KR20140068032A

KR20140068032A - 특수 코팅된 분말 코팅 물질의 용도 및 상기 코팅 물질을 사용한 코팅 방법

Info

Publication number: KR20140068032A
Application number: KR1020147004895A
Authority: KR
Inventors: 세바스티안 회퍼너; 마르쿠스 루프레흐트; 크리스티안 볼프럼; 안드레아스 레이스
Original assignee: 엑카르트 게엠베하
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-06-05
Also published as: DE102011052120A1; EP2737102A2; JP2014522913A; CN103827345A; WO2013014211A2; WO2013014211A3; US20140342094A1; CN103827345B

Abstract

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

Description

특수 코팅된 분말 코팅 물질의 용도 및 상기 코팅 물질을 사용한 코팅 방법{USE OF SPECIALLY COATED POWDERED COATING MATERIALS AND COATING METHODS USING SUCH COATING MATERIALS}

본 발명은 특수 탑재된 분말 코팅 물질의 용도에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 특수 탑재된 분말 코팅 물질을 사용한 기판 코팅의 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 이들의 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 이들의 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 다양한 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 C1호에서 찾을 수 있다.

그러나, 분말 코팅 물질을 사용한 코팅 방법의 특정문제는 분말 코팅 물질이 기판 표면에 적용되었을 때 균일하지 않은 코팅을 형성하는 응집물을 형성한다는 것이다.

본 발명의 목적은 기판 코팅을 위한 기존의 방법을 개선하고 기판 코팅을 위한 가능한 신규 방법을 만드는 것이다. 특히 분말 코팅 물질의 응집물에 의해 야기된 문제점은 본 발명에 의해 최소화 또는 제거된다.

더욱이, 본 발명에 의해 특히 박층(thin layers)의 제조를 가능하게 하거나 또는 단순화되게 할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 방법은 입수 가능한 신규 코팅재를 제조 및/또는 특히 고품질의 코팅재를 제조할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 코팅 방법 중 상기 언급된 용도 중의 하나를 위해 특히 적당한 분말 코팅 물질을 제공하는 것이다.

본 발명은 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 방법으로, 표면이 500℃ 미만의 분해 온도 또는 끓는점을 갖는 하나 이상의 코팅 첨가제가 탑재되어 있는, 입자 함유 분말 코팅 물질의 용도에 관한 것이다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 하나 이상의 코팅 첨가제의 중량 비율은 코팅 물질 및 코팅 첨가제의 총 중량에 대하여 0.01중량% 이상이다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 하나 이상의 코팅 첨가제의 중량 비율은 코팅 물질 및 코팅 첨가제의 총 중량에 대하여 80중량% 이하이다.

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

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

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 코팅 첨가제로서 사용된 화합물은 6개 이상의 탄소 원자를 갖는다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 코팅 방법은 화염 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특히 상기 언급된 실시양태 중 하나에서, 코팅 방법은 바람직하게는 비-열 플라즈마 스프레이 법이다.

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 하나 이상의 코팅 첨가제는 폴리머, 단량체, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복시산, 포스폰산, 상기 언급된 것의 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

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

상기 언급된 용도의 특정 실시양태에서, 코팅 첨가제는 기계적으로 입자에 적용되었다.

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

더욱이, 본 발명은 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 것으로서, 여기에서 입자는 500℃ 미만의 분해 온도 또는 끓는점을 갖는 하나 이상의 코팅 첨가제가 탑재된, 입자 함유 분말 코팅 물질이 사용된다.

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

상기 언급된 방법의 특정 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 에어로졸로서 수송된다.

상기 언급된 방법의 특정 실시양태에서, 기판상으로 향하는 매질은 공기이거나 또는 공기로부터 생성된 것이다.

본 발명의 의미 내의 용어 "분말 코팅 물질(powdered coating material)"은 코팅으로서 기판에 적용된 입자 혼합물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 분말 코팅 물질의 입자 표면의 탑재(equipping)는 여기에서 분쇄하지 않을 필요가 없다. 본 발명을 제한하는 것으로서 이해함이 없이, 본 발명자들은 분말 코팅 물질의 입자 표면에 심지어 소량 적용하거나 또는 작은 피복은 코팅 방법의 조건하에 응집물을 분쇄하기에 충분하다는 견해이다. 특히, 발명자들은 입자에 본 발명에 따라 적용된 코팅 첨가제의 큰 가스 부피 또는 그의 분해 생성물로 인하여 심지어 소량의 코팅 첨가제는 존재하는 응집물을 분쇄하기에 충분하다는 견해이다.

본 발명에 따른 하나 이상의 코팅 첨가제는 여기에서 분말 코팅 물질의 입자의 표면에 적용된다. 특정 실시양태에서, 특히 하나(수: 1)의 코팅 첨가제를 적용하는 것이 바람직하다. 이것은 입자에 적용하기 전 코팅 첨가제의 구성성분의 불완전한 혼합의 결과로서 본 발명에 따른 분말 코팅 물질의 성질의 변형이 방지된다는 장점을 제공한다. 반면, 기타 실시양태에서, 코팅 첨가제로서 2 이상의 상이한 물질의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 상이한 요건에 대하여 본 발명에 따른 분말 코팅 물질의 성질의 간단한 적응을 가능하게 할 수 있다. 코팅 첨가제로서 본 발명에 따라 사용된 물질은, 예를 들어, 물리적 및/또는 화학적으로 입자의 표면에 결합할 수 있다. 더욱이, 코팅 첨가제는, 예를 들어 코팅의 형성에서, 분말 코팅 물질의 입자를 완전하게 또는 부분적으로 감싸고(envelop) 있을 수 있다.

낮은 끓는점 또는 분해 온도를 갖는 코팅 첨가제를 저장 또는 다음의 수송 동안 분말 코팅 물질의 입자의 표면에 적용함으로서, 형성된 임의의 응집물은 코팅 방법의 경로동안 분쇄될 수 있으며 및 특히 고 품질의 코팅이 수득 된다는 것을 놀랍게도 규명하였다. 더욱이, 본 발명에 따른 분말 코팅 물질의 사용은 더 균일한 코팅을 허용하며, 그 결과 예를 들어 특히 얇은 코팅의 제조가 가능하다.

