로아릴기, C5-C30 헤테로아릴알킬기, C3-C30 시클로알킬기, C4-C30 시클로알킬알킬기, C2-C30 헤테로시클로알킬기, C3-C30 헤테로시클로알킬알킬기, C1-C30 에스테르기, C1-C30 알킬 에테르기, C1-C30 시클로알킬 에테르기, C1-C30 시클로알케닐 에테르기, C6-C30 아릴 에테르기, C7-C30 아릴알킬 에테르기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기에서 상기 언급된 기는 치환 또는 비치환 될 수 있으며 임의로 직쇄 또는 분지쇄이다.

첨가제는 예를 들어 분말 코팅 물질의 입자 표면에 화학적 또는 물리적으로 결합될 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에서 바람직하다 할지라도, 여기에서 손상되지 않은 입자의 표면 피복(surface coverage)이 수행될 필요는 없다.

특정 실시양태에서, 첨가제는 분말 코팅 물질의 입자의 표면에 가능한 약하게 결합 되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용된 첨가제는 작용기를 운반하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 의미 내의 용어 "작용기(functional group)"는 물질의 성질 및 분자의 반응 거동(reaction behavior)에 결정적으로 영향을 주는 분자 내의 분자기를 나타낸다. 이러한 작용기의 예는 하기이다: 카르복실산기, 술폰산기, 인산기, 실란기, 카르보닐기, 히드록시기, 아민기, 히드라진기, 할로겐기 및 니트로기.

기타 특정 실시양태에서, 대조적으로, 첨가제가, 예를 들어 마찰의 결과로서, 너무 용이하게 표면으로부터 제거될 수 없는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정의 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용된 첨가제는 1 이상의 작용기, 바람직하게는 2 이상의 작용기, 더 바람직하게는 3 이상의 작용기를 운반하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명자들은 본 발명에 따른 첨가제로 피복된 분말 코팅 물질이 사용될 때, 예상외로 높은 융점을 갖는 코팅 물질의 사용이 또한 허용됨을 놀랍게도 알아내었다. 본 발명을 제한하는 것으로 이해됨이 없이, 본 발명자들은 감소된 응집하는 경향을 갖는 더 균일한 입자의 수송은 입자가 기판 표면을 개별적으로 스트라이크 하도록 허용하며 존재하는 운동 에너지는 입자를 형성하도록 완전히 이용될 수 있다는 견해를 갖는다. 비균일(non-uniform)한, 따라서 국부적인, 응집물의 적용의 경우, 운동 에너지의 일부는 명백하게 응집물의 분쇄에 의해 소모되며, 이후 스트라이크 하는 입자는 이 부위에서 이미 존재하는 코팅 물질에 의해 충격이 완화되지만, 여전히 고형화되지는 않는다. 분말 코팅 물질이 미리 화염을 통과한다면, 열 에너지는 응집물 없이 균일하게 공급된 입자의 경우에 아마도 입자로 더욱 잘 전송될 것이다.

예를 들어, 특정 실시양태에서 본 발명에 따라 하나 이상의 첨가제로 피복된 분말 코팅 물질은, [K]로 측정된 코팅 물질의 융점이, 예를 들어 가스 스트림, 연소 화염 및/또는 플라즈마 화염인 기판상으로 향하는 코팅 방법에서 사용된 매질의, [K]로 측정된, 온도의 50% 이하, 바람직하게는 60% 이하, 더 바람직하게는 65% 이하 및 여전히 더 바람직하게는 70% 이하라면, 균질 층을 제조하기 위해 또한 사용될 수 있다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 더욱이 본 발명에 따라 하나 이상의 첨가제로 피복된 분말 코팅 물질은, [K]로 측정된 코팅 물질의 융점이, 예를 들어 가스 스트림, 연소 화염 및/또는 플라즈마 화염인 기판상으로 향하는 코팅 방법에서 사용된 매질의 [K]로 측정된 온도의 75% 이하, 바람직하게는 80% 이하, 더 바람직하게는 85% 이하 및 여전히 더 바람직하게는 90% 이하라면, 균질 층을 제조하기 위해 또한 사용될 수 있다. 상기 언급된 백분율은 냉간 가스 스프레이 법의 가스 스트림, 화염 스프레이 법 및 고속 화염 스프레이 법의 연소 화염 또는 비-열 또는 열 플라즈마 스프레이 법의 플라즈마 화염의 온도[K] 에 대한 코팅 물질의 용융 온도의 비에 관한 것이다.

본 발명의 의미 내의 용어 "균질 층(homogeneous layer)"는 관련 코팅이 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만, 더 바람직하게는 3% 미만, 여전히 더 바람직하게는 1% 미만 및 가장 바람직하게는 0.1% 미만의 캐비티를 갖는 것을 기술하는 것이다. 특히, 캐비티가 전혀 없는 것으로 확인되는 것이 바람직하다. 본 발명의 의미 내의 상기 언급된 용어 "캐비티(cavity)"는 2차원 표면에 함유된 코팅에 대하여, 코팅된 기판의 횡단면의 2차원 표면상에서 코팅에 혼입되는 호울(hole)의 비율을 기술하는 것이다. 이러한 비율의 결정은 본 발명에 따라 생성된 코팅 상에서 랜덤 하게 선택된 30 부위에서 SEM에 의해 수행되며, 예를 들어 기판 코팅의 100㎛ 길이가 시험 된다.

코팅 물질 및 첨가 제의 사용을 통한 분말 코팅 물질의 개선된 수송능이 있을 뿐 아니라, 심지어 이전에 비수송성(unconveyable)인 분말 코팅 물질이 용이하게 수송될 수 있으며 고품질 코팅을 생성하기 위해 사용될 수 있다는 것을 놀랍게 알아내었다.

입자의 크기 분포는 바람직하게는 레이저 미립자측정법(laser granulometry)에 의해 구하여진다. 이 방법에서, 입자는 분말의 형태로 측정될 수 있다. 조사된 레이저광의 산란은 상이한 공간 방향에서 검파되며 및 프라운호퍼 회절 이론(Fraunhofer diffraction theory)에 따라 평가된다. 입자는 구체로서 계산 처리된다. 따라서, 구하여진 직경은, 입자의 실제 형상과 상관없이, 항상 모든 공간 방향에서 구하여진 등가 구형 직경(equivalent spherical diameter)에 관한 것이다. 크기 분포는 등가 구형 직경에 대한 체적 평균의 형태로 계산되어 구하여 진다. 체적 평균 크기 분포는 누적 도수 분포(cumulative frequency distribution)로서 나타낼 수 있다. 누적 도수 분포는 상이한 특성값, 예를 들어 D₁₀, D₅₀ 또는D₉₀ 값에 의해 간단한 방식으로 특징화 된다.

