KR20170127509A - 섬유 시멘트 제품에 잉크젯 인쇄하는 방법 - Google Patents

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쵸드리 라파엘 호크
니콜라스 뤼더스
게르하르트 슈미트
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에테르니트 게엠베하
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Abstract

잉크 시멘트 제품에 잉크젯 인쇄
본 발명은 섬유 시멘트 제품의 제조 방법뿐만 아니라이를 통해 얻을 수 있는 섬유 시멘트 제품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 잉크젯 인쇄에 적합한 섬유 시멘트 제품에 관한 것으로서, 상기 섬유 시멘트 제품은 적어도 그들의 외부 표면 상에 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화 층을 포함하며, 결합제 및 안료를 포함하고, 약 40%보다 높은 안료 부피 농도를 특징으로 한다. 본 발명은 또한 이러한 섬유 시멘트 제품을 제조하는 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품 및 이를 이용하여 얻을 수 있는 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 이들 섬유 시멘트 제품의 다양한 용도, 특히 건축 재료로서의 용도에 관한 것이다.

Description

섬유 시멘트 제품에 잉크젯 인쇄하는 방법
본 발명은 섬유 시멘트 제품의 제조 방법 및 상기 방법으로 얻을 수 있는 섬유 시멘트 제품에 관한 것이다. 보다 구부피으로, 본 발명은 잉크젯 인쇄에 적합한 섬유 시멘트 제품 및 상기 섬유 시멘트 제품의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품 및 이를 이용하여 얻을 수 있는 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 이들 섬유 시멘트 제품의 다양한 용도, 특히 건축 재료로서의 용도에 관한 것이다.
섬유 시멘트 제품은 건축 자재로 널리 알려지고 광범위하게 사용되고 있다. 풍화 및 습기로 인한 잠재적인 운송 및 설치 손상 및 결함으로부터 이들 물질을 보호하기 위해, 생산 중에 하나 이상의 코팅층이 외부 표면 상에 종종 도포된다. 또한, 외장 표면에서의 심미적으로 바람직한 외관을 갖는 섬유 시멘트 제품을 제공하기 위해 착색 코팅이 개발되었다.
그러나, 외부 표면 상에 장식 디자인 패턴, 광고 패턴 및/또는 식별 인쇄가 제공된 섬유 시멘트 제품을 제조하는 것이 더욱 바람직하다.
전통적인 용매 기반 또는 수성 안료 잉크를 이용한 잉크젯 프린팅은 마스크가 필요없는 패턴을 직접 패터닝하고 제조하는 방법으로 알려져 있다. 이 공정은 세라믹 및 유리와 같은 물체에 직접 장식 및 광고 패턴을 생산하는 데 광범위하게 사용되었지만 고유의 헤테로겐 조성 및 섬유 시멘트의 표면 조도 때문에 섬유 시멘트 제품에서는 불가능했다. 실제로, 종래의 용매 계 또는 수성 안료 잉크로 섬유 시멘트 물체의 표면 상에 직접 수행된 잉크젯 프린팅은 지금까지 잉크 번짐을 초래하고 이로 인해 톱니 모양의 에지 및 심지어 바람직하지 않은 잉크 얼룩을 야기함으로써 프린트 품질을 실질적으로 감소시켰다 .
본 발명의 목적은 종래의 용매 기반 또는 수성 안료 잉크로 즉 섬유 시멘트 구조 전체에 퍼지는 잉크의 상술한 바람직하지 못한 결과를 초래하지 않고 잉크젯 인쇄를 수행하기에 적합한 개선된 섬유 시멘트 제품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
이와 관련하여, 본 발명자들은 높은 효율 및 성능으로 잉크젯 인쇄될 수 있는 신규하고 개선된 섬유 시멘트 제품을 개발하였다.
특히, 약 40%보다 높은 안료 부피 농도(PVC)를 특징으로 하는 결합제 및 안료를 포함하는 하나 이상의 코팅층을 섬유 시멘트 제품에 제공함으로써, 상술한 문제가 발생하지 않고 잉크젯 인쇄가 수행될 수 있다. 본 발명자들은 이것이 본 발명에서 기술된 코팅층이 공지된 코팅 및 비코팅 섬유 시멘트 제품의 외부 표면과 비교하여 잉크젯 잉크 조성물에 대한 개선된(즉 증가된) 다공성을 갖는다는 사실에 기인한다는 것을 발견한 바 있다. 본 발명의 제품의 코팅층은 잉크젯 분사 후에 비교적 빠르게 잉크 조성물을 흡수 및 포획 할 수 있기 때문에, 상기 잉크 조성물이 섬유 시멘트 제품의 표면 위로 퍼지는 것을 방지한다. 본 발명자들은 이 효과가 특히 TiO2와 같은 주요 안료(본 명세서에서 정의된 바와 같이)를 사용할 때 관찰된다는 것을 발견하였다.
여기서 이들 주요 안료는 적어도 약 40%의 유효 안료 부피 농도(본 명세서에서 정의된 바와 같이)로 존재한다.
제 1 양태에서, 본 발명은 잉크젯 - 프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품을 제공하며, 상기 섬유 시멘트 제품은 적어도 그의 외부 표면의 적어도 일부 상에 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화 층을 포함하며, 상기 조성물은 결합제 및 안료를 적어도 포함하고, 약 40% 이상, 특히 약 40% 내지 약 80%, 예컨대 약 40% 내지 약 70%, 보다 특히 약 40% 내지 약 60% 사이의 안료 부피 농도를 특징으로 한다. 다른 특정 실시예에서, 잉크젯-프린팅을 수행하기에 적합한 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물은 약 50% 이상, 보다 구부피으로는 약 50% 내지 약 80%, 약 50% 내지 약 70%, 가장 특히 약 50% 내지 약 60%의 안료 부피 농도를 특징으로 한다. 또 다른 특정 실시예에서, 잉크젯 프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물은 약 40% 내지 약 50%, 보다 특히 약 45% 내지 약 50%, 및 약 46%의 안료 부피 농를 특징으로 한다.
특정 실시예에서, 본 발명에 따른 섬유 시멘트 제품의 외부 표면 상에 제공된 제 1 코팅 조성물 중의 결합제는 아크릴 폴리머이다. 추가의 특정 실시예에서, 아크릴 폴리머는 스티렌 아크릴, 실록산 아크릴, 에폭시 아크릴, 폴리 에스테르 아크릴, 폴리우레아 아크릴 및 우레탄 아크릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
제 2 양태에서, 본 발명은 잉크젯 인쇄에 적합한 섬유 시멘트 제품을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 적어도 하기 단계를 포함한다 :
- 섬유 시멘트 제품을 제공하고,
섬유 시멘트 제품의 외부 표면의 적어도 일부에 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 도포하는 단계를 제공하고, 상기 조성물은 적어도 결합제 및 안료를 포함하며, 약 40% 이상의 안료 부피 농도(PVC)를 특징으로 하며, 및
- 잉크젯-프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품을 수득도록 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 경화시키는 단계.