코팅을 축적하기 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. 코팅 첨가제의 증발 또는 분해가 필요하지만, 본 발명에 따른 냉간 가스 스프레이 법의 변형은 가열된 가스 스트림을 사용하여, 코팅 첨가제의 증발 또는 분해를 위한 충분한 열에너지가 이용될 수 있다는 결과를 초래하는 실시양태로 제한된다. 냉간 가스 스프레이 법을 사용한 본 발명의 특정 실시양태에서, 가스 스트림의 온도는 250℃ 이상, 바람직하게는 350℃ 이상, 더 바람직하게는 450℃ 이상 및 여전히 더 바람직하게는 500℃이상인 것이 특히 바람직하다.

냉간 가스 스프레이 법 및 고속 화염 스프레이 법에서 고속의 가스 스트림은 가스 스트림 또는 화염에서 분말 코팅 물질의 단지 짧은 체류 시간을 생기게 하기 때문에, 이 방법에서 응집물이 양호한 시간 내에 분쇄되도록 보장하는 것은 어려울 수 있다. 특정 실시양태에서, 그러므로 방법은 열 플라즈마 스프레이 법, 비-열 플라즈마 스프레이 법 및 화염 스프레이 법으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.

많은 코팅 물질이 열 플라즈마 스프레이 법의 열 플라즈마에서 완전히 용융되고 및 액체로서 기판의 표면을 스트라이크(strike)하기 때문에, 분말 코팅 물질의 입자 표면에 본 발명에 따른 코팅 첨가제의 적용과 연관된 추가의 경비는 특정의 경우, 예를 들어 특정하게 균일한 코팅이 도달되지 않는다면, 비경제적이다. 특정 실시양태에서, 방법은 그러므로 냉간 가스 스프레이 법, 비-열 플라즈마 스프레이 법, 화염 스프레이 법 및 고속 화염 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 비-열 플라즈마 스프레이 법 및 화염 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

플라즈마-기반 방법의 사용은 예를 들어 심지어 비연소성(non-combustible) 가스도 사용될 수 있다는 장점을 제공한다. 이것은 가스의 산업 규모의 저장을 더 용이하게 하며, 예를 들어, 안전 기술 면에서의 요건이 감소 된다. 공기가 사용되는 경우, 심지어 필요한 가스는 임의로 대기로부터 직접 취할 수도 있다. 특히 매우 바람직한 특정의 실시양태에서, 코팅 방법은 그러므로 열 플라즈마 스프레이 법 및 비-열 플라즈마 스프레이 법으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 방법은 비-열 플라즈마 스프레이 법인 것이 특히 바람직하다.

분말 코팅 물질 입자의 표면에 본 발명에 따라 적용되는 코팅 첨가제는 끓는점 또는 분해 온도의 상기 언급된 상한에 의해 특징 지워진다. 문제의 물질이 끓는점 및 분해 온도 양자를 갖는다면, 오로지 낮은 온도만이 고려된다. 코팅 첨가제가 분해될 때 가스가 방출된다는 것이 여기에서 엄격하게 필요하지 않다. 본 발명을 제한하는 것으로 이해됨이 없이, 존재하는 임의의 응집물은 또한 가스를 방출함이 없이 분해 동안 붕괴되는 것으로 나타났다. 본 발명자들은 코팅 첨가제의 분해로 인하여, 그의 표면 성질은 변화하고 및 이러한 변화는 결국 응집물의 붕괴를 야기한다는 견해이다. 특정 실시양태에서, 그러나, 분해 동안, 사용된 코팅 첨가제가 존재하는 임의의 응집물을 열게 하는 힘인 가스를 방출하는 것이 특히 바람직하다. 끓는점 또는 분해 온도는 당업자에게 공지된 방법에 의해 구하여질 수 있다. 예를 들어, 폴리머의 분해 온도는 DIN EN ISO 11358에 따른 열중량분석(thermogravimetry)에 의해 구하여 질 수 있다.

입자의 표면에 본 발명에 따라 적용된 코팅 첨가제의 분해 온도 또는 끓는점은 500℃ 미만, 바람직하게는 470℃ 미만, 더 바람직하게는 440℃ 미만 및 여전히 더 바람직하게는 420℃ 미만이다. 특정 실시양태에서, 입자의 표면에 적용된 물질의 분해 온도 또는 끓는점은 400℃ 미만, 바람직하게는 380℃ 미만, 더 바람직하게는 360℃ 미만 및 여전히 더 바람직하게는 340℃ 미만인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 따라 입자의 표면에 적용된 코팅 첨가제는 입자의 표면에 결합할 필요가 없다. 그러나, 특정 실시양태에서, 본 발명에 따른 코팅 첨가제가 입자의 표면에 화학적으로 및/또는 물리적으로 결합하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 분말이 심지어 더 큰 기계적 부하을 받을 수 있어야 하는 경우, 코팅 첨가제가 입자의 표면에 특히 안전하게 결합하는 것이 바람직할 수 있다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 코팅 첨가제가 적어도 한 타입의 화학 결합으로 표면에 결합하는 것이 바람직하다. 화학 결합의 예는 공유 및 이온 결합이다. 추가의 경우, 코팅 첨가제가 특히 용이하게 다시 방출될 수 있어야 하는 경우에, 대조적으로 코팅 첨가제가 단지 물리적 결합에 의해 입자의 표면에 결합하는 것이 바람직할 수 있다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 입자의 표면에 코팅 첨가제의 결합은 단지 물리적 결합에 의해서만이 일어나는 것이 바람직하다. 더욱이, 코팅 첨가제는 본 발명에 따라 입자 주위에 안정한 쉘을 형성하여, 이 쉘의 내부에서 입자를 보유하기 위해 물리적 또는 화학적 결합이 필요하지 않다는 결과를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명을 제한하는 것으로 이해됨이 없이, 본 발명자들은 입자에 강한 결합이 없는 안정한 쉘 형태의 코팅 첨가제는, 쉘이 부분적 증발 또는 분해 후에 이미 용이하게 방출될 수 있으므로, 특히 용이하게 방출될 수 있다는 견해를 갖는다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 코팅 첨가제가 입자 주위에 안정한 쉘을 형성하는 것이 바람직하며, 여기에서 이 쉘은 그것을 통해 쉘 밖에서 그들의 길을 찾을 수 있도록 입자에 대하여 충분히 큰 개구부를 갖지 않는다. 본 발명의 의미 내의 용어 "안정한 쉘"은 저장 및 수송 조건 하에서 파괴되지 않는 분말 코팅 물질의 입자 주위에 코팅 첨가제가 쉘을 형성한 것을 기술하는 것이다.