측정은 예를 들어 독일 클라우스탈-첼러펠트(Clausthal-Zellerfeld)의 Sympatec GmbH사의 입자 크기 분석기 HELOS를 사용하여 수행될 수 있다. 여기에서, 건조 분말은 예를 들어 4bar의 일차 압력(primary pressure)에서 Rodos T4.1 타입의 분산용 유닛을 사용하여 분산될 수 있다. 대안적으로, 입자의 크기 분포 곡선은, 예를 들어, 제조자의 지침에 따라 Quantachrome사의 장치(장치: Cilas 1064)를 사용하여 측정될 수 있다. 이를 위해, 1.5g의 분말 코팅 물질을 약 100ml의 이소프로판올에서 현탁 시키고, 초음파 조(ultrasound bath)(장치:Sonorex IK 52, Bandelin)에서 300초 동안 처리하고 그후 파스테르 피펫(Pasteur pipette)에 의해 측정 장치의 샘플 제조 셀로 도입하며 수회 측정한다. 수득한 평균값은 개별 측정 결과로부터 형성된다. 산란광 신호는 프라운호퍼 방법에 따라 평가된다.

본 발명의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 53㎛ 이하, 바람직하게는 51㎛ 이하, 더 바람직하게는 50㎛ 이하 및 여전히 더 바람직하게는 49㎛ 이하의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 48㎛ 이하, 바람직하게는 47㎛ 이하, 더 바람직하게는 46㎛ 이하 및 여전히 더 바람직하게는 45㎛ 이하의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 의미 내의 용어 "D₅₀"은 레이저 미립자측정법에 의해 체적 평균된 상기 언급된 입자 크기 분포의 50%가 표시된 값 미만으로 있는 입자크기를 나타낸다. 측정은 예를 들어 독일 클라우스탈-첼러펠트의 Sympatec GmbH사의 입자 크기 분석기 HELOS를 사용하여 상기 언급된 측정 방법에 따라 수행될 수 있다.

본 발명의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 1.5㎛ 이상, 바람직하게는 2㎛ 이상, 더 바람직하게는 4㎛ 이상 및 여전히 더 바람직하게는 6㎛ 이상의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 7㎛ 이상, 바람직하게는 9㎛ 이상, 더 바람직하게는 11㎛ 이상 및 여전히 더 바람직하게는 13㎛ 이상의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다.

특정 실시양태에서, 분말은 1.5 내지 53㎛ 범위, 바람직하게는 2 내지 51㎛ 범위, 더 바람직하게는 4 내지 50㎛ 범위 및 여전히 더 바람직하게는 6 내지 49㎛ 범위의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말은 7 내지 48㎛ 범위, 바람직하게는 9 내지 47㎛ 범위, 더 바람직하게는 11 내지 46㎛ 범위 및 여전히 더 바람직하게는 13 내지 45㎛ 범위의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다.

기타 실시양태에서, 예를 들어 분말은 1.5 내지 45㎛, 바람직하게는 2 내지 43㎛, 더 바람직하게는 2.5 내지 41㎛ 범위 및 여전히 더 바람직하게는 3 내지 40㎛ 범위의 D₅₀값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말은 3.5 내지 38㎛ 범위, 바람직하게는 4 내지 36㎛ 범위, 더 바람직하게는 4.5 내지 34㎛ 범위 및 여전히 더 바람직하게는 5 내지 32㎛ 범위의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다.

여전히 기타 실시양태에서, 대조적으로, 예를 들어 분말은 9 내지 53㎛ 범위, 바람직하게는 12 내지 51㎛ 범위, 더 바람직하게는 15 내지 50㎛ 범위, 여전히 더 바람직하게는 17 내지 49㎛ 범위의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말은 19 내지 48㎛ 범위, 바람직하게는 21 내지 47㎛ 범위, 더 바람직하게는 23 내지 46㎛ 범위 및 여전히 더 바람직하게는 25 내지 45㎛ 범위의 D₅₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다.

또한 본 발명의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 103㎛ 이하, 바람직하게는 99㎛ 이하, 더 바람직하게는 95㎛ 이하, 여전히 더 바람직하게는 91㎛ 이하 및 가장 바람직하게는 87㎛ 이하의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 83㎛ 이하, 바람직하게는 79㎛ 이하, 더 바람직하게는 75㎛ 이하 및 여전히 더 바람직하게는 71㎛ 이하의 D₉₀ 값을 갖는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 의미 내의 용어 "D₉₀"은 레이저 미립자측정법에 의해 체적 평균된 상기 언급된 입자 크기 분포의 90%가 표시된 값 미만으로 있는 입자크기를 나타낸다. 측정은 예를 들어 독일 클라우스탈-첼러펠트의 Sympatec GmbH사의 입자 크기 분석기 HELOS를 사용하여 상기 언급된 측정 방법에 따라 수행될 수 있다.

특정 실시양태에서, 그러므로 분말 코팅 물질은 9㎛ 이상, 바람직하게는 11㎛ 이상, 더 바람직하게는 13㎛ 이상 및 여전히 더 바람직하게는 15㎛ 이상의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 17㎛ 이상, 바람직하게는 19㎛ 이상, 더 바람직하게는 21㎛ 이상 및 여전히 더 바람직하게는 22㎛ 이상의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다.

특정 바람직한 실시양태에 따라, 분말 코팅 물질은 42 내지 103㎛ 범위, 바람직하게는 45 내지 99㎛ 범위, 더 바람직하게는 48 내지 95㎛ 범위 및 여전히 더 바람직하게는 50 내지 91㎛ 범위의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 52 내지 87㎛ 범위, 바람직하게는 54 내지 81㎛ 범위, 더 바람직하게는 56 내지 75㎛ 범위 및 여전히 더 바람직하게는 57 내지 71㎛ 범위의 D₉₀ 값을 갖는 것이 특히 바람직하다.

더욱이, 미세 입자 크기의 수송능에서 명확한 개선은 첨가제 피복에 의해 달성된다는 것을 놀랍게도 알아내었다. 이것은 더 큰 비율의 미세 입자를 가지며 그러므로 더 우수한 활성을 갖는 분말 코팅 물질이 비-열 플라즈마 스프레이법에서 또한 사용될 수 있다는 장점을 제공한다. 본 발명의 추가의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 5㎛ 이하, 바람직하게는 4㎛ 이하, 더 바람직하게는 3㎛ 이하 및 여전히 더 바람직하게는 2.5㎛ 이하의 D₁₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 2.2㎛ 이하, 바람직하게는 2㎛ 이하, 더 바람직하게는 1.8㎛ 이하 및 여전히 더 바람직하게는 1.7㎛ 이하의 D₁₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 의미 내의 용어 "D₁₀"은 레이저 미립자측정법에 의해 체적 평균된 상기 언급된 입자 크기 분포의 10%가 표시된 값 미만으로 있는 입자크기를 나타낸다. 측정은 예를 들어 독일 클라우스탈-첼러펠트의 Sympatec GmbH사의 입자 크기 분석기 HELOS를 사용하여 상기 언급된 측정 방법에 따라 수행될 수 있다.