잉크젯 프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품을 제조하기 위한 상기 방법의 특정 실시예에서, 제 1 코팅 조성물은 약 50% 이상, 보다 구부피으로는 약 50% 내지 약 80%, 예를 들어 약 50% 내지 약 70%, 가장 특히 약 50% 내지 약 60%의 안료 부피 농도를 특징으로 한다.
잉크젯 프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품을 제조하기 위한 이들 방법의 추가의 특정 실시예에서, 제 1 코팅 조성물 내의 결합제는 아크릴 폴리머이다. 추가의 특정 실시예에서, 아크릴 폴리머는 스티렌 아크릴, 실록산 아크릴, 에폭시 아크릴, 폴리 에스테르 아크릴, 폴리 우레아 아크릴 및 우레탄 아크릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
제 3 양태에서, 본 발명은 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 적어도 하기 단계를 포함한다 :
- 상술한 바와 같이, 섬유 시멘트 제품이 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화된 층을 적어도 그들의 외부 표면의 적어도 일부분에 포함하는 잉크젯 인쇄에 적합한 섬유 시멘트 제품을 제공하고, 상기 조성물이 적어도 결합제 및 안료를 포함하고, 약 40% 이상의 안료 부피 농도(pigment volume concentration, PVC)를 특징으로 하며,
잉크젯 프린터에 의해 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화된 층 상부에 잉크 인쇄를 도포하고, 및
- 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 얻기 위해 잉크 프린트를 건조시키는 단계.
잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 제조하기 위한 본 발명의 방법의 특정 실시예에서, 잉크 프린트는 하나 이상의 무기 안료를 포함하는 잉크를 사용하여 형성된다.
추가의 특정 실시예에서, 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 제조하기 위한 본 발명의 방법은 하기 단계를 추가로 포함한다 :
- 방사 경화성 제 2 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화 층 상부 및/또는 건조된 잉크 프린트의 상부에 도포하고; 및
- 방사-경화 가능한 제 2 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 방사 경화시키는 단계.
제 4 양태에서, 본 발명은 상기한 바와 같은 방법에 의해 수득할 수 있는 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 제공하며, 상기 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품은 적어도 외면의 적어도 일부분에,
- 적어도 결합제 및 안료를 포함하는 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화 층, 상기 제 1 코팅 조성물은 약 40% 이상의 안료 부피 농도를 특징으로 하고, 및
- 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화층의 상부에 도포된 건조된 잉크 프린트.
특정 실시예에서, 본 발명의 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품상의 잉크 프린트는 용매 계 또는 수계의 착색된 잉크를 사용하여 형성된다.
특정 실시예에서, 본 발명의 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품상의 잉크 프린트는 하나 이상의 무기 안료를 포함하는 잉크를 사용하여 형성된다.
특정 실시예에서, 잉크는 UV 경화된 잉크가 아니다.
추가의 특정 실시예에서, 본 발명의 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품은 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화된 층의 상부 및/또는 상부에 또는 건조된 잉크 프린트에 도포된 제 2 코팅 조성물의 하나 이상의 방사 경화된 층을 추가로 포함한다
제 5 양태에서, 본 발명은 잉크젯 인쇄를 수행하기에 적합한 섬유 시멘트 제품의 사용 또는 건축 재료로서 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품의 사용을 제공한다. 특정 실시예에서, 본 발명의 공정에 의해 제조된 섬유 시멘트 제품은 내부 또는 외부 모두의 벽 예를들어 파사드 판, 사이딩 등에 외부 표면을 제공하는데 사용될 수 있다.
독립항 및 종속항은 본 발명의 특정하고 바람직한 특징을 설명한다. 종속항의 특징은 독립항 또는 다른 종속항의 특징 및/또는 상기 설명 및/또는 하기에서 적절하게 설명된 특징과 조합될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 특징, 특성 및 장점은, 예시로서 본 발명의 원리를 설명하는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 상기 설명은 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서 단지 예시를 위해 제공된다. 참조 도는 첨부된 아래 첨부된 도면을 인용한다.
도 1은 적어도 안료 부피 농도가 점차적으로 증가하는 결합제 및 안료를 포함하는 코팅 조성물의 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 인쇄에 적합한 섬유 시멘트 제품의 측면도의 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품의 측면도의 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품의 평면도의 개략도.
동일한 도면 부호는 다른 도면에서 동일하거나, 상사 또는 유사한 요소를 지칭한다.
본 발명은 특정 실시예와 관련하여 설명된다.
특허 청구 범위에서 사용된 용어 "포함하는"은 이후에 열거된 수단에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다는 점에 유의해야 한다. 다른 요소 또는 단계를 제외하지는 않는다. 따라서, 기재된 특징, 단계 또는 구성 요소의 존재를 명시하는 것으로서 해석되지만, 하나 이상의 다른 특징, 단계 또는 구성 요소 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다. 따라서, "수단 A 및 B를 포함하는 장치"라는 표현의 범위는 성분 A 및 B만을 포함하는 장치로 제한되어서는 안된다. 이는 본 발명과 관련하여 장치의 유일한 관련 구성 요소가 A 및 B라는 것을 의미한다.
본 명세서 전반에 걸쳐, "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급이 이루어진다. 이러한 참조 문헌은 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 나타낸다. 따라서, 본 명세서 전체의 다양한 곳에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구의 출현은 모두 가능하지만 동일한 실시예를 반드시 지칭하지는 않는다. 또한, 특정 특징들 또는 특성들은 당업자에게 명백한 바와 같이, 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
다음 용어는 본 발명의 이해를 돕기 위해서만 제공된다.
본 명세서에서 사용된 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 명확하게 다르게 지시하지 않는 한 단수 및 복수 대상을 모두 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "포함하는", "포함하다" 및 "포함된"은 "구성하는", "구성하다" 또는 "구성된", "함유하는"과 동의어이며, 포괄적이거나 제한이 없으며 추가적인-재개 수단, 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.
마침표에 의한 수치 범위의 열거는 인용된 마침표뿐만 아니라 각 범위 내에 포함된 모든 숫자와 분수를 포함한다.
매개변수, 양, 일시적 지속 기간 등과 같은 측정 가능한 값을 언급할 때 본 명세서에서 사용되는 "약"이라는 용어는 ±10% 이하, 바람직하게는 ±5%, 보다 바람직하게는 ±1% 이하, 보다 더 바람직하게는 ±0.1% 이하의 값의 변동을 포함하는 것을 의미한다. 한정자 "약"이 의미하는 값 자체도 구부피으로, 바람직하게 서술되는 것으로 이해해야 한다.
본원에서 언급되는 용어 "(섬유)시멘트질 슬러리" 또는 "(섬유)시멘트 슬러리"는 일반적으로 적어도 물, 섬유 및 시멘트를 포함하는 슬러리를 지칭한다. 본 발명의 문맥에서 사용되는 섬유 시멘트 슬러리는 또한 석회석, 분필, 생석회, 소석회 또는 수화 석회, 분쇄된 모래, 실리카 모래 가루, 석영 가루, 무정형 실리카, 응축 실리카 퓸, 마이크로 실리카, 메타 카올린, 규회석, 운모, 펄라이트, 질석, 수산화 알루미늄, 안료, 소포제, 응집제 및 기타 첨가제를 포함한다.