본 발명에 따른 코팅 첨가제는 다양한 방법에 의해 입자에 적용될 수 있다. 예를 들어, 입자의 코팅은 단량체의 중합에 의해 및/또는 졸-겔 공정으로부터 수득 될 수 있다. 예를 들어, 코팅 첨가제로 이루어진 안정한 쉘이 여기에서 수득 될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 코팅 첨가제는 입자의 표면에 예를 들어 과포화 용액(supersaturated solution)으로부터 퇴적에 의해 또는 기계적인 힘(mechanical force)에 의해 적용될 수 있다. 이러한 방법은 간단하고 비용효과적인 방식으로 코팅 첨가제를 다량의 분말 코팅 물질에 적용하기에 특히 적당하다.

본 발명을 제한하는 것으로 이해됨이 없이, 본 발명자들은 CO₂의 방출에 이어 높은 탄소 함량을 갖는 코팅 첨가제의 사용이 응집물을 특히 양호하게 분쇄할 수 있게 한다는 견해를 갖는다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 본 발명에 따라 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, 본 발명에 따라 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 본 발명에 따른 코팅 물질 및 코팅 첨가제의 총 중량을 기준으로 한 것이다. 본 발명에 따른 분말 코팅 물질의 총 중량에 대한 탄소 원자의 중량 비율은 예를 들어 Leco Instruments GmbH 제조의 CS 200 장치로 구하여진다.

반면, 특정 실시양태에서, 본 발명에 따른 분말 코팅 물질에서 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 본 발명에 따른 코팅 물질 및 코팅 첨가제의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

특정 실시양태에서, 본 발명에 따른 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 특정 실시양태에서, 본 발명에 따른 분말 코팅 물질 내의 탄소 원자의 중량 비율은 0.22중량% 내지 4중량%의 범위, 바람직하게는 0.28중량% 내지 3중량%의 범위, 더 바람직하게는 0.34중량% 내지 2중량%의 범위 및 여전히 더 바람직하게는 0.4중량% 내지 1중량%의 범위인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 중량%는 본 발명에 따른 코팅 물질 및 코팅 첨가제의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

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

특정 실시양태에서, 예를 들어 다량의 가스 형성에 의해 코팅을 위해 사용된 플라즈마 화염의 너무 강한 방해를 방지하기 위하여 입자의 표면에 단지 소량의 코팅 첨가제를 적용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 그러므로, 코팅 첨가제의 양은 80중량% 이하, 바람직하게는 70중량% 이하, 더 바람직하게는 65중량% 이하 및 여전히 더 바람직하게는 62중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 코팅 첨가제의 양은 59중량% 이하, 바람직하게는 57중량% 이하, 더 바람직하게는 55중량% 이하 및 여전히 더 바람직하게는 53중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 중량%는 코팅 첨가제를 포함하는 코팅 물질의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

더욱이, 고체 응집물을 형성하는 경향이 특히 강한 분말 코팅 물질을 사용한 특정 실시 양태에서, 응집물의 분쇄를 확보하기 위하여 최소량의 코팅 첨가제를 적용하는 것이 유리할 수 있다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 코팅 첨가제의 양은 0.02중량% 이상, 바람직하게는 0.08중량% 이상, 더 바람직하게는 0.17중량% 이상 및 여전히 더 바람직하게는 0.30중량% 이상인 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 코팅 첨가제의 양은 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 첨가제를 포함하는 코팅 물질의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

추가의 특정 실시양태에서, 코팅 첨가제의 중량 비율은 0.02중량% 내지 80중량%의 범위, 바람직하게는 0.08중량% 내지 70중량%의 범위, 더 바람직하게는 0.17중량% 내지 65중량%의 범위 및 여전히 더 바람직하게는 0.30중량% 내지 62중량%의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 본 발명에 따른 분말 코팅 물질 내의 탄소 원자의 중량 비율은 0.35중량% 내지 59중량%의 범위, 바람직하게는 0.42중량% 내지 57중량% 범위, 더 바람직하게는 0.54중량% 내지 55중량% 범위 및 여전히 더 바람직하게는 0.62중량% 내지 53중량%의 범위인 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 중량%는 코팅 첨가제를 포함하는 본 발명에 따른 코팅 물질의 총 중량을 기준으로 한 것이다.

본 발명의 범위 내에서 코팅 첨가제로서 사용될 수 있는 물질의 예는 하기이다:

폴리머(예컨대 폴리사카라이드, 플라스틱), 단량체, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복시산(예컨대 지방산), 포스폰산, 상기 언급된 것의 유도체(특히 카르복시산 유도체 및 인산 유도체) 및 이들의 혼합물. 특정 실시양태에서, 폴리사카라이드, 플라스틱, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복시산(예컨대 지방산), 카르복시산 유도체, 포스폰산, 인산 유도체 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 폴리사카라이드, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복시산(예컨대 지방산), 카르복시산 유도체, 포스폰산, 인산 유도체 또는 이들의 혼합물, 더 바람직하게는 폴리사카라이드, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복시산(예컨대 지방산), 카르복시산 유도체, 포스폰산, 인산 유도체 또는 이들의 혼합물, 및 여전히 더 바람직하게는 폴리사카라이드, 실란, 왁스, 산화 왁스, 포스폰산, 인산 유도체 또는 이들의 혼합물이, 코팅 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 특히 바람직한 실시양태에서 단지 물리적 결합을 통해 결합 된다. 그러나, 추가의 특정 실시양태에서 왁스 가 화학 결합, 특히 가능한 이온 및/또는 공유 결합을 대안적으로 또는 추가적으로 만들 수 있는 작용기를 갖는다는 것을 배제하고 있지 않다.

본 발명의 의미 내의 용어 "폴리머"는 또한 올리고머를 포함한다. 특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용된 폴리머는, 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. 폴리머는 여기에서 공유 또는 이온 결합을 형성함이 없이 분말 코팅 물질의 입자에 결합될 수 있다. 특정 실시양태에서, 그러나, 본 발명에 따른 코팅 첨가제는 분말 코팅 물질의 입자와 하나 이상의 이온 또는 공유 결합을 형성할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정의 실시양태에서, 이러한 결합은 바람직하게는 폴리머 내에 함유된 인산, 카르복시산, 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. 타겟 방식에서 플라스틱 성질의 적응 가능성 때문에, 첨가제가 플라스틱인 것이 특정 실시양태에서 바람직하다. 예를 들어, 저항체, 특히 경질(hard)의, 본 발명에 따른 입자의 코팅을 제조하기 위해, 엘라스토머 및 열경화성 플라스틱, 특히 열경화성 플라스틱의 사용이 바람직할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용된 플라스틱은 그러므로 엘라스토머 또는 열경화성 플라스틱이며, 바람직하게는 열경화성 플라스틱이다. 더욱이, 기계적인 힘에 의해 예컨대 플라스틱의 특히 간단한 적용은 전면에서 할 수 있으며 및 열가소성 플라스틱의 사용이 바람직할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용된 플라스틱은 그러므로 열가소성이다.