대조적으로, 높은 미세 비율(high fines proportion)을 갖는 첨가제 피복된 분말 코팅 물질은 또한 여전히 미세 분진을 형성하는 경향이 강하며, 이것은 상응하는 분말의 취급을 매우 어렵게 만든다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 첨가제 피복된 분말 코팅 물질은 0.2㎛ 이상, 바람직하게는 0.4㎛ 이상, 더 바람직하게는 0.5㎛ 이상 및 여전히 더 바람직하게는 0.6㎛ 이상의 D₁₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 첨가제 피복된 분말 코팅 물질은 적어도 0.7㎛, 바람직하게는 0.8㎛, 더 바람직하게는 0.9㎛ 및 여전히 더 바람직하게는 적어도 1.0㎛의 D₁₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다.

특히 바람직한 실시양태에서, 첨가제 피복된, 분말 코팅 물질은 0.2 내지 5㎛ 범위, 바람직하게는 0.4 내지 4㎛ 범위, 더 바람직하게는 0.5 내지 3㎛ 범위 및 여전히 더 바람직하게는 0.6 내지 2.5㎛ 범위의 D₁₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 첨가제 피복된, 분말 코팅 물질은 0.7 내지 2.2㎛ 범위, 바람직하게는 0.8 내지 2.1㎛ 범위, 더 바람직하게는 0.9 내지 2.0㎛ 범위 및 여전히 더 바람직하게는 1.0 내지 1.9㎛ 범위의 D₁₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다.

예를 들어, 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 3.7 내지 26㎛의 D₁₀ 값, 6 내지 49㎛의 D₅₀ 값 및 12 내지 86㎛의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 5.8 내지 26㎛의 D₁₀ 값, 11 내지 46㎛의 D₅₀ 값 및 16 내지 83㎛의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 9 내지 19㎛의 D₁₀ 값, 16 내지 35㎛의 D₅₀ 값 및 23 내지 72㎛의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 여전히 더 바람직하다.

또한 특정 실시양태에서, 예를 들어 분말 코팅 물질은 0.8 내지 28㎛의 D₁₀ 값, 1.5 내지 45㎛의 D₅₀ 값 및 2.5 내지 81㎛의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 2.2 내지 22㎛의 D₁₀ 값, 4 내지 36㎛의 D₅₀ 값 및 4 내지 62㎛의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 2.8 내지 17㎛의 D₁₀ 값, 6 내지 28㎛의 D₅₀ 값 및 9 내지 49㎛의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 여전히 더 바람직하다.

또한 특정 실시양태에서, 예를 들어 분말 코팅 물질은 4.8 내지 29㎛의 D₁₀ 값, 9 내지 53㎛의 D₅₀ 값 및 13 내지 97㎛의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 12 내지 26㎛의 D₁₀ 값, 23 내지 46㎛의 D₅₀ 값 및 35 내지 87㎛의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 15 내지 24㎛의 D₁₀ 값, 28 내지 44㎛의 D₅₀ 값 및 41 내지 78㎛의 D₉₀ 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것이 여전히 더 바람직하다.

더욱이, 첨가제 피복된, 분말 코팅 물질의 수송능(conveyability)은 입자 크기 분포의 폭에 의존하는 것으로 관측되었다. 이 폭은 하기로 정의되는, 소위 스팬(span) 값을 나타냄으로 서 산출될 수 있다:

스팬=

본 발명자들은 특정 실시양태에서, 예를 들어, 분말 코팅 물질의 여전히 더 균일한 수송능은, 더 균질하고 고품질 층의 형성을 더 단순화한, 더 작은 스팬을 갖는 분말 코팅 물질의 사용을 통해 달성된다는 것을 알아내었다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 분말 코팅 물질의 스팬은 2.9 이하, 바람직하게는 2.6 이하, 더 바람직하게는 2.4 이하 및 여전히 더 바람직하게는 2.1 이하인 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질의 스팬은 1.9 이하, 바람직하게는 1.8 이하, 더 바람직하게는 1.7 이하 및 여전히 더 바람직하게는 1.6 이하인 것이 특히 바람직하다.

반면, 본 발명자들은 매우 좁은 스팬은 분말 코팅 물질의 제조를 더 용이하게 하는, 구하고자하는 수송능을 제공하기 위해 필요하지 않다는 것을 알아내었다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 분말 코팅 물질의 스팬 값은 0.4 이상, 바람직하게는 0.5 이상, 더 바람직하게는 0.6 이상 및 여전히 더 바람직하게는 0.7 이상인 것이 바람직하다. 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질의 스팬 값은 0.8 이상, 바람직하게는 0.9 이상, 더 바람직하게는 1.0 이상 및 여전히 더 바람직하게는 1.1 이상인 것이 특히 바람직하다.

여기에서 개시된 교시를 근거로 하여, 당업자는 임의의 조합, 특히 원하는 성질의 조합을 제공하기 위하여 상기 언급된 스팬 값의 한계 값의 조합을 선택할 수 있다. 특정 실시양태에서, 예를 들어 분말 코팅 물질은 0.4 내지 2.9 범위, 바람직하게는 0.5 내지 2.6 범위, 더 바람직하게는 0.6 내지 2.4 범위 및 여전히 더 바람직하게는 0.7 내지 2.1 범위의 스팬 값을 갖는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 0.8 내지 1.9 범위, 바람직하게는 0.9 내지 1.8 범위, 더 바람직하게는 1.0 내지 1.7 범위 및 여전히 더 바람직하게는 1.1 내지 1.6 범위의 스팬 값을 갖는 것이 특히 바람직하다.

당업자는 여기에서 개시된 교시를 근거로 하여, 상기 언급된 바람직한 D₅₀값 범위를 갖는 스팬 한계 값들 또는 값 범위의 특정 조합이 원하는 장점의 조합에 따라 선호된다는 것을 인식하고 있다. 예를 들어, 특히 바람직한 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 0.4 내지 2.9 범위의 스팬 및 1.5 내지 53㎛ 범위, 바람직하게는 2 내지 51㎛ 범위, 더 바람직하게는 4 내지 50㎛ 범위, 여전히 더 바람직하게는 6 내지 49㎛ 범위 및 가장 바람직하게는 7 내지 48㎛ 범위의 D₅₀값을 갖는 입자크기 분포를 갖는다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 0.5 내지 2.6 범위의 스팬 및 1.5 내지 53㎛ 범위, 바람직하게는 2 내지 51㎛ 범위, 더 바람직하게는 4 내지 50㎛ 범위, 여전히 더 바람직하게는 6 내지 49㎛ 범위 및 가장 바람직하게는 7 내지 48㎛ 범위의 D₅₀값을 갖는 입자크기 분포를 갖는다. 또한 특정의 바람직한 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 0.6 내지 2.4 범위의 스팬 및 1.5 내지 53㎛ 범위, 바람직하게는 2 내지 51㎛ 범위, 더 바람직하게는 4 내지 50㎛ 범위, 여전히 더 바람직하게는 6 내지 49㎛ 범위 및 가장 바람직하게는 7 내지 48㎛ 범위의 D₅₀값을 갖는 입자크기 분포를 갖는다. 여전히 바람직한 추가의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 0.7 내지 2.1 범위의 스팬 및 1.5 내지 53㎛ 범위, 바람직하게는 2 내지 51㎛ 범위, 더 바람직하게는 4 내지 50㎛ 범위, 여전히 더 바람직하게는 6 내지 49㎛ 범위 및 가장 바람직하게는 7 내지 48㎛ 범위의 D₅₀값을 갖는 입자크기 분포를 갖는다.