본원에 기술된 바와 같이 섬유 시멘트 슬러리에 존재하는 "섬유"는 예를 들어 유기 섬유(전형적으로 셀룰로오스 섬유) 또는 합성 섬유(폴리 비닐 알콜, 폴리 아크릴로 니트릴, 폴리 프로필렌, 폴리 아미드, 폴리 에스테르 , 폴리 카보네이트 등)이다.
본원에 기재된 섬유 시멘트 슬러리에 존재하는 "시멘트"는 포틀랜드 시멘트, 고 알루미나 함량을 갖는 시멘트, 철의 포틀랜드 시멘트, 슬래그 시멘트, 석고 시멘트, 오토 클레이브 처리에 의해 형성된 칼슘 실리케이트 및 특정 결합제의 조합일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 다른 특정한 실시예에서, 본 발명의 생성물 중 시멘트는 포틀랜드 시멘트이다.
수분 투과성(a 영역) 운송 벨트를 언급할 때 본 명세서에서 사용되는 "투수 성"이라는 용어는 일반적으로 수분 투과성(벨트의 영역)이 만들어진 물질이 물이 그 구조를 통해 어느 정도까지 흐를 수 있게 한다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "투수성"은 운송 벨트(a 영역)의 투수성을 지칭할 때 일반적으로 투수성 벨트(벨트 영역)가 제조되는 물질의 정도 또는 정도를 지칭한다 , 물이 그 구조를 통해 흐르게 한다. 수분 투과성 이송 벨트에 적합한 재료는 펠트(이에 한정되지는 않음)와 같은 당업자에게 알려져 있다.
하나 이상의 매개변수 또는 특성을 언급할 때 본 명세서에서 사용된 "미리 결정된"및 "미리 정의된"이라는 용어는 일반적으로 이들 매개변수 또는 특성의 원하는 값(들)이 사전에 결정되거나 정의된 것을 의미한다. 즉, 공정의 시작 전에 이들 매개 변수 또는 특성 중 하나 이상으로 특징지어지는 제품을 생산하기 위한 것이다.
본원에서 사용된 "(섬유 시멘트) 시트"는 패널 또는 플레이트로도 지칭되며, 섬유 시멘트 물질로 제공되는 평평한, 일반적으로 직사각형 요소, 섬유 시멘트 패널 또는 섬유 시멘트 시트로 이해되어야 한다. 패널 또는 시트는 두 개의 주 표면 또는 표면을 가지며 가장 큰 표면적을 가진 표면이다. 상기 시트는 건물 내부 또는 외부 모두의 벽 예를들어 파사드 판, 사이딩 등에 외부 표면을 제공하는 데 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "안료 부피 농도(약자로된 PVC)"는 일반적으로 코팅 조성물 내의 안료(즉, 안료(들), 결합제(들), 다른 고형분)의 총량에 대한 안료의 양을 언급하며 다음 수식을 통해 계산할 수 있다.
"안료 부피 농도"(%로 표시) = "PVC"(%로 표시) =
안료의 부피/(고형분의 부피) * 100(%로 표시) =
안료의 부피/(안료의 부피 + 고형 결합제의 부피) * 100(%로 표시) =
안료의 부피/(안료의 부피 + 비 휘발성 결합제의 부피) * 100(%로 표시)
본원에서 사용되는 용어 "유효 안료 부피 농도(유효 PVC로 약칭 함)"는 코팅 조성물 중 프라임 안료 및 결합제의 총량에 대한(본원에 정의된 바와 같은) 프라임 안료의 양을 지칭하며, 다음 수식을 통해 계산할 수 있다.
"유효 안료 부피 농도"(%로 표시) = "유효 PVC"(%로 표시) =
(프라임 안료의 부피)/(프라임 안료의 부피 + 고체 결합제의 부피) * 100(%로 표시)
본원에서 사용되는 용어 "안료"는 일반적으로 분쇄된 건조한 불용성 물질을 말하며, 액체 비히클 중에 현탁될 때 페인트, 잉크 등이 된다. 안료는 전형적으로 색상을 제공함으로써 외관을 향상시키는데 사용되는 작은 고체 입자로 구성되고, 및/또는 페인트 또는 잉크의 물리적(기능적) 특성을 개선시킬 수 있다. 색상을 제공하는 데 사용되는 안료는 일반적으로 직경이 0.2 ~ 0.4 마이크론이다. 기능성 안료는 일반적으로 지름이 2 ~ 4 마이크론이지만 50 마이크론 정도도 될 수 있다.
본원에서 사용된 "프라임 안료"라는 용어는 물질에 화이트도 및/또는 색상을 부여하면서 상기 물질의 은폐력에 상당히 기여할 수 있는 임의의 안료(본원에서 정의 됨)를 의미한다. 프라임 안료는 흰색 안료 및 안료로 세분화할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "화이트 안료"는 빛을 산란시킬 수 있고 평평하거나 광택이 있는 페인트 또는 잉크에 화이트도 및 은폐력을 부여할 수 있는 주요 안료를 의미한다. 화이트 무기 안료는 안티몬 화이트(Antimony White): Sb2O3를 포함하는 안티몬 안료; 화이트 납(PbCO3)2·Pb(OH)2를 포함하는 납 안료(독성); 티타늄 화이트 : 티타늄(IV) 옥사이드 TiO2 및; 아연 화이트를 포함하는 아연 안료: 산화 아연(ZnO)을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서 "착색 안료"라는 용어는 광을 선택적으로 흡수하고 페인트 또는 잉크에 색을 부여할 수 있는 주요한 안료를 의미한다. 색상 안료에는 두 가지 주요 유형이 있다.: 밝은 색상을 포함 하나 외부 사용에 내구성이 뛰어난 유기 안료 및 유기 안료만큼 밝은 것은 아니지만 가장 내구성 있는 외장 안료인 무기 안료.