상응하는 분해 온도 또는 끓는점에 의해 특징 지워지는 상응하는 플라스틱은 당업자에게 공지되어 있으며 및 예를 들어 문헌「Kunststoff-Taschenbuch, ed. Saechtling, 25판, Hanser-Verlag, 뮌헨, 1992」, 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 한정함이 없이, 하기 플라스틱은 예로서 설명을 위해 지명된 것이다: 폴리카르보네이트(PC), 폴리옥시알킬렌, 폴리올레핀 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌(PP), 폴리아릴렌 에테르 예컨대 폴리페닐렌 에테르(PPE), 폴리술폰, 폴리우레탄, 폴리락타이드, 폴리아미드, 비닐방향족 (공)폴리머 예컨대 폴리스티렌, 충격-변성(impact-modified) 폴리스티렌(예컨대 HIPS) 또는 ASA, ABS 또는 AES 폴리머, 할로겐 함유 폴리머, 폴리에스테르 예컨대 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리머 함유 이미드기, 셀룰로스 에스테르, 폴리(메트)아크릴레이트, 실리콘 폴리머 및 열가소성 엘라스토머. 상이한 플라스틱, 특히 상이한 열가소성 플라스틱의 혼합물도, 단일상 또는 다상(multi-phase) 폴리머 블렌드의 형태로 사용될 수 있다.

특정 실시양태에서, 코팅 방법은 첨가제가 플라스틱이라면, 특히 첨가제가 열경화성 플라스틱 또는 엘라스토머라면 비-열 플라즈마 스프레이 법이 아닌 것이 바람직하다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 코팅 방법은 첨가제가 열경화성 플라스틱이라면 비-열 플라즈마 스프레이 법이 아닌 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 따라 사용된 폴리(메트)아크릴레이트는 단독폴리머(homopolymer) 또는 블록(block)폴리머로서 존재할 수 있다. 예로는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 및 40중량% 이하의 예컨대 n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트 또는 2-에틸헥실 아크릴레이트와 같은 추가의 공중합성 단량체와 메틸 메타크릴레이트 기재의 공폴리머가다.

특정 실시양태에서, 특히 바람직한 플라스틱 층은 유기 작용(organofunctional) 실란 및 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 화합물(들)의 합성 수지층이다. 분말 코팅 물질 입자의 본 발명에 따른 이러한 코팅은 상술한 장점에 더하여 부가적으로 기계적 전단력에 대하여 특정 안정성을 나타낸다. 더욱이, 이러한 코팅은, 예를 들어, 화학 약품, 강하게 공격성(aggressive) 및/또는 부식성 매질에 대하여 금속 안료를 보호한다.

상기 언급된 합성 수지층은 비교적 얇다. 예를 들어, 10nm 내지 300nm, 바람직하게는 15nm 내지 220nm 범위의 평균 층 두께를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 평균 층 두께는 25 내지 170nm의 범위, 더 바람직하게는 35 내지 145nm의 범위이다. 평균 층 두께는 SEM에 의해 랜덤 하게 선택된 입자 30 이상의 층 두께를 측정하여 구할 수 있다.

이러한 합성 수지층을 1 단계 방법으로 본 발명에 따른 입자에 적용하는 것이 유리할 수 있으며, 이와 같이 하여 제조 비용은 낮게 유지된다. 특히 바람직한 실시양태에서, 유기 작용성 실란은 여기에서 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트 이전에 있으며 및/또는 중합에 의해 혼입된다.

더욱이, 플라스틱 층, 특히 합성 수지층이 무기 네트워크를 갖지 않는 것이 특정 실시양태에서 바람직하다. 순수하고 균질(homogeneous) 한 플라스틱 코팅, 및 특히 순수하고 균질 한 합성 수지 코팅은, 한 코팅 방법에 사용에 앞서, 저장, 제조, 등의 예상되는 조건 하에 필요한 부식 안정성 및 화학 안정성을 제공하기에 충분한 것으로 판명되었다. 동시에, 코팅 방법의 조건 하에 무기 네트워크를 제거할 필요성은 방지된다.

합성 수지층에 함유된 상기 언급된 유기 작용성 실란은 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트의 아크릴레이트기 및/또는 메타크릴레이트기와 화학적으로 반응될 수 있는 하나 이상의 작용기를 갖는다. 라디칼 중합성 유기 작용기는 매우 적당한 것으로 판명되어 왔다. 바람직하게는, 하나 이상의 작용기는 아크릴, 메타크릴, 비닐, 알릴, 에티닐, 뿐만 아니라 불포화 작용기를 갖는 추가의 유기기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 유기 작용성 실란은 하나 이상의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트기를 갖는데, 그 이유는 균질 플라스틱 층의 형성에 의해 수반되는 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트를 완전히 문제없이 제조하기 위해 사용된 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 화합물과 반응될 수 있기 때문이다. 유기 작용성 실란은 단량체 또는 폴리머로서도 존재할 수 있다. 단량체 또는 폴리머의, 유기 작용성 실란이 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트기와 화학 반응을 허용하는 하나 이상의 작용기를 갖는다는 것은 중요하다. 상이한 단량체 및/또는 폴리머의 유기 작용성 실란의 혼합물은 또한 합성 수지층 내에 함유될 수 있다. 특히 고품질의 합성 수지층을 제조하기 위하여, 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트와 유기 작용성 실란의 균질 혼합물이어야 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 반면, 유기 작용성 실란이 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트와 화학적으로 완전히 반응될 필요는 없다. 유기 작용성 실란과 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트 간의 화학 반응은 그러므로 단지 부분적으로 수행되며, 그 결과 예를 들어 유기 작용성 실란의 총 중량에 대하여 존재하는 단지 30% 또는 40%의 유기 작용성 실란이 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트와 반응한다. 그러나, 특정 실시양태에서, 각 경우 유기 작용성 실란의 총 중량에 대하여 존재하는 60% 이상, 더 바람직하게는 70% 이상, 여전히 더 바람직하게는 80% 이상의 실란이 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트와 반응하는 것이 바람직하다. 더욱이, 90% 이상 또는 95% 이상의 유기 작용성 실란이 바람직하게는 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트와 반응된 형태로 존재한다. 더욱이, 반응이 100%로 수행되는 것이 바람직하다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트는 몇몇 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트기와의 화합물과 함께 형성되거나 또는 이것으로 형성된다. 특정 실시양태에서, 사용된 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 출발 화합물이 2 이상의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트기를 갖는다면 특히 유리한 것으로 판명되었다.