더욱이, 분말 코팅 물질의 밀도는 에어로졸 형태의 이러한 분말의 수송에 영향을 줄 수 있다는 것을 알아내었다. 본 발명을 제한하는 것으로 이해됨이 없이, 본 발명자들은 동일한 크기이지만 상이한 밀도를 갖는 입자의 관성(inertia)의 차이는 동일한 입자 크기 분포를 갖는 분말 코팅 물질의 에어로졸 스트림의 상이한 거동을 초래한다는 견해를 갖는다. 그러므로 다른 밀도를 갖는 분말 코팅 물질로 특정 D₅₀에 대하여 최적화된 수송 방법을 전환하는 것은 어렵다는 것을 입증할 수 있다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 스팬 값의 상한은 사용된 분말 코팅 물질의 밀도에 의존하여 보정되는 것이 바람직하다.

여기에서, 스팬_UC은 보정된 상한 스팬 값이며, 스팬_U는 상한 스팬 값이고, ρ_Alu 는 알루미늄의 밀도(2.7 g/cm³)이며, ρ_x는 사용된 분말 코팅 물질의 밀도이다. 그러나, 알루미늄보다 낮은 밀도를 갖는 분말 코팅 물질의 경우 차이는 단지 약간 있으며, 이러한 점에서 최적화된 분말 코팅 물질의 선택은 수송능에 있어서 현저한 개선을 초래하지 않는다는 것을 더 알아내었다. 보정되지 않은 상한 스팬 값을 갖는 분말 코팅 물질은 따라서 알루미늄 밀도보다 낮은 밀도를 갖는 분말 코팅 물질을 위해 사용된다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 코팅 방법은 냉간 가스 스프레이 법(cold gas spraying), 열 플라즈마 스프레이 법(thermal plasma spraying), 비-열 플라즈마 스프레이 법(non-thermal plasma spraying), 화염 스프레이 법(flame spraying) 및 고속 화염 스프레이 법(high-speed flame spraying)의 명칭으로 당업자에게 공지된 것이다.

냉간 가스 스프레이 법은 적용될 분말이 가스 제트(gas jet)에서 용융되지 않지만, 입자는 매우 가속화되고, 그들의 운동 에너지의 결과로서, 기판의 표면상에 코팅을 형성한다는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 당업자에게 공지된 다양한 가스가 캐리어 가스, 예컨대 질소, 헬륨, 아르곤, 공기, 크립톤, 네온, 크세논, 이산화탄소, 산소 또는 그의 혼합물로서 사용될 수 있다. 특정 변형에서, 공기, 헬륨 또는 그의 혼합물이 가스로서 사용되는 것이 특히 바람직하다.

3000m/s이하의 가스 속도는 상응하는 노즐에서 상기 언급된 가스의 제어된 팽창을 통해 달성될 수 있다. 입자는 여기에서 2000m/s 이하로 가속될 수 있다. 그러나, 냉간 가스 스프레이 법의 특정 변형에서, 입자는 예를 들어 300m/s 내지 1600m/s, 바람직하게는 1000m/s 내지 1600m/s, 더 바람직하게는 1250m/s 내지 1600m/s의 속도를 달성하는 것이 바람직하다.

단점은, 예를 들어, 사용된 가스 스트림의 고속에 의해 야기되는 노이즈(noise)의 강한 생성이다.

화염 스프레이 법에서, 예를 들어, 분말은 액체 또는 플라스틱 상태로 화염에 의해 전환되며 이어서 코팅으로서 기판에 적용된다. 여기에서, 예컨대 산소와 연소성 가스 예컨대 아세틸렌 또는 수소의 혼합물이 연소 된다. 화염 스프레이 법의 특정 변형에서, 산소의 일부는 연소 화염으로 분말 코팅 물질을 이송하기 위해 사용된다. 입자는 이 방법의 통상적인 변형으로 24 내지 31m/s의 속도를 달성한다.

화염 스프레이 법과 유사하게, 고속 화염 스프레이 법에서, 예를 들어, 분말은 또한 화염에 의해 액체 또는 플라스틱 상태로 전환된다. 그러나, 입자는 상기 언급된 방법과 비교시 상당히 더 높은 속도로 가속된다. 상기 언급된 방법의 특정 예에서, 예를 들어, 약 550 내지 795m/s의 입자의 속도를 갖는 1220 내지 1525m/s의 가스 스트림의 속도가 지정된다. 이 방법의 추가의 변형에서, 그러나, 2000m/s 초과의 가스 속도가 또한 달성된다. 일반적으로, 전술한 방법의 통상적인 변형에서, 화염의 속도가 1000 내지 2500m/s로 있는 것이 바람직하다. 더욱이, 통상적인 변형에서, 화염온도가 2200℃ 내지 3000℃로 있는 것이 바람직하다. 화염 온도는 그러므로 화염 스프레이 법의 온도에 필적한다. 이것은 약 515 내지 621kPa의 압력하에 가스를 연소하고, 이어서 노즐에서 연소 가스를 팽창시켜 달성된다. 일반적으로, 여기에서 생성된 코팅은, 예를 들어, 화염 스프레이 법의 방법에 의해 수득 된 코팅보다 더 높은 밀도를 갖는다는 견해이다.

폭굉(Detonation)/폭발(explosive) 화염 스프레이 법은 고속 화염 스프레이 법의 하위타입(subtype)으로 볼 수 있다. 여기에서, 분말 코팅 물질은 아세틸렌/산소와 같은 가스 혼합물의 반복되는 폭굉에 의하여 강하게 가속되며, 여기에서 예를 들어 약 730m/s의 입자 속도가 달성된다. 이 방법의 폭굉 주파수는 여기에서 예를 들어 약 4 내지 10Hz이다. 소위 고주파 가스 폭굉 스프레이 법(high frequency gas detonation spraying)과 같은 변형에서, 그러나, 약 100Hz 부근의 폭굉 주파수가 또한 선택된다.

수득 된 층은 일반적으로 특히 높은 경도(hardness), 강도(strength), 밀도 및 기판 표면으로의 양호한 결합을 갖는 것으로 여겨진다. 상기 언급된 방법의 단점은 높은 가스 속도로 인한 예를 들어 높은 노이즈 부하(noise load) 뿐만 아니라 증가 된 안전 비용이다.