본원에 사용된 용어 "무기 안료"는 전형적으로 금속염으로 이루어진 천연 미네랄 착색 화합물을 나타낸다. 무기 안료는 보통 하나 이상의 금속의 산화물 또는 황화물이다. 무기 안료는 예를 들어 다음을 포함 하나 이에 한정되지 않는다 :
- 블루 무기 안료 :
울트라 마린을 포함하는 알루미늄 안료: 황 함유 실리케이트(Na8-10Al6Si6O24S2-4)의 복잡한 자연 발생 안료;
코발트 블루 및 세룰 리안 블루를 포함하는 코발트 안료: 코발트(II) 주석 산염;
이집트 블루를 포함한 구리 안료: 칼슘 구리 실리케이트(CaCuSi4O10) 및 한 블루 BaCuSi4O10의 합성 안료; 및
프러시안 블루를 포함하는 철 안료: 철 헥사시아노 페레이트(Fe7(CN)18)의 합성 안료;
- 그린 무기 안료
\\EBM.Infra.Shared.Etex\wiki\Cadmium_pigments을 포함하는 카드뮴 안료 비리디안: 하이드레이트 크롬(Ⅲ) 옥사이드(Cr2O3) 및 카드뮴 그린의 다크 그린 안료: 크롬 옐로우(CrS) 및 비리디안(Cr2O3);
크롬 그린을 포함한 크롬 안료;
파리 그린을 포함하는 구리 안료: 구리(II) 아세토아르세네이트(Cu(C2H3O2)2·3Cu(AsO2)2) 및 Scheele's Green(Schloss Green이라고도 함)을 포함하는 구리 안료: 구리 아연광 CuHAsO3;
- 옐로우 무기 안료
천연 모노크린 비소 황화물 (As2S3)을 포함하는 비소 안료;;
카드뮴 옐로우를 포함하는 카드뮴 안료 : 카드뮴 황화물(CdS);
크롬 옐로우를 포함하는 크롬 안료: 납(Ⅱ) 크로메이트(PbCrO4)의 천연 안료;
Aureolin(코발트 옐로우라고도 함)을 포함하는 코발트 안료: Potassium cobaltinitrite(Na3Co(NO2)6;
옐로우 오커(Yellow Ocher)를 포함하는 철 안료: 수화된 산화철(Fe2O3.H2O)의 천연 발생 점토.
나폴리 옐로우를 포함하는 납 안료;
티타늄 옐로우를 포함한 티타늄 안료;
모자이크 골드를 포함하는 주석 안료: 주석 황화물(SnS2);
- 오렌지 무기 안료
o 카드뮴 오렌지를 포함한 카드뮴 안료 : 카드뮴 레드와 카드뮴 옐로우 사이의 중간 물질: 카드뮴 술포셀레나이드;
크롬 오렌지를 포함하는 크롬 안료: 납(Ⅱ) 크로메이트와 납(Ⅱ) 산화물로 구성된 천연 발생 안료 혼합물(PbCrO4 + PbO)
- 레드 무기 안료
카드뮴 레드 : 카드뮴 셀레 나이드(CdSe)를 포함하는 카드뮴 안료;
Sanguine, Caput Mortuum, Oxide Red, Red Ocher를 포함하는 산화철 안료: 무수 Fe2O3, Burnt Sienna : Raw Sienna, Venetian Red를 가열하여 생성되는 안료;
레드 납을 포함하는 납 안료(독성): 4산화납, Pb3O4;
Vermilion을 포함하는 수은 안료(독성): 합성 및 천연 안료: 광물성 주원료에서 자연적으로 발생; 황화 수은(HgS);
- 브라운 무기 안료
Raw Umber를 포함하는 천연 점토 안료(자연적으로 형성된 산화철): 산화철, 산화 망간 및 산화 알루미늄으로 이루어진 천연 점토 안료: Fe2O3 + MnO2 + nH2O + Si + AlO3; Raw Sienna: limonite 점토에서 자연적으로 발생하는 옐로우-브라운 안료;
- 블랙 무기 안료
o 카본 블랙, 아이보리 블랙, 덩굴 블랙, 램프 블랙 등의 탄소 안료;
Fe3O4를 포함하는 철 안료;
티타늄 안료: 티타늄 블랙;
- 그레이 무기 안료
페인 그레이: 울트라 마린과 블랙 또는 울트라 마린과 시에나의 혼합물.
본원에서 사용된 용어 "유기 안료"는 통상적으로 강렬한 열 또는 압력하에 석유 화합물, 산 및 다른 화학 물질로부터 제조된 탄소계 분자인 합성 유기 착색 화합물을 의미한다.
유기 안료는 예를 들어 다음을 포함 하나 이에 한정되지 않는다 :
- 옐로우 유기 안료 :
옐로우 레이크(Yellow Lakes)는 다른 잉크를 덮을 수는 있지만 숨기지 않는 옐로우로 사용되는 투명 안료인 Tartrazine Yellow Lake(FD & C Yellow No. 5라고도하며 식품의 염료로 사용됨), 인쇄 잉크에 사용되는 가장 일반적인 옐로우 안료인 Hansa Yellows 및 Diarylide Yellows Fluorescent Yellow는 일부 특수 용도에도 사용된다. Organic Yellows는 일반적으로 Chrome Yellows를 대체하는 데 사용된다.
- 오렌지 유기 안료:
가장 일반적인 오렌지 안료는 투명하지만 아직 밝은 안료가 아닌 디아릴리드 오렌지이다. 기타 오렌지색 물질은 오렌지 안료가 필요한 곳에서 사용되는 경향이 있으며 DNA 오렌지, 피라졸론 오렌지, 패스트 오렌지 F2G, 벤지미다졸론 오렌지 HL 및 에틸 레이크 레드 C가 포함된다.
- 레드 유기 안료 :
레드는 Para Reds, Toluidine Red, Carmine FB, Naphthol Reds 및 Rubines, Permanent Red FRC, Bordeaux FRR, Rubine Reds, Lithol Reds, BON Red, Lithol Rubine 4B, BON Maroon, Rhodamine 6G , Lake Red C, BON Arylamide Red, Quinacrinone Magentas, 구리 페로 시안화 핑크, Benzimidazolone Carmines and Reds, Azo Magenta G, Anthraquinone Scarlet 및 Madder Lakes가 있다.
- 블루 유기 안료 :
'블루'. 블루는 프탈로시아닌 블루(가장 일반적으로 사용되는 유기 청색 안료 그룹), PMTA 빅토리아 블루, 빅토리아 블루 CFA, 울트라 마린 블루, 인단 트렌 블루, 알칼리 블루스 및 피콕 블루를 포함한다.
- 바이올렛 유기 안료 :
바이올렛은 Benzimidazolone Bordeaux HF 3R(Benzimidazolone Carmines and Reds 참조)와 같은 일부 청색 레드과 약간 겹치며 PMTA Rhodamine, PMTA Violet(메틸 바이올렛으로도 알려져 있음), Dioxazine Violet(RL) Carbazole Violet, 크리스탈 바이올렛, 다이옥신 바이올렛 B 및 티오인디고이드 레드와 같은 안료를 포함한다;
- 그린 유기 안료 :
일반적인 일련의 그린은 프탈로시아닌 그린(Phthalocyanine Greens)과 PMTA 그린(PMTA Greens)이다.
- 브라운 유기 안료 :
브라운 안료에는 Diazo Brown 및 Benzimidazolone Brown HFR이 포함된다.