본 발명에 따른 상기 언급된 합성 수지 코팅은 또한 상기 언급된 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 화합물 이외에 추가의 단량체 및/또는 폴리머를 함유할 수 있다. 유기 작용성 실란을 포함하는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 화합물의 비율은 각 경우 합성 수지 코팅의 총 중량에 대하여 바람직하게는 70중량% 이상, 더 바람직하게는 80중량% 이상, 여전히 더 바람직하게는 90중량% 이상이다. 바람직한 변형에 따라, 합성 수지 코팅은 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 화합물 및 하나 이상의 유기 작용성 실란으로 독점적으로 형성되며, 여기에서 첨가제 예컨대 부식 억제제, 착색 안료, 염료, UV 안정화제, 등. 또는 이들의 혼합물도 또한 부가적으로 합성 수지 코팅 내에 함유될 수 있다.

특정 실시양태에서, 몇몇 아크릴레이트기 및/또는 메타크릴레이트기를 갖는 본 발명에 따른 합성 수지층은 각 경우 3 이상의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트기를 갖는 것이 바람직하다. 더욱이, 이들 출발 화합물은 바람직하게는 또한 각 경우 4 또는 5의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트기를 가질 수 있다.

특정 실시양태에서, 다작용성 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트가 본 발명에 따른 합성 수지층의 제조를 위해 사용되는 것이 특히 바람직하다. 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 출발 화합물당 2 내지 4의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트기가 함유된 본 발명에 따른 합성 수지층은 놀랍게도 취성(brittle)이 없이 탁월한 농도 및 강도를 갖는 것으로 나타났다. 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 출발 화합물당 3의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트기가 매우 적당한 것으로 판명되었다. 이러한 최적화 성질은 입자가 예를 들어 에어로졸의 형태로 파이프를 통해 유도되는 및 파이브 벽 상에서 개별 입자의 다중 충격이 일어나는 수송 방법을 위해서도 또한 적당한 합성 수지 코팅을 제공하기 위해 특히 유리한 것으로 판명되었다.

특정 실시양태에서, 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트 대 유기 작용성 실란의 중량비는 10:1 내지 0.5:1인 것이 특히 바람직하다. 더욱이, 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트 대 유기 작용성 실란의 중량비는 바람직하게는 7:1 내지 1:1 범위이다.

적당한 이작용성 아크릴레이트는 하기이다: 알릴 메타크릴레이트, 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디우레탄 디메타크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,12-도데칸디올 디메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 메타크릴산 무수물, N,N-메틸렌-비스-메타크릴아미드 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜-200-디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜-400-디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜-400-디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 또는 이들의 혼합물.

본 발명에 따라, 예컨대 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리스-(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이 고 작용성 아크릴레이트로서 사용될 수 있다.

삼작용성 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트가 특히 바람직하다.

본 발명에 따라 예를 들어(메타크릴옥시메틸)메틸디메톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리메톡시실란, (메타크릴옥시메틸)메틸디에톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란, 2-아크릴옥시에틸메틸디메톡시실란, 2-메타크릴옥시에틸트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 2-아크릴옥시에틸트리메톡시실란, 2-메타크릴옥시에틸트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리프로폭시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리아세톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 비닐트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란 비닐디메톡시메틸실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 비닐트리아세톡시실란 또는 이들의 혼합물이 유기 작용성 실란으로서 사용될 수 있다. 아크릴레이트- 및/또는 메타크릴레이트- 작용성 실란이 특히 바람직하다. 특정 실시양태에서, 2-메타크릴옥시에틸트리메톡시실란, 2-메타크릴옥시에틸트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, (메타크릴옥시메틸)메틸디메톡시실란, 비닐트리메톡시실란 또는 이들의 혼합물이 특히 적당한 유기 작용성 실란인 것으로 판명되었다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 분말 코팅 물질로, 심지어 매우 박층 두께의 상기 언급된 합성 수지층은 본 발명에 따른 입자의 높은 화학 및 기계적 안정성을 보장하기에 충분한 것으로 나타났다. 동시에, 이러한 박층의 사용은 코팅을 위해 사용된 물질이 코팅에서 불순물로서 함유되어 있지 않거나 또는 코팅 방법에 의해 제조된 코팅의 성질을 현저히 손상하지 않는 정도의 소량으로 적어도 존재하는 그러한 정도로 코팅이 제거되거나 또는 적어도 느슨해지기 위해, 연소 화염 또는 플라즈마 화염에서 단지 짧은 잔류와 함께 심지어 저온에서 만들 수 있는 것이 가능하다. 특정 실시양태에서, 그러나, 합성 수지층의 층 두께 및 조성은 합성 수지층의 검출 가능한 잔기가 코팅 방법에서 제조된 코팅 내에 함유하지 않도록 선택되는 것이 특히 바람직하다.

상기에서 언급된 추가의 플라스틱은 예로서 당업자에게 공지되어 있으며 본 발명에 따른 효과를 제공하기 위해 여기에서 개시된 본 발명의 기준에서 선택될 수 있다.

폴리카르보네이트 및 그의 제조의 예는 DE　1　300　266 B1호(계면 중축합) 또는 DE　14　95　730 A1호(비스페놀과 비페닐카르보네이트의 반응)에서 찾을 수 있다.

폴리옥시알킬렌 단독폴리머 또는 공폴리머의 경우, 폴리머 주쇄는 50몰% 이상의 -CH₂O- 반복 단위를 갖는다. 이 플라스틱기의 특정예는 (코)폴리옥시메틸렌(POM)으로 구성된다. 단독폴리머는 예를 들어 포름알데히드 또는 트리옥산의 중합에 의해, 바람직하게는 촉매적으로 제조될 수 있다.