열 플라즈마 스프레이 법에서, 예를 들어, 직류 아크 로(direct current arc furnace)는 40 l/min의 속도에서 아르곤과 같은 일차 가스 및 2.5 l/min의 속도에서 수소와 같은 2차 가스에 의해 통과되며, 여기에서 열 플라즈마가 생성된다. 그후, 예를 들어, 40g/min의 분말 코팅 물질은 캐리어 가스 스트림의 도움으로 공급되며, 이것은 4 l/min의 속도에서 플라즈마 화염으로 전달된다. 열 플라즈마 스프레이 법의 일반적인 변형에서, 분말 코팅 물질의 수송 속도는 5g/min 내지 60g/min, 더 바람직하게는 10g/min 내지 40g/min이다.

방법의 특정 변형에서, 이온화 가능한 가스(ionizable gas)로서 아르곤, 헬륨 또는 그의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 전체 가스 스트림은 특정 변형에서 더욱 바람직하게는 30 내지 150 SLPM(standard liters per minute)이다. 가스 스트림을 이온화하기 위하여 사용된 전력은, 냉각의 결과로서 열 에너지의 소멸 없이, 예를 들어 5 내지 100kW, 바람직하게는 40 내지 80kW에서 선택될 수 있다. 여기에서, 4000K 내지 몇 10000K의 플라즈마 온도가 달성될 수 있다.

비-열 플라즈마 스프레이 법에서, 비-열 플라즈마는 분말 코팅 물질을 활성화하기 위하여 사용된다. 여기에서 사용된 플라즈마는 예를 들어 50Hz 내지 1MHz의 주파수를 갖는 배리어 방전(barrier discharge) 또는 코로나 방전(corona discharge)으로 생성된다. 비-열 플라즈마 스프레이 법의 특정 변형에서, 작업은 10kHz 내지 100kHz의 주파수에서 수행되는 것이 바람직하다. 플라즈마의 온도는 여기에서 바람직하게는 3000K 미만, 바람직하게는 2500K 미만 및 여전히 더 바람직하게는 2000K 미만이다. 이것은 기술 경비(technical outlay)를 최소화하며, 가능한 낮게 적용될 코팅 물질로 에너지의 투입을 유지하며, 이것은 결국 기판의 온화한 코팅(gentle coating)을 허용한다. 플라즈마 화염의 온도의 크기 순서는 그러므로 바람직하게는 화염 스프레이 법 또는 고속 화염 스프레이 법의 온도에 필적한다. 코어 영역에서 1173K 미만 또는 심지어 773K 미만의 코어 온도를 갖는 비-열 플라즈마는 파라미터의 타겟 선택에 의해 또한 생성될 수 있다. 코어 영역(core region)의 온도는 NiCr/Ni 열전대(thermocouple) 및 대기압에서 이머징 플라즈마 제트(emerging plasma jet)의 코어 내의 노즐 출구로부터 10mm의 거리에서 3mm의 스프레이 직경을 사용하여, 예를 들어 여기에서 측정된다. 이러한 비-열 플라즈마는 매우 온도 민감성인 기판의 코팅을 위해 특히 적당하다.

타겟 방식에서 영역을 피복 할 필요없이 예리한 경계를 갖는 코팅을 생성하기 위하여, 생성된 코팅의 트랙 폭이 0.2mm 내지 10mm가 되도록 플라즈마 화염을 위해 출구를 개방하는 디자인이 특히 유리하다는 것이 판명되었다. 이것은, 사용된 코팅 물질의 최적의 사용을 하면서, 매우 정밀하고, 유연(flexible)하며, 에너지 효율적인 코팅을 가능하게 한다. 예를 들어, 1mm의 거리가 스프레이 랜스(spray lance)로부터 기판으로의 거리로서 선택된다. 이것은 코팅을 가능한 큰 가요성(flexibility)이 되게 하며, 동시에 고품질의 코팅을 보장한다. 스프레이 랜스 및 기판 간의 거리는 편의상 1mm 내지 35mm이다.

당업자에게 공지된 다양한 가스 및 그의 혼합물은 비-열 플라즈마 방법에서 이온화 가능한 가스로서 사용될 수 있다. 이들의 예는 헬륨, 아르곤, 크세논, 질소, 산소, 수소 또는 공기이며, 바람직하게는 아르곤 또는 공기이다. 특히 바람직한 이온화 가능한 가스는 공기이다.

예를 들어 노이즈 부하를 감소시키기 위하여, 여기에서 플라즈마 스트림의 속도는 200m/s 미만인 것이 또한 바람직할 수 있다. 예를 들어, 0.01m/s 내지 100m/s, 바람직하게는 0.2m/s 내지 10m/s의 값이 유속(flow rate)으로서 선택될 수 있다. 특정 실시양태에서, 예를 들어 캐리어 가스의 체적 유량(volume flow)은 10 내지 25 l/min, 더 바람직하게는 15 내지 19 l/min인 것이 특히 바람직하다.

바람직한 실시양태에 따라, 분말 코팅 물질의 입자는 바람직하게는 금속 입자 또는 금속 함유 입자이다. 금속 입자 또는 금속 함유 입자의 금속 함량은 95중량% 이상, 바람직하게는 99중량% 이상, 여전히 더 바람직하게는 99.9중량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 특히 바람직한 실시양태에서, 금속 또는 금속들은 은, 금, 백금, 팔라듐, 바나듐, 크롬, 망간, 코발트, 게르마늄, 안티모니, 알루미늄, 아연, 주석, 철, 구리, 니켈, 티타늄, 규소, 그의 합금 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 금속 또는 금속들은 은, 금, 알루미늄, 아연, 주석, 철, 구리, 니켈, 티타늄, 규소, 그의 합금 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 은, 금, 알루미늄, 아연, 주석, 철, 니켈, 티타늄, 규소, 그의 합금 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 방법의 추가의 바람직한 실시양태에 따라, 분말 코팅 물질 입자의 금속 또는 금속들은 은, 알루미늄, 아연, 주석, 구리, 그의 합금 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특히, 금속 또는 금속들이 은, 알루미늄 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 입자 또는 금속 함유 입자는 특정 실시양태에서 특히 적당한 입자인 것으로 판명되었다.

본 발명의 추가의 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 바람직하게는 카르보네이트, 옥사이드, 히드록시드, 카바이드(carbides), 할라이드, 나이트라이드(nitrides) 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 무기 입자로 구성된다. 광물 및/또는 금속-옥사이드 입자가 특히 적당하다.

기타 실시양태에서, 무기 입자는 대안적으로 또는 부가적으로 탄소질 입자 또는 흑연 입자로 이루어진 군으로부터 선택된다.

추가의 가능성은 광물 및/또는 금속-옥사이드 입자, 및/또는 카르보네이트, 옥사이드, 히드록시드, 카바이드, 할라이드, 나이트라이드 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 입자와 같은 상기 언급된 무기 입자 및 금속 입자의 혼합물의 사용이다.

더욱이, 분말 코팅 물질은 유리 입자를 포함하거나 또는 이것으로 구성될 수 있다. 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 코팅된 유리 입자를 포함하거나 또는 이것으로 구성되는 것이 특히 바람직하다.

또한, 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 유기 및/또는 무기염을 포함하거나 또는 구성된다.