본원에서 사용되는 "증량제 안료" 또는 "충전제 안료"라는 용어는 낮은 굴절률 또는 불투명도를 가지므로 물질에 색상 또는 은폐력을 제공하지 않는 임의의 안료(본원에서 정의됨)를 지칭한다. 증량제 또는 충전제 안료는 페인 나 잉크에 투명하게 나타난다. 증량제(Extender) 안료는 예를 들어 페인트의 다양한 성질에 상당한 긍정적인 영향을 미친다. 하기에 더 설명하겠지만, 운모(mica)는 "평평한" 입자 모양과 표면에 수평으로 겹쳐진 레이어에서 자체 방향을 잡는 경향으로 인해 필름의 내수성을 향상시킬 수 있다. 증량제 안료 또는 충전제 안료는 예를 들어 바륨 설페이트, 칼슘 카보네이트, 마그네슘 실리케이트, 운모, 카올린(중국 클레이), 석면, 탈크, 실리카/석영, 알루미나 수화물, 칼루 나이트, 경석, 벤토나이트, 질석 및 글라스 비드를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
"UV- 경화성" 또는 "UV- 경화된"이란 용어는 UV 조사의 적용시 중합될 수 있는 조성물을 지칭한다. 전형적으로, 이는 적어도 광중합 개시제 및/또는 광 증감제와 함께 광중 합성 모노머 또는 올리고머의 존재를 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "용매계 잉크"는 물 이외의 용매 중에서 콜로이드 성 현탁액 중의 안료를 포함하는 잉크를 의미한다. 용매 기반 잉크의 주요 용매는 전형적으로 에탄올, 에틸 아세테이트, 에틸렌글리콜, 글리콜 에스테르, 헥산, 이소프로판올, 메탄올, 메틸 에틸 케톤, 미네랄 스피릿, 나프타, 노르말 프로필 아세테이트, 노르말 프로필 알코올, 톨루엔 및 자일렌과 같은 하나 이상의 휘발성 유기 화합물이나 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어 "수성 잉크"는 물에 콜로이드성 현탁액으로 안료를 포함하는 잉크를 지칭한다. 수성 잉크의 주성분은 물이지만, 다른 공용매가 존재할 수도 있다. 이러한 보조 용매는 전형적으로 에탄올, 에틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜, 글리콜 에스테르, 헥산, 이소프로판올, 메탄올, 메틸 에틸 케톤, 미네랄 스피릿, 나프타, 노르말 프로필 아세테이트, 노르말 프로필 알코올, 톨루엔 및 자일렌이다.
본 명세서에서 상호 교환적으로 사용되는 용어 "UV 경화된 잉크" 또는 "UV 경화 가능한 잉크"는 UV 조사의 적용시 중합될 수 있는 잉크 조성물을 지칭한다. 본원에 사용된 "UV 경화된 잉크" 또는 "UV 경화 가능한 잉크"는 용매를 함유하지 않고 오히려 광중 합성 모노머 및/또는 올리고머의 매트릭스에 매립된 하나 이상의 안료를 포함하는 잉크 조성물을 지칭하고, 광개시제 및/또는 광 증감제를 포함한다.
본 발명은 이제 다양한 실시예를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 각 실시예는 예로서 제공되며 본 발명의 범위를 결코 제한하지 않는 것으로 이해될 것이다. 이와 관련하여, 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 본 발명에 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 설명되거나 설명된 특징은 또 다른 실시예를 얻기 위해 다른 실시예에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에 포함되는 그러한 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명은 잉크젯 프린팅 공정에 적용되는 성능과 관련하여 향상된 특성을 갖는 섬유 시멘트 제품을 제공한다. 특히, 지금까지 문제는 프린팅, 특히 용제 기반 또는 수성 잉크를 사용한 잉크젯 프린팅이 섬유 시멘트 표면 그 자체로 달성하는 것이 불가능하지는 않더라도 매우 어렵다는 것이었다. 이는 잉크젯 인쇄로 유익하거나 장식적인 패턴이 쉽게 제공되는 세라믹 또는 유리와 같은 다른 재료와는 다르다. 이러한 차이의 주된 이유는 섬유 시멘트 조성물이 높은 이질성 및 표면 거칠기의 고유한 구조적 성질을 가지기 때문에 필연적으로 잉크 번짐, 톱니 모양의 인쇄 가장자리 및 인쇄된 패턴이나 프린트 주변 또는 인접한 곳에 바람직하지 않은 잉크 얼룩을 가지는 현상에 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자는 종래의 용매계 또는 수성 착색 잉크로 높은 효율 및 성능으로 잉크젯 인쇄될 수 있는 신규하고 개선된 섬유 시멘트 제품을 개발 하였다.
특히, 피복 조성물로 섬유 시멘트 제품을 코팅함으로써, 피복 조성물 중의 고형분(예: 안료 및 고체 결합제 성분) 대 안료의 양(즉, 이른바 "안료 부피 농도 "(피복 조성물의 PVC)은 약 40%보다 높기 때문에, 잉크젯 프린팅은 전술한 문제점 중 어느 하나를 만나지 않고 수행될 수 있다.
본 발명자들은 상기와 같은 유익한 효과가 적어도 약 40%의 PVC를 갖는 코팅층의 다공성이 공지된 코팅된 섬유 시멘트 제품의 외부 표면의 다공성보다 높다는 사실에 기인한다고 믿는다. 이러한 증가 된 다공성은 섬유 시멘트 제품에 도포 된 코팅층이 잉크 분사 후에 잉크 조성물을 비교적 빨리 흡수 및 포획 할 수 있고, 상기 잉크 조성물이 코팅된 섬유 시멘트 제품의 표면 위로 펼쳐지는 것을 방지한다.
따라서, 본 발명에 따른 섬유 시멘트 제품은 PVC가 약 40% 이상인 착색 코팅층을 포함함으로써 균일한 표면 및 균일하고 높은 다공성 모두를 얻는 효과를 달성하는 것을 특징으로 한다. 이러한 효과는 이러한 제품이 용제 기반 또는 수성 잉크를 사용하여 잉크젯 인쇄시 섬유 시멘트 제품의 표면 전체에 균일하고 동일한 인쇄 품질이 얻어지는 장점이 있다.
따라서, 제 1 양태에서, 본 발명은 잉크젯-프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품을 제공하며, 상기 섬유 시멘트 제품은 적어도 그 외부 표면의 적어도 일부 상에 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화 층을 포함하며, 조성물은 결합제 및 안료를 적어도 포함하고 약 40% 이상의 안료 부피 농도(본원에서 정의된 바와 같은 PVC)를 특징으로 한다.
본 명세서에서, 섬유 시멘트 제품은 시멘트 및 합성(및 선택적으로 천연 섬유)을 포함하는 시멘트 제품으로 이해되어야 한다. 섬유 시멘트 제품은 소위 "그린"섬유 시멘트 제품으로 형성된 섬유 시멘트 슬러리로 만들어지고 경화된다.