상기 언급된 폴리올레핀의 예는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이며 뿐만 아니라 임의로 또한 고급 α-올레핀과의 에틸렌 또는 프로필렌 기재의 공폴리머가다. 본 발명의 의미 내의 용어 "폴리올레핀"은 또한 특히 에틸렌-프로필렌 엘라스토머 및 에틸렌-프로필렌 삼원공폴리머(terpolylmer)를 포함한다.

상기 언급된 폴리아릴렌 에테르의 예는 폴리아릴렌 에테르 자체, 폴리아릴렌 에테르 술피드, 폴리아릴렌 에테르 술폰 및 폴리아릴렌 에테르 케톤이다. 아릴렌기는 여기에서 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 독립적으로 6 내지 18 C 원자를 갖는 방향족 라디칼 일 수 있다. 예로서 지명되는 아릴렌 라디칼은 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 관련 정보는 예를 들어 EP　113　112 A1호 및 EP　135　130 A2호에서 찾을 수 있다.

특정 실시양태에서, 락트산 기재 공폴리머 또는 블록 공폴리머 및 폴리락타이드로서 추가의 단량체를 사용하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 의미 내의 용어 "폴리아미드"는 예를 들어 폴리에테르아미드 예컨대 폴리에테르 블록 아미드, 폴리카프로락탐, 폴리카프릴락탐, 폴리라우롤락탐 및 폴리아미드를 포함하며, 이들은 디아민과 디카르복시산의 반응에 의해 수득 된다. 폴리에테르아미드의 제조에 관한 개시물은 예를 들어 US　2,071,250호, US　2,071,251호, US　2,130,523호, US　2,130,948 호, US　2,241,322호, US　2,312,966호, US　2,512,606호, 및 US　3,393,210호에서 찾을 수 있다. 상기 언급된 디아민과 반응될 수 있는 디카르복시산은 예를 들어 6 내지 12, 특히 6 내지 10의 탄소 원자를 갖는 알칸디카르복시산 및 방향족 디카르복시산이다. 적당한 디아민은 예를 들어 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.

당업자에게 공지된 비닐방향족 (공)폴리머의 예는 폴리스티렌, 스티렌-아크리트니트릴 공폴리머(SAN), 충격-변성 폴리스티렌(HIPS=고충격 폴리스티렌) 및 ASA, ABS 및 AES 폴리머(ASA=아크릴로니트릴-스티렌-아크릴에스테르, ABS=아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, AES=아크릴로니트릴-EPDM 고무-스티렌)이다. 이러한 플라스틱의 제조에 대한 개시물의 예는 EP-A-302 485호, DE　197　28　629 A1호, EP　99　532 A2호, US 3,055,859호 및 US 4,224,419호에서 찾을 수 있다.

할로겐 함유 폴리머의 예는 비닐 클로라이드의 폴리머, 특히 경질(hard) PVC 및 연질(soft) PVC와 같은 폴리비닐 클로라이드(PVC), 및 PVC-U 성형(molding) 화합물과 같은 비닐 클로라이드의 공폴리머이다.

본 발명에 따라 선택될 수 있는 폴리에스테르 플라스틱은 마찬가지로 그 자체로 공지되어 있으며 문헌에서 기술되어 있다. 폴리에스테르는 방향족 디카르복시산, 그의 에스테르 또는 그의 기타 에스테르-형성 유도체와 지방족 디히드록시 화합물이 그 자체가 공지된 방식으로 반응하여 제조될 수 있다. 특정 실시양태에서, 나프탈렌 디카르복시산, 테레프탈산 및 이소프탈산 또는 이들의 혼합물은 디카르복시산으로서 사용된다. 10몰% 이하의 방향족 디카르복시산은 지방족 또는 시클로지방족 디카르복시산 예컨대 아디프산, 아젤라산(azelaic acid), 세바스산(sebacic acid), 도데칸 이산(dodecane diacids) 및 시클로헥산 디카르복시산으로 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 이들의 혼합물이다.

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

더욱이, 예를 들어 불소 함유 폴리머 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로프로필렌 공폴리머(FEP), 퍼플루오로알킬 비닐 에테르와 테트라플루오로에틸렌의 공폴리머, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공폴리머(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 및 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공폴리머(ECTFE)가 사용될 수 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 공폴리머(TPE-S) 예컨대 SBS(스티렌-부타디엔-스티렌-옥시 블록 공폴리머) 및 SEES(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공폴리머, 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.

특정 실시양태에서, 코팅 첨가제로서 사용된 폴리머는 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, 코팅 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.

코팅 첨가제로서 사용된 상기 언급된 카르복시산은 특히 디카르복시산, 트리카르복시산 및 테트라카르복시산을 특정 실시양태에서 또한 포함한다. 디카르복시산의 예는 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 및 세바스산이다.

특정의 바람직한 실시양태에서, 상기 언급된 카르복시산 유도체는 특히 카르복시산 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, 코팅 첨가제는 스테아르산 또는 올레산을 포함하지 않으며, 바람직하게는 포화 또는 불포화 C18 카르복시산을 포함하지 않고, 더 바람직하게는 포화 또는 불포화 C14 내지 C18 카르복시산을 포함하지 않으며, 여전히 더 바람직하게는 포화 또는 불포화 C12 내지 C18 카르복시산을 포함하지 않고 및 가장 바람직하게는 포화 또는 불포화 C10 내지 C20 카르복시산을 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; 질소 원자는 임의로, C1-C5 알킬 또는 아릴기로 1회 또는 2회 서로 독립적으로 치환된다; 우레이도; 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.

코팅 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, 코팅 첨가제는 분말 코팅 물질의 입자의 표면에 가능한 약하게 결합 되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용된 코팅 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: 카르복시산기, 술폰산기, 인산기, 실란기, 카르보닐기, 히드록시기, 아민기, 히드라진기, 할로겐기 및 니트로기.