본 발명의 여전히 다른 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 플라스틱 입자를 포함하거나 또는 이것으로 구성된다. 상기 언급된 플라스틱 입자는 예를 들어 순수 또는 혼합 단독-, 공-, 블록 또는 프리(pre)-중합체 또는 그의 혼합물로부터 형성된다. 여기에서, 플라스틱 입자는 순수 결정(crystals) 또는 혼합 결정일 수 있으며 또는 비정질 상(amorphous phases)을 가질 수 있다. 플라스틱 입자는 예를 들어 플라스틱의 기계적 미분쇄(comminution)에 의해 수득 될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 상이한 물질의 입자의 혼합물을 포함하거나 또는 이것으로 구성된다. 특히 바람직한 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 특히 적어도 2, 바람직하게는 3의 상이한 물질의 상이한 입자로 구성된다.

입자는 상이한 방법을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 금속 입자는 용융 금속을 스프레이(spraying) 또는 분무(atomizing)하여 수득 될 수 있다. 유리 입자는 유리의 기계적 미분쇄에 의해 제조될 수 있거나 그렇지 않으면 용융물로부터 제조될 수 있다. 후자의 경우, 유리 용융물은 마찬가지로 분무 또는 연무(nebulized) 될 수 있다. 대안적으로, 용융된 유리는 또한 회전 엘리먼트(rotating elements), 예를 들어 드럼 상에서 미분쇄될 수 있다.

옥사이드, 히드록시드, 카르보네이트, 카바이드, 나이트라이드, 할라이드 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 광물 입자, 금속-옥사이드 입자 및 무기 입자는 자연적으로 발생하는 광물, 스톤(stones), 등을 미분쇄하고 그후 크기에 따라 이들을 스크리닝(screening)하여 수득 될 수 있다.

크기에 따른 스크리닝은 예를 들어 사이클론(cyclones), 공기 분리장치(air separators), 스크린, 등에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질 입자는 첨가제로 피복되기 전에 코팅으로 제공된다.

본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, 상기 언급된 코팅은 금속을 포함하거나 금속으로 구성될 수 있다. 이러한 입자의 코팅은 밀폐 또는 미립자(particulate)를 형성할 수 있으며, 밀폐 구조를 갖는 코팅이 바람직하다. 이러한 금속 코팅의 층 두께는 바람직하게는 1㎛ 미만, 더 바람직하게는 0.8㎛ 미만 및 여전히 더 바람직하게는 0.5㎛ 미만이다. 특정 실시양태에서, 이러한 코팅은 0.05㎛ 이상, 더 바람직하게는 0.1㎛ 이상의 두께를 갖는다. 상기 언급된 코팅중 하나에서 사용하기 위하여, 특정 실시양태에서 특히 바람직한 금속은, 바람직하게는 주 구성성분으로서, 구리, 티타늄, 금, 은, 주석, 아연, 철, 규소, 니켈 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 금, 은, 주석 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 더 바람직하게는 은, 주석 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 언급된 코팅의 의미 내의 용어 주 구성성분(main constituent)은 관련 금속 또는 상기 언급된 금속의 혼합물이 적어도 90중량% 이상, 바람직하게는 95중량%, 더 바람직하게는 99중량%의 코팅의 금속 함량을 나타내는 것을 의미한다. 부분 산화의 경우, 옥사이드 층에 상응하는 산소 비율은 고려하지 않았음을 이해하여야 한다. 이러한 금속 코팅은 예를 들어 가스상 합성(gas-phase synthesis) 또는 습식 화학(wet-chemical) 방법에 의해 제조될 수 있다.

또한 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질의 본 발명에 따른 입자는 부가적으로 또는 대안적으로 금속 옥사이드 층으로 코팅된다. 바람직하게는, 이 금속 옥사이드 층은 실질적으로 규소 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 붕소 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 세륨 옥사이드, 철 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 크롬 옥사이드, 주석 옥사이드, 몰리브덴 옥사이드, 그의 옥사이드 하이드레이트(hydrates), 그의 히드록시드 및 그의 혼합물로 구성된다. 특히 바람직한 실시양태에서, 금속 옥사이드 층은 규소 옥사이드로 실질적으로 구성된다. 본 발명의 의미 내의, 상술한 용어, "실질적으로 구성된"은 금속 옥사이드 층의 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상, 더 바람직하게는 98% 이상, 여전히 더 바람직하게는 99% 이상 및 가장 바람직하게는 99.9% 이상이, 각 경우 금속 옥사이드 층의 입자 수에 대하여, 상기 언급된 금속 옥사이드로 구성되는 것을 의미하며, 여기에서 함유된 임의의 물은 포함되지 않는다. 금속 옥사이드 층의 조성은 예를 들어 XPS 또는 TOF-SIMS와의 조합으로 스퍼터링(sputtering)과 같은 당업자에게 공지된 방법에 의해 구하여 질 수 있다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 금속 옥사이드 층은 그것의 아래에 위치한 금속 코어의 산화생성물을 나타내는 것은 아니라는 것이 특히 바람직하다. 이러한 금속 옥사이드 층은 예를 들어 졸-겔 방법을 사용하여 적용될 수 있다.

특히 바람직한 실시양태에서, 기판은 플라스틱 기판, 무기 기판, 셀룰로스 함유 기판 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

플라스틱 기판은 예를 들어 플라스틱 필름 또는 플라스틱으로 만든 성형체 일 수 있다. 성형체는 기하학적으로 단순 또는 복잡한 형상을 가질 수 있다. 플라스틱 성형체(shaped body)는 예를 들어 자동차 산업 또는 건축 산업(construction industry)에서의 부품(component)일 수 있다.

셀룰로스-함유 기판은 판지(cardboard), 종이, 목재(wood), 목재-함유 기판, 등일 수 있다.

무기 기판은 예를 들어 금속 기판, 예컨대 금속 시트 또는 금속 성형체 또는 세라믹 또는 광물 기판 또는 성형체 일 수 있다. 무기 기판은 또한 태양 전지 또는 규소 웨이버(wavers)일 수 있으며, 여기에 예를 들어 전기 전도성 코팅 또는 접촉이 적용된다.

예를 들어 유리창(glass panes)과 같은 유리로 만들어진 기판도 또한 무기 기판으로서 사용될 수 있다. 유리, 특히 유리창은, 예를 들어 본 발명에 따른 방법을 사용한 전기변색(electrochromic) 코팅이 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 의해 코팅된 기판은 매우 상이한 용도를 위해 적당하다.

특정 실시양태에서, 코팅은 광학 및/또는 전자기 효과를 갖는다. 여기에서, 코팅은 반사 또는 흡수를 초래할 수 있다. 더욱이, 코팅은 전기 전도성, 반전도성(semi-conductive) 또는 비전도성(non-conductive)일 수 있다.