사용되는 경화 공정에 어느 정도 의존적으로, 섬유 시멘트 슬러리는 전형적으로 합성 유기 섬유 (및 임의로는 셀룰로오스와 같은 천연 유기 섬유), 시멘트 (예: 포틀랜드 시멘트), 석회석, 초크, 퀵 라임, 소석회 또는 수화 된 석회, 그라운드 모래, 실리카 모래 가루, 석영 가루, 비정질 실리카, 응축 실리카 흄, 마이크로 실리카, 카올린, 메타카올린, 규회석, 운모, 펄라이트, 질석, 수산화 알루미늄(ATH), 안료, 항산화제, 발포제, 응집제 및/또는 다른 첨가제를 포함 할 수 있다. 선택적으로, 색상 첨가제 (예: 안료)를 첨가하여 소위 말하는 섬유 시멘트 제품을 얻는다.
특정 실시예에서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품은 약 4mm 내지 약 200mm, 특히 약 6mm 내지 약 200mm, 보다 특히 약 8mm 내지 약 200mm, 가장 특히 약 10㎜ 내지 약 200㎜ 사이의 두께를 갖는다.
본 명세서에 언급된 섬유 시멘트 제품은 섬유 시멘트 사이딩, 섬유 시멘트 판, 편평 섬유 시멘트 보드, 골판 섬유 시멘트 보드 등과 같은 섬유 시멘트로 만들어진 지붕 또는 벽 피복 제품을 포함한다. 특정 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 섬유 시멘트 제품은 루핑 또는 파사드 요소, 편평한 시트 또는 주름진 시트일 수 있다.
추가의 특정 실시예에 따르면, 본 발명의 섬유 시멘트 제품은 섬유 시멘트 시트이다.
본 발명의 섬유 시멘트 제품은 섬유 시멘트 제품의 전체 중량에 대하여 섬유의 약 0.1 내지 약 5 중량%, 특히 약 0.5 내지 약 4 중량%, 보다 특히 약 1 내지 3 중량%를 포함한다.
특정 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 섬유 시멘트 제품은 약 0.1 내지 약 5 중량%의 셀룰로오스 섬유 또는 다른 무기 또는 유기 강화 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다. 유기 섬유는 폴리 프로필렌, 폴리 비닐 알콜 폴리 아크릴로 니트릴 섬유, 폴리에틸렌, 셀룰로오스 섬유(예 : 목재 또는 연간 크라프트 펄프), 폴리 아미드 섬유, 폴리 에스테르 섬유, 아라미드 섬유 및 탄소 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 추가의 특정 실시예에서, 무기 섬유는 유리 섬유, 암면 섬유, 슬래그 울 섬유, 규회석 섬유, 세라믹 섬유 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 추가의 특정 실시예에서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품은 예를 들어 "합성 목재 펄프"와 같은 약 0.1 내지 3 중량%의 폴리올레핀 피브릴 피브리드와 같은 피브릴 피 브리드를 포함 할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
특정한 실시예에 따라, 본 발명의 섬유 시멘트 제품은 수경 결합제로서 20 내지 95 중량%의 시멘트를 포함한다.
본 발명의 제품에서의 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 고 알루미나 함량을 갖는 시멘트, 철의 포틀랜드 시멘트, 트러스 시멘트, 슬래그 시멘트, 석고, 오토 클레이브 처리에 의해 형성된 칼슘 실리케이트 및 특정 결합제의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 보다 특정한 실시예에서, 본 발명의 생성물 중 시멘트는 포틀랜드 시멘트이다.
특정 실시예에 따라, 본 발명에 따른 섬유 시멘트 제품은 선택적으로 추가 성분을 포함한다. 본 발명의 섬유 시멘트 제품에서 이들 추가의 성분은 물, 모래, 실리카 샌드 밀가루, 응축된 실리카 퓸, 마이크로 실리카, 플라이 - 재, 비정질 실리카, 분쇄된 석영, 갈석, 점토, 카올린, 고로 슬래그, 카보네이트, 파 졸라 나스, 수산화 알루미늄, 규회석, 운모, 펄라이트, 탄산 칼슘, 및 기타 첨가제(예 : 착색 첨가제) 등을 포함할 수 있다. 이들 성분의 각각은 적당량 이는 특정 섬유 시멘트 제품의 유형에 의존하며 당업자에 의해 결정될 수 있다. 특정 실시예에서, 이러한 추가 성분의 총량은 바람직하게는 조성물의 총 초기 건조 중량과 비교하여 70 중량% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 섬유 시멘트 제품에 존재할 수 있는 추가의 첨가제는 분산제, 가소제, 소포제 및 응집제로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 첨가제의 총량은 바람직하게는 조성물의 총 초기 건조 중량과 비교하여 약 0.1 내지 약 1 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제공되는 제 1 코팅 조성물은 적어도 결합제 및 안료를 포함한다.
코팅 조성물용 결합제 및 안료는 당해 기술 분야에 공지되어 있고 코팅이 약 40% 이상의 안료 부피 농도(본원에서 정의된 바와 같은 PVC)를 특징으로 하는 한 본 발명에 임계적인 것은 아니다. 특정 실시예에서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제공된 제 1 코팅층은 방사선 또는 화학적 가교에 의해 경화되지 않는다.
본 발명의 생성물에서 제 1 코팅층으로 사용하기 위한 적합한 결합제 조성물은 예를 들어 수성 유리 라디칼 또는 이온성 유화 중합에 의해 수득된 결합제이다. 예를 들어, 본 발명의 제품에서 제 1 코팅층으로 사용하기에 적합한 결합제는 아크릴 및/또는 메타 크릴(공) 폴리머이다. 이러한 아크릴 및/또는메타 크릴(공) 폴리머는 일반적으로 모노머로서 소량의 아크릴산 및/또는메타 크릴 산뿐만 아니라 C1-C12 알칸올과 아크릴산 및/또는 메타크릴 산의 에스테르의 수성 라디칼 개시 유화 중합에 의해 제조된다. 이와 관련하여, C1-C8 알칸올을 가진 아크릴 및 메타 크릴 산의 에스테르가 특히 바람직하다.
따라서, 특정 실시예에서, 결합 폴리머는 순수한 아크릴, 스티렌 아크릴, 플루오로 폴리머 아크릴, 우레탄 아크릴, 비닐 아크릴 및/또는 아크릴화 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머 또는 이들의 조합물로서 제공될 수 있다. 폴리머는 아크릴산, 아크릴산 에스테르, 메타크릴 산 및 메타크릴 산 에스테르와 같은 하나 이상의 아크릴계 모노머로부터 유도될 수 있다. 전형적으로, 결합 폴리머는 하나 이상의 모노머, 예를 들어 폴리 비닐리딘 불화물, 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐 클로라이드, 아크릴로 니트릴, 메타크릴로 니트릴, 우레이도 메타 크릴레이트, 비닐 아세테이트, 분지형 3차 모노카르복실 산의 비닐 에스테르, 이타코닉 산, 크로톤 산, 말레 산, 푸마르산, 에틸렌 및 C4-C8 공액 다이엔을 포함한다.
특정 실시예에서, 본 발명의 제품의 제 1 코팅 조성물의 결합 폴리머는 소수성 및/또는 입자 크기의 정도에 대해 선택된다. 본원에 기술된 조성물용 폴리머 입자는 전형적으로 나노 미터 크기 범위이고, 다른 통상적인 페인트 제형의 폴리머 입자는 50 내지 250 나노 미터 범위의 크기이다.