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

부가적으로, 본 발명에 따른 표면 피복을 갖는 본 발명에 따른 분말 코팅 물질의 사용은 또한 예상외로 높은 융점을 갖는 코팅 물질이 사용될 수 있음을 놀랍게도 알아내었다. 본 발명을 제한하는 것으로 이해됨이 없이, 본 발명자들은 감소된 응집하는 경향을 갖는 더 균일한 입자의 수송은 개별 입자가 기판 표면을 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 가능하게는 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 하나 이상의 코팅 첨가제로 본 발명에 따라 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 층(homogeneous layers)을 제조하기 위해 또한 사용될 수 있다. 상기 언급된 실시양태 중의 특정 실시양태에서, 더욱이 하나 이상의 코팅 첨가제로 본 발명에 따라 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. 이와 같이 수득 된 코팅은 단지 몇 안 되는 자유 입자 또는 그레인(grain) 구조를 가지며, 바람직하게는 갖지 않는다. 상기 언급된 균질 층은 제조된 층이 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만, 더 바람직하게는 3% 미만, 여전히 더 바람직하게는 1% 미만 및 가장 바람직하게는 0.1% 미만의 캐비티를 갖는 것을 특징으로 한다. 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 코팅 상에서 랜덤 하게 선택된 30 부위에서 SEM에 의해 수행되며, 예를 들어 100㎛ 기판 코팅의 길이가 시험 된다.

본 발명에 따른 분말 코팅 물질의 사용을 통해, 균질 코팅은 예를 들어 그들의 입자 크기 분포 때문에 응집물을 형성하는 강한 경향을 가지며 상기 언급된 응집물의 분쇄의 결여 결과로서 비균질 코팅을 형성하는 경향을 갖는 물질로부터 또한 제조될 수 있음을 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 될 수 있다.

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.

또한 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 본 발명에 따른 분말 코팅 물질은 또한 여전히 미세 분진을 형성하는 경향이 강하며, 이것은 상응하는 분말의 취급을 매우 어렵게 만든다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 본 발명에 따른 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, 본 발명에 따른 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, 본 발명에 따른 분말 코팅 물질은 적어도 0.2 내지 5㎛ 범위, 바람직하게는 적어도 0.4 내지 4㎛, 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, 본 발명에 따른 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, 본 발명에 따른 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 성취된다는 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. 특히 바람직한 실시양태에서, 분말 코팅 물질은 예를 들어 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 수송 능에 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 이들의 혼합물로서 사용될 수 있다. 특정 변형에서, 공기, 헬륨 또는 이들의 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 이들의 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, 4000 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 하게 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 이들의 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, 이들의 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, 이들의 합금 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 은, 금, 알루미늄, 아연, 주석, 철, 니켈, 티타늄, 규소, 이들의 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, 이들의 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 이들의 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 예를 들어 광물 및/또는 금속-옥사이드 입자, 및/또는 카르보네이트, 옥사이드, 히드록시드, 카바이드, 할라이드, 나이트라이드 및 이들의 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 이것으로 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)-폴리머 또는 이들의 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 연무(nebulizing) 또는 분무(atomizing)하여 수득될 수 있다. 유리 입자는 유리의 기계적 미분쇄에 의해 제조될 수 있거나 그렇지 않으면 용융물로 부터 제조될 수 있다. 후자의 경우, 유리 용융물은 마찬가지로 분무 또는 연무 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 이들의 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 본 발명에 따른 표면 피복 이외에 코팅으로 탑재되었다. 이것은 예를 들어 타겟에 의해, 후속하는 표면 피복을 사용하거나 또는 특정 장치에 적합한 증진된 산화 안정성을 갖는 코팅된 표준 분말을 제공하는 것을 가능하게 한다. 이것은 공정 공학(process engineering)의 측면에서 간단한 방법에 의해 적용된 본 발명에 따른 표면 피복에 대하여 특히 유리하다. 특정 실시양태에서, 그러므로, 상기 언급된 코팅은 본 발명에 따른 표면 피복 전에 적용되는 것이 특히 바람직하며, 여기에서 본 발명에 따른 표면 피복은 바람직하게는 기계적으로 입자에 적용하는 것, 예컨대 혼련(kneaded) 하는 것이다.

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%, 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 이들의 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 이들의 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 시트 금속 또는 금속 성형체 또는 세라믹 또는 광물 기판 또는 성형체일 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 탑재될 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, 가스 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 보수로 구성되며, 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 강판(steel sheet)에 적용된 구리층을 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 사용되었으며, 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: 1,10- 데칸디카르복시산으로 피복된 분말 코팅 물질

3g의 1,10-데칸디카르복시산을 코팅 첨가제로서 사용하고 50g의 에틸 아세테이트에 용해시킨다. 이 혼합물은 그후 240g의 알루미늄 입자(D₅₀=2㎛)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 코팅 첨가제로 피복된 입자는 혼련기로부터 제거하고 그후 스크리닝(screened)(71㎛)하였다.

실시예 2: 모노에틸 푸마네이트로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 3g의 모노에틸 푸마레이트를 코팅 첨가제로서 사용하였다.

실시예 3: 아디프산 모노에틸 에스테르로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 3g의 아디프산 모노에틸 에스테르를 코팅 첨가제로서 사용하였다.

실시예 4: 메틸 트리글리콜로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 3g의 메틸 트리글리콜을 코팅 첨가제로서 사용하였다.

실시예 5: 아디프산 모노에틸 에스테르로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 그러나 34㎛의 D₅₀ 을 갖는 구리 입자를 여기에서 사용하였다. 3g의 아디프산 모노에틸 에스테르를 코팅 첨가제로서 사용하였다.

실시예 6: 메틸 트리글리콜로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 그러나 34㎛의 D₅₀을 갖는 구리 입자를 여기에서 사용하였다. 3g의 메틸 트리글리콜을 코팅 첨가제로서 사용하였다.

실시예 7: 에탄올로 피복된 분말 코팅 물질

7-1: 구리 입자

코팅 첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 34㎛의 D₅₀ 값을 갖는 구리 입자를 여기에서 사용하였다. 3g의 에틸 셀룰로스(Ethocel Standard 10, 다우 볼프 셀룰로식스 제조)를 코팅 첨가제로서 사용하였다.

7-2: 알루미늄 입자

코팅 첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 1.6㎛의 D₅₀ 값을 갖는 100 g 알루미늄 입자를 구리 입자를 여기에서 사용하였다. 3g의 에틸 셀룰로스(Ethocel Standard 10, 다우 볼프 셀룰로식스 제조)를 코팅 첨가제로서 사용하였다.

실시예 8: 모노에틸 푸마레이트로 피복된 분말 코팅 물질

코팅 첨가제의 적용은 실시예 1에서와 유사하게 수행하였다. 34㎛의 D₅₀ 값을 갖는 구리 입자를 여기에서 사용하였다. 3g의 DEGALAN PM 381(메틸 메타크릴레이트 및 이소부틸 메타크릴레이트의 공폴리머, Evonik사 제조)을 코팅 첨가제로서 사용하였다.