전기 전도성 층은 예를 들어, 스트립(strip) 전도체의 형태로, 부품에 적용될 수 있다. 이것은 예를 들어 자동차 부품 내의 온-보드 전원(on-board power supply)의 프레임워크 내에서 가능한 전류 운반(current-carrying)을 하도록 사용될 수 있다. 더욱이, 이러한 스트립 전도체는, 그러나, 또한 예를 들어 안테나, 실드(shield), 전기 접촉(electrical contact), 등으로 형성될 수 있다. 이것은 예를 들어 RFID(radio frequency identification) 적용을 위해 특히 유리하다. 더욱이, 본 발명에 따른 코팅은 예를 들어 가열 목적을 위해 또는 특정 부품 또는 더 큰 부품의 특정 부분의 타겟 가열을 위해 사용될 수 있다.

또한 특정 실시양태에서, 생성된 코팅은 슬라이딩 층(sliding layers), 기체 및 액체를 위한 확산 배리어(diffusion barriers), 마모(wear) 및/또는 부식 보호층으로서 작용한다. 더욱이, 생성된 코팅은 액체의 표면 장력에 영향을 줄 수 있으며 또는 접착 촉진(adhesion-promoting) 성질을 갖는다.

본 발명에 따라 생성된 코팅은 더욱이 센서(sensor) 표면으로서, 예를 들어 인간-기계 인터페이스(human-machine interface)(HMI)로서, 예를 들어 터치스크린의 형태로 사용될 수 있다. 코팅은 마찬가지로 전자기 간섭(EMI)으로부터의 실드를 위해 또는 정전기 방전(ESD)에 대하여 보호하기 위해 사용될 수 있다. 코팅은 또한 전자기 적합성(electromagnetic compatibility)(EMC)을 야기하기 위해서도 사용될 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 입자의 사용을 통해, 층은 예를 들어 보수(repair) 후 상응하는 성분의 안정성을 증진 시키기 위하여 적용될 수 있다. 한 예는 항공 부문에서 보수이며, 여기에서 예를 들어 처리 단계의 결과로서 물질의 손실은 보정해야하며, 또는 코팅은 예를 들어 안정화를 위해 적용된다. 이것은 예를 들어 알루미늄 성분에 대하여 어려운 것으로 판명되었으며, 일반적으로 소결과 같은 후-처리 단계가 필요하다. 반면, 본 발명에 따른 방법에 의하여, 견고하게 접착된 코팅은 소결과 같은 후처리 단계가 심지어 필요함이 없이, 매우 온화한 조건하에서 적용될 수 있다.

여전히 다른 실시양태에서, 코팅은 전기 접촉으로서 작용하며, 상이한 물질 간에 전기 접속(electrical connection)을 허용한다.

당업자는 분말 코팅 물질 및 그 안에 함유된 입자와 관련하여 본 발명에 따른 방법에 대하여 상기 언급된 명세서가 또한 분말 코팅 물질 및 그 안에 함유된 입자의 용도에 상응하여 적용되며, 그 반대로도 적용된다는 것을 인식한다.

도 1 및 2는 실시예 14에 따라 비-열 플라즈마 스프레이 법을 사용하여 본 발명에 따라 분말 코팅 물질로 코팅된, 태양 접촉 페이스트(solar contact paste)로 코팅된, 웨이퍼를 나타낸다.

실시예

사용된 물질 및 방법.

사용된 분말 코팅 물질 입자의 크기 분포는 HELOS 장치(Sympatec, 독일)에 의해 구하였다. 측정을 위하여 3g의 분말 코팅 물질을 측정 장치에 도입하고 측정 전에 30초간 초음파로 처리하였다. 분산을 위해, Rodos T4.1 분산용 유닛이 사용 되었으며, 여기에서 일차 압력은 4bar 이었다. 평가는 장치의 표준 소프트웨어를 사용하여 수행되었다.

본 발명에 따른 방법은 지금부터 실시예로 한정됨이 없이, 하기 실시예를 참고로 하여 더 상세히 설명된다.

실시예 1: 아크릴 중합체( 폴리(이소부틸 메타크릴레이트)로 피복된 분말 코팅 물질

0.3g의 이소부틸 메타크릴레이트 기재 아크릴 중합체(Degalan P 675, Evonik사 제조)를 첨가제로서 사용하고 50g의 에틸 아세테이트에 용해시켰다. 이 혼합물은 그후 240g의 알루미늄 입자(D₅₀=17.5㎛)와 함께 혼련기(kneader)(IKA사 제조의 Duplex kneader)에 도입하고 RT(20℃)에서 30분 동안 혼련 하였다. 40℃의 온도 및 250mbar의 진공을 그후 설정하였다. 건조를 1 시간 동안 수행하고 그후 첨가제 함유 입자를 혼련기로부터 제거하고 그후 스크리닝(screened)(71㎛)하였다.

실시예 2: 에틸 셀룰로스로 피복된 분말 코팅 물질

첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 1g의 에틸 셀룰로스 (에토셀 스탠다드 10, 다우 볼프 셀룰로식스(Dow Wolff Cellulosics)제조)를 첨가제로서 사용하였다.

실시예 3: 아크릴 중합체 ( 메틸 메타크릴레이트 )로 피복된 분말 코팅 물질

첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 2g의 메틸 메타크릴레이트 기재 아크릴 중합체 및 n-부틸 메타크릴레이트(Degalan LP AL 23, Evonik사 제조)를 첨가제로서 사용하였다.

실시예 4: 1,10- 데칸디카르복실산으로 피복된 분말 코팅 물질

3g의 1,10-데칸디카르복실산을 코팅 부형제로서 사용하고 50g의 에틸 아세테이트에 용해시켰다. 이 혼합물은 그후 240g의 알루미늄 입자(D₅₀=2㎛)와 함께 혼련기(kneader)(Duplex Kneader, IKA사 제조)에 도입하고 RT(20℃)에서 30분 동안 혼련 하였다. 40℃의 온도 및 250mbar의 진공을 그후 설정하였다. 건조를 1 시간 동안 수행하고 그후 코팅 부형제로 피복된 입자는 혼련기로부터 제거하고 그후 스크리닝(screened)(71㎛)하였다.

실시예 5: 모노에틸 푸마레이트로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 부형제의 적용은 실시예 4에서와 유사하게 수행하였다. 3g의 모노에틸 푸마레이트를 코팅 부형제로서 사용하였다.

실시예 6: 아디프산 모노에틸 에스테르로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 부형제의 적용은 실시예 4에서와 유사하게 수행하였다. 3g의 아디프산 모노에틸 에스테르를 코팅 부형제로서 사용하였다.

실시예 7: 메틸 트리글리콜로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 부형제의 적용은 실시예 4에서와 유사하게 수행하였다. 3g의 메틸 트리글리콜을 코팅 부형제로서 사용하였다.

실시예 8: 아디프산 모노에틸 에스테르로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 부형제의 적용은 실시예 4에서와 유사하게 수행하였다. 그러나 34㎛의 D₅₀을 갖는 구리 입자를 여기에서 사용하였다. 3g의 아디프산 모노에틸 에스테르를 코팅 부형제로서 사용하였다.

실시예 9: 메틸 트리글리콜로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 부형제의 적용은 실시예 4에서와 유사하게 수행하였다. 그러나 34㎛의 D₅₀을 갖는 구리 입자를 여기에서 사용하였다. 3g의 메틸 트리글리콜을 코팅 부형제로서 사용하였다.