폴리머 입자의 결합제는 전형적으로 본원에서 제공된 수계 제 1 코팅에 대해 60 중량% 이하, 바람직하게는 약 20 내지 55 중량%의 중량%(wt%)로 제공된다.
본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제공된 제 1 코팅 조성물은 적어도 40%의 안료 부피 농도(본 명세서에서 정의된 바와 같은 PVC)를 얻기 위해 하나 이상의 안료를 추가로 포함한다. 안료는 색상, 숨김 및/또는 증량제로 존재한다. 안료는 산화 티타늄, 산화철, 탄산칼슘, 스피넬 안료, 티타네이트, 점토, 산화알루미늄, 이산화규소, 산화마그네슘, 규산마그네슘, 메타규산염 바륨 일수화물, 산화나트륨, 산화칼륨, 활석, 중정련, 아연 산화물, 아연 설파이트 및 이들의 혼합물 또는 예컨대 프탈로시아닌 및 아조 화합물과 같은 유기 알칼리 수지 안료의 형태를 포함한다.
특정 양태에서, 본 발명에 따른 제 1 코팅 조성물은 40% 이상의 유효 안료 부피 농도(본원에 정의된 유효 PVC)가 달성되도록 하나 이상의 프라임 안료(본원에서 정의된 바와 같이)를 포함한다. 본원에 정의된 바와 같이, 체질 안료 또는 충전제 안료(본원에서 정의된 바와 같음)의 부피와 같은(이에 제한되지 않음) 프라임 안료 이외의 안료의 부피%는 유효 안료 부피 농도의 계산에 포함되지 않는다. 따라서, 제 1 코팅 조성물의 유효 PVC는 조성물중 프라임 안료(들) 및 고체 결합제(들)의 총 부피 대 제 1 안료의 부피를 고려함으로써만 계산된다. 본 발명자들은 제 1 코팅 조성물에 40% 이상의 유효 안료 부피 농도로 제 1 코팅 조성물이 존재하는 경우, 매우 우수한 인쇄 결과가 달성된다는 것을 발견하였다. 제 1 코팅 조성물에 포함된 하나 이상의 제 1 안료 바륨 안료, 납 안료, 티탄 안료 및 아연 안료와 같은 하나 이상의 화이트 착색 안료가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 추가의 특정 실시예에서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제공된 제 1 코팅층에 포함된 하나이상의 프라임 안료는 산화 티탄 산화물 (Antimony White, Sb2O2), 기본 선저 탄산염(PW1, Cremnitz White, (PbCO3)2·Pb(OH)2), 티타늄 산화물(PW6, 티타늄 화이트, TiO2) 및 산화 아연(PW4, 아연 화이트, ZnO)과 같은 하나이상의 화이트 색상 안료이며 이에 제한되지는 않는다.
추가의 특정 실시예에서, 적어도 40%의 유효 PVC를 얻기 위한 본 발명의 방법 및 제품의 제 1 코팅 조성물에 사용하기에 적합한 제 1 안료는 하나 이상의 화이트 프라임 안료이다. 또 다른 특정 실시예에서, 본 발명의 방법 및 생성물에서 제 1 코팅 조성물에 사용하기에 적합한 제 1 안료는 적어도 이산화 티탄(TiO2)을 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에서, 본 발명의 방법 및 제품에서 제 1 코팅 조성물에 사용하기에 적합한 안료는 본질적으로 알칼리-저항성, 즉, 약 8이상의 pH, 예를 들어 약 9이상의 pH, 약 10이상의 pH, 약 11 이상의 pH, 특히 약 12 이상 또는 약 13 이상의 pH에 대해 저항성이 있다.
본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제 1 코팅층을 제공하기 위해 사용되는 코팅 조성물은, 중합체 결합제 및 안료 외에도, 통상적 인 보조제, 예를 들면, 분산제, 소포제, 방부제 및 소수 화제, 살생물 제, 섬유, 착색제, 왁스, 향수 및 공용매 및 기타 통상적인 성분으로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 함유 할 수 있다. 적합한 충진제의 예는 알루미노 실리케이트, 실리케이트, 알칼리 토금속 카보네이트, 바람직하게는 방해석 또는 석회, 백운석의 형태의 탄산 칼슘 및 알루미늄 실리케이트 또는 마그네슘 실리케이트, 활석이다.
따라서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제 1 코팅층을 제공하기 위해 사용되는 코팅 조성물은 하나 이상의 필름 형성 보조제 또는 유착 제를 추가로 포함 할 수 있다. 적합한 경화 촉진 보조제 또는 유착 제는 글리콜에테르(예컨대, DB, EB, PM, EP를 포함하는 Eastman Chemical Company, Kingsport, Tenn의 제품) 및 에스테르 알코올(예: Eastman Chemical Company, Kingsport, Tenn. , Texanol을 포함)을 예로들 수 있다.
상기 이외에, 본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제 1 코팅층을 제공하기 위해 사용되는 코팅 조성물은 또한 유동 및 레벨링 조절, 광휘, 발포, 황변 얼룩, 클리너, 번짐, 블록, 곰팡이, 먼지 또는 부식에 대한 저항성, 및 색상과 광택 유지 등의 특성을 위해 포함된 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
코팅 조성물의 유화 중합은 안정 화제로서 계면 활성제의 사용을 필요로 한다. 비이 온성 계면 활성제가 바람직하다. 알콜 에톡실레이트가 특히 바람직하다. 히드록실 넘버(ISO 4629에 따라 측정됨)가 1 이상인 통상적인 코팅이 바람직하다. 수산기가 적어도 1.5인 것이 특히 바람직하다.