실시예 9: 폴리아크릴레이트로 피복된 분말 코팅 물질

구리 페이스트 또는 주석 페이스트를 600g의 에탄올 내에서 분산시켜, 그 결과 35중량% 분산액을 형성하였다. 백유(white spirit) 중의 0.5g 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트)(상품명 V601; WAKO Chemicals GmbH, Fuggerstraβe 12, 41468 Neuss로부터 입수 가능), 1g의 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(MEMO) 및 10g의 트리메티롤프로판 트리메타크릴레이트(TMPTMA)의 용액 100ml를 그후 1시간에 걸쳐 반응 혼합물에 첨가하였다. 이어서 75℃에서 15시간 동안 더 교반 하고, 반응 혼합물은 여과 제거하고, 페이스트르로서 단리하고 부압(negative pressure) 하에 건조하였다.

여기에서 폴리머의 분해 온도는 DIN EN ISO 11358에 따라 구하여진 것으로 약 260℃ 이었다. 이 온도에서, 분말 코팅 물질 중량의 초기의 명확한 감소가 나타났다.

실시예 10: 화염 스프레이 법

10-1: 실시예 1 내지 4의 적용

CASTOLIN사로부터의 화염 스프레이 법 시스템을 사용하여, 코팅 첨가제가 없는 2㎛의 D₅₀값을 갖는 알루미늄 입자, 뿐만 아니라 실시예 1 내지 4 에 따른 알루미늄 입자를 옥시-아세틸렌 화염에 의해 시트에 적용하였다. 또한, 코팅 첨가제가 없는 34㎛의 D₅₀값을 갖는 구리 입자, 뿐만 아니라 실시예 5 내지 8에 따른 구리 입자를 유사하게 적용하였다. 수득된 시트는 SEM의 수단으로 조사하였다.

본 발명에 따라 코팅된 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 시트의 코팅에 함유된 캐비티가 상당히 더 작다는 것을 나타낸다.

10-2: 실시예 7-2 및 9-1의 적용

실시예 7-2 및 9-1에 따른 알루미늄 입자는 옥시-아세틸렌 화염 내에서 CASTOLIN으로 부터의 화염 스프레이 법 시스템에 의해 강판에 적용하였다. 수득된 시트는 그후 SEM으로 분석하였다. 균일한 코팅은 여기에서 나타났으며, 작은 캐비티 및 단지 무시할 수 있는 양의 산화가 관측되었다. 코팅은 강판에 대하여 양호한 접착성(adhesions)이 육안으로 나타났다.

코팅 첨가제가 없는 실시예 9-1에 따른 알루미늄 입자의 적용은 본 발명에 따른 코팅을 허용하지 않았다. 단지 소량의 상당히 단리된, 매우 거친 미립 입자자 응집물이 여기에서 표면에 적용되었다.

실시예 11: 비-열 플라즈마 스프레이 법

분말 코팅 물질은 오스트리아 아트낭-푸하임(Attnang-Puchheim)의 Inocon사로부터의 플라스마트론(Plasmatron) 시스템에 의해 적용되었다. 아르곤 및 질소는 이온화 가능한 가스로서 사용되었다. 표준 공정 파라미터가 여기에서 사용되었다.

실시예 9-2 내지 9-5는 alu 시트, 강판 및 웨이퍼에 적용하였다. 여기에서, 분말의 매우 균일한 적용, 작은 오버스프레이(overspray), 표면으로의 층의 양호한 접착성 및 추론될 소량의 산화를 허용하는 코팅의 색상을 나타낸다. 이것은 또한 후속하는 SEM 사진으로 확인하였다. 실시예 9-2에 따른 구형 구리 그릿을 갖는 코팅 사진의 예가 도 1 및 2에서 알 수 있다. 예를 들어 표면으로의 우수한 결합은 도 1로부터 인식할 수 있다. 도 2는 개별 입자 크기(D₅₀=25㎛)에 대하여 개별 입자의 놀라운 균일한 분포를 나타낸다.

비-열 플라즈마 스프레이 법에 의해 코팅 첨가제 없는 입자를 적용하는 시도는 임의의 사용할 수 있는 코팅을 초래하지 않았다. 특히, 이것으로 연속 코팅을 달성할 수 없었다. 표면상에 발생하는 응집물은 기판 표면에 뚜렷한 결합을 나타내지 않았다.

Claims

표면상의 입자가 500℃ 미만의 분해 온도 또는 끓는점을 갖는 하나 이상의 코팅 첨가제로 적어도 부분적으로 피복된, 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, 상기 하나 이상의 코팅 첨가제의 중량 비율은 코팅 물질 및 코팅 첨가제의 총 중량에 대하여 0.01중량% 이상인 용도.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 하나 이상의 코팅 첨가제의 중량 비율은 코팅 물질 및 코팅 첨가제의 총 중량에 대하여 80중량% 이하인 용도.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자는 금속 입자이거나 금속 원자를 포함하며, 상기 금속은 은, 금, 백금, 팔라듐, 바나듐, 크롬, 망간, 코발트, 게르마늄, 안티모니, 알루미늄, 아연, 주석, 철, 구리, 니켈, 티타늄, 규소, 이들의 합금 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 용도.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분말 코팅 물질의 탄소 함량은 각각의 경우 코팅 물질 및 코팅 첨가제의 총 중량에 대하여 0.01중량% 내지 15중량%인 용도.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 첨가제로서 사용된 화합물이 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 용도.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 방법은 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, 상기 하나 이상의 코팅 첨가제는 폴리머, 단량체, 실란, 왁스, 산화 왁스, 카르복시산, 포스폰산, 상기 언급된 것들의 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용도.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 코팅 첨가제는 스테아르산 및/또는 올레산을 포함하지 않는 용도.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 첨가제는 기계적으로 입자에 적용되는 용도.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분말 코팅 물질은 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 방법으로서,
상기 방법은 입자 함유 분말 코팅 물질을, 코팅될 기판상으로 향하는 매질에 도입하는 단계를 포함하고, 상기 입자는 500℃ 미만의 분해 온도 또는 끓는점을 갖는 하나 이상의 코팅 첨가제로 피복된 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 12에 있어서, 상기 코팅 방법은 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, 상기 분말 코팅 물질은 에어로졸로서 수송되는 방법.
청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 기판상으로 향하는 매질은 공기이거나 또는 공기로부터 생성되는 방법.