실시예 10: 에토셀로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 부형제의 적용은 실시예 4에서와 유사하게 수행하였다. 34㎛의 D₅₀을 갖는 구리 입자를 여기에서 사용하였다. 3g의 에틸 셀룰로스(에토셀 스탠다드 10, 다우 볼프 셀룰로식스제조)를 코팅 부형제로서 사용하였다.

실시예 11: 모노에틸 푸마레이트로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 부형제의 적용은 실시예 4에서와 유사하게 수행하였다. 34㎛의 D₅₀을 갖는 구리 입자를 여기에서 사용하였다. 3g의 DEGALAN PM 381(메틸 메타크릴레이트 및 이소부틸 메타크릴레이트의 공중합체, Evonik사 제조)을 코팅 부형제로서 사용하였다.

실시예 12: 아에로실 ( Aerosil ) 200으로 피복된 분말 코팅 물질

첨가제는 실시예 4에서와 유사하게 적용하였다. 28㎛의 D₅₀ 을 갖는 구형 주석입자 100g을 여기에서 사용하였다. 3g의 아에로실 200(발열성 규산(pyrogenic silicic acid), Evonik사 제조)을 첨가제로서 사용하였다.

실시예 13: 수송성(conveyability)의 측정

본 발명에 따른 첨가제로 피복된 분말 코팅 물질의 수송성의 개선을 측정하기 위하여, Sames사 제조의 AS 100 유동화측정기(fluidimeter)를 사용하였다. 거기에 실시예 1 내지 3에 따른 각각의 입자 250g을 붓고 가스로 유동화하였다. 질소를 여기에서 가스로서 사용하였다. 그후 눈금을 매긴 보어(calibrated bore)를 30초간 개방하고 이번에는 유출된 물질의 중량(W)을 측정 변수(measured variable)로서 기록하였다.

실시예 14: 주석 입자의 비-열 플라즈마 스프레이 법

분말 코팅 물질은 오스트리아 아트낭-푸하임(Attnang-Puchheim)의 Inocon사로부터의 플라스마트론(Plasmatron) 시스템에 의해 적용되었다. 질소는 이온화 가능한 가스로서 사용되었다. 표준 공정 파라미터가 여기에서 사용되었다. 태양 접촉 페이스트(solar contact paste)로 코팅된 웨이퍼가 기판으로서 사용되었다. 실시예 12에 따라 첨가제 피복된 주석입자 및 첨가제가 없는 유사 주석입자가 분말 코팅 물질로서 제공되다.

첨가제가 없는 주석입자의 수송은 코팅에 대하여 필요시 되는 일관성(consistency)이 가능하지 않다. 수송은 신속하게 실패하였으며, 수송된 소량은 간헐적으로 화염에 공급되는 것이 명백하였다. 반대로, 실시예 12에 따른 분말 코팅 물질은 문제없이 수송될 수 있었으며 수득 된 코팅의 첫 번째 시각적 평가는 균일한 적용을 나타내었다. 코팅에서 수득된 SEM 사진은 도 1 및 도 2에서 찾을 수 있다.

실시예15 : 실시예 4 내지 11에 따른 분말 코팅 물질의 화염 스프레이 법

CASTOLIN사로부터의 화염 스프레이 법 시스템을 사용하여, 코팅 부형제가 없는 2㎛의 D₅₀값을 갖는 알루미늄 입자, 뿐만 아니라 실시예 4 내지 7에 따른 알루미늄 입자를 옥시-아세틸렌 화염에 의해 금속 시트에 적용하였다. 또한, 코팅 부형제가 없는 34㎛의 D₅₀값을 갖는 구리 입자, 뿐만 아니라 실시예 8 내지 11에 따른 구리 입자를 유사하게 적용하였다. 수득된 금속 시트는 SEM으로 관찰하였다.

본 발명에 따라 코팅된 금속 시트는 그들의 광학(optics)뿐만 아니라 촉각(haptics)에 관하여도 훨씬 더 균질 하였다. 표면의 SEM 사진은 코팅의 더 큰 균일한 영역의 형성을 설명하는 것이며, 반면, 비교예의 표면은 다수의 단리된 입자에 의해 특징 지워진다. 더욱이, 횡단면은 본 발명에 따른 금속 시트의 코팅에 함유된 캐비티가 상당히 더 작다는 것을 나타낸다.

Claims

분말 코팅 물질의 입자에 적어도 부분적으로 하나 이상의 첨가제가 제공된, 냉간 가스 스프레이 법(cold gas spraying), 화염 스프레이 법(flame spraying), 고속 화염 스프레이 법(high-speed flame spraying), 열 플라즈마 스프레이 법(thermal plasma spraying) 및 비-열 플라즈마 스프레이 법(non-thermal plasma spraying)으로 이루어진 군으로부터 선택된 코팅 방법에서 입자 함유 분말 코팅 물질의 용도.
청구항 1에 있어서, 하나 이상의 첨가제의 중량 비율이 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량에 대하여 32중량% 이하인 용도.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 하나 이상의 첨가제가 제공된 분말 코팅 물질의 탄소 함량이 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량에 대하여 0.01중량% 내지 15중량%인 용도.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 첨가제의 중량 비율이 코팅 물질 및 첨가제의 총 중량에 대하여 0.02중량% 이상인 용도.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제로서 사용된 화합물 또는 화합물들이 6 이상의 탄소 원자를 갖는 용도.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 입자가 금속 입자이거나 또는 이를 포함하며, 및 금속이 은, 금, 백금, 팔라듐, 바나듐, 크롬, 망간, 코발트, 게르마늄, 안티모니, 알루미늄, 아연, 주석, 철, 구리, 니켈, 티타늄, 규소, 그의 합금 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 용도.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 방법이 화염 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 비-열 플라즈마 스프레이 법인 용도.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 첨가제가 스테아르산 및/또는 올레산을 포함하지 않는 용도.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 첨가제가 중합체, 단량체, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복실산, 포스폰산, 상기 언급된 것의 유도체 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용도.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 첨가제가 유기 및/또는 수성 용매를 사용하여 코팅된 입자로부터 제거될 수 있는 용도.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 분말 코팅 물질이 1.5 내지 53㎛ 범위의 D₅₀값의 입자 크기 분포를 갖는 용도.
냉간 가스 스프레이 법, 화염 스프레이 법, 고속 화염 스프레이 법, 열 플라즈마 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택된 기판의 코팅 방법에 있어서,
그 방법은 입자가 하나 이상의 첨가제가 제공된, 입자 함유 분말 코팅 물질을 코팅될 기판상으로 향하는 매질에 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 12에 있어서, 코팅 방법이 화염 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 비-열 플라즈마 스프레이 법인 방법.
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 분말 코팅 물질이 에어로졸로서 수송되는 방법.
청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 기판상으로 향하는 매질이 공기이거나 또는 공기로부터 생성되는 방법.