적합한 표면 - 활성 분산제 또는 습윤제의 예는 STRODEXTM PKF, STRODEXTM LKKD, STRODEXTM SEK50D 및 DEXTROL® OC50 (델라웨어 주 윌 밍턴 소재의 Dexter Chemical LLC의 상표); ?HYDROPALAT ™ 100, HYDROPALAT ™ 140, HYDROPALAT ™ 44, HYDROPALAT ™ 5040 및 HYDROPALAT ™ 3204 (Cognis Corp.의 상표, Monheim, Germany); LIPOLIN ™ A, DISPERS ™ 660C, DISPERS ™ 715W (Evonik Degussa GmbH, Germany의 상표); BYK® 156, BYK® 2001 및 ANTI-TERRA ™ 207 (Byk-Cera, Germany의 상표); DISPEX ™ A40, DISPEX ™ R50, DISPEX ™ G40, DISPEX ™ GA40, EFKA® 1500, EFKA® 1501, EFKA® 1502, EFKA® 1503, EPKA ™ 3034, EFKA® 3522, EFKA® 3580, EFKA ™ EFKA 4560, EFKA 4550, EFKA 4550, EFKA 4560, EFKA 4570, EFKA 6220, EFKA 6225, EFKA 6230 및 EFKA 6525 스위스 바질 소재의 시바 스페셜티 케미컬 즈 (Ciba Specialty Chemicals)의 상표); SURFYNOL ™ CT-121, SURFYNOL ™ CT-131, SURFYNOL ™ CT-211, SURFYNOL ™ CT 231, SURFYNOL ™ CT-136, SURFYNOL ™ CT-151, SURFYNOL ™ CT-171, SURFYNOL ™ CT -234, CARBOWET ™ DC-01, SYRFYNOL ™ 104, SURFYNOL ™ PSA-336, SURFYNOL ™ 420, SURFYNOL ™ 440, ENVIROGEM ™ AD-01 및 ENVIROGEM ™ AE01(Air Products and Chemicals, Inc., Lehigh Valley, PA의 상표); TAMOL ™ 1124, TAMOL ™ 165A, TAMO ™ 850, TAMOL ™ 681, TAMOL ™ 731 및 TAMOL ™ SG-1 (Rohm & Haas Company, Philadelphia, PA의 상표); IGEPALTM CO-210, IGEPALTM CO-430, IGEPALTM CO-630, IGEPALTM CO-730 및 IGEPALTM CO-890 (Rhodia Inc., Cranbury, NJ의 상표); T-DET ™ 및 T-MULZ ™ (Kansas City, Kans의 Harcros Chemicals Inc.의 상표).와 같은 상표명으로 입수 가능한 것들을 포함한다.
적합한 소포제의 예로는 BYK ™ 018, BYK® 019, BYK® 020, BYK® 022, BYK® 025, BYK® 032, BYK ® 033, BYK ® 034, BYK ® 038, BYK ® 040, BYK® 060, BYK® 070 및 BYK® 077(Byk-Cera, Germany의 상표); SURFYNOL ™ DF-695, SURFYNOL ™ DF-75, SURFYNOL ™ DF-62, SURFYNOL ™ DF-40 및 SURPYNOL ™ DF-110D(Air Products and Chemicals, Inc., Lehigh Valley, PA의 상표); DEE FO® 3010A, DEE FO® 2020E/50, DEE FO® 215, DEE FO® 806-102 및 AGITAN ™ 31BP, AGITAN ™ 731(Munzing Chemie GmbH, Germany의 상표); EFKA 2526, EFKA 2527 및 EFKA 2550(Ciba Specialty Chemicals, Basil, Switzerland의 상표); TEGO® Foamex 8050, TEGO® Foamex 1488, TEGO® Foamex 7447, TEGO® Foamex 800, TEGO® Foamex 1495 및 TEGO® Foamex 810(독일 Evonik Degussa GmbH 상표); Foamaster® AP, DEHYDRAN® 1620, DEHYDRAN® 1923 및 DEHYDRAN® 671(Cognis Corp.의 상표, Monheim, 독일)를 포함하나 이에 제한되지 않는다.
증점제 및 레올로지 개질제가 원한다면 코팅 조성물의 도포, 도포 및 도포를 향상시키기 위해 포함된다. 바람직하게는, 증점제는 비수분 팽창특성으로 인해 비 셀룰로오스성 증점제이다. 예를 들어, 소수성으로 개질된 알칼리 팽윤성 아크릴 코폴리머 및 소수성으로 변형된 우레탄 코폴리머와 같은 회 합성 증점제는 통상적인 증점제, 예를 들어 셀룰로오스 성 증점제에 비해 에멀젼 페인트에보다 많은 뉴톤 수지를 부여한다. 셀룰로오스 성 증점제는 물에서 팽창함으로써 수행되며, 본원에서 추가로 기술된 바와 같이 몇몇 바람직한 실시예에서는 바람직하지 않다. 본원에서 사용된 적합한 회 합성 증점제의 대표적인 예는 AcrysolTM RM 8W 및 AcrysolTM RM-2020 NPR(Rohm & Haas Company, Philadelphia, PA의 상표)을 포함한다.
본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제 1 코팅층을 제공하기 위해 사용되는 코팅 조성물은 또한 가소제, 소포제, pH 조절제(아민 또는 암모니아), 착색제 및 살 생물 제와 같은 다른 첨가제를 추가로 포함 할 수 있다. 이러한 코팅 첨가제는 전형적으로 제형 내에 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 18 중량% 또는 최대 18 중량% 및 약 1 내지 약 15 중량%의 양으로 존재한다.
또한, 본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제 1 코팅층을 제공하기 위해 사용되는 코팅 조성물은 커버리지를 증가시키고, 비용을 줄이며, 내구성을 달성하고, 외관을 변경하고, 레올로지 및/또는 영향을 조절하기 위해 하나 이상의 기능성 증량제를 포함할 수 있다 다른 바람직한 특성들. 기능성 증량제의 예는, 예를 들어, 황산 바륨, 규산 알루미늄, 규산 마그네슘, 황산 바륨, 탄산 칼슘, 점토, 석고, 실리카 및 활석을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제 1 코팅층을 제공하기 위해 사용되는 코팅 조성물에 항균제 또는 살균제 또는 살 진균제를 포함시키는 것이 바람직하다. 바람직한 예는 바륨 설페이트, ROZONE ™ 2000, BUSAN TM 1292, BUSAN 11M1, BUSAN 11M2 및 BUSAN 1440(Rohm & Haas Company, Philadelphia, PA 또는 그 자회사 또는 계열사의 상표); POLYPHASE 663 및 POLYPHASE 678(Troy Chemical Corporation, Newark, NJ); 및 KATHON ™ LX(Rohm & Haas Company, Philadelphia, PA 또는 그 자회사 또는 계열사의 상표)이나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제 1 코팅층을 제공하기 위해 사용되는 코팅 조성물은 전형적으로 약 50 부피% 이상의 건조 고체를 포함하도록 제형 화된다. 특정 실시예에서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 제 1 코팅층을 제공하는데 사용되는 코팅 조성물의 밸런스는 물이다. 물은 분산액 및 코팅 조성물의 다른 성분 중에 제공되는 경우 결합용 폴리머와 함께 존재한다. 물은 일반적으로 별도로 첨가된다.
특정 실시예에서, 잉크젯-프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물은 약 40% 이상, 특히 약 40% 내지 약 80%, 약 40% 내지 약 70% 사이, 보다 특히 약 40% 내지 60% 사이의 안료 부피 농도(본원에서 정의된 바와 같은 PVC)를 특징으로 한다. 추가의 특정 실시예에서, 잉크젯-프린팅을 수행하기에 적합한 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물은 약 50% 이상, 보다 특히 약 50% 내지 약 80%, 약 50% 내지 약 70%, 가장 특히 약 50% 내지 약 60%의 안료 부피 농도를 특징으로 한다. 또 다른 특정 실시예에서, 잉크젯 프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물은 약 40% 내지 약 50%, 보다 특히 약 45% 내지 약 50%, 약 46%의 안료 부피 농도를 특징으로 한다. 추가의 특정 실시예에서, 잉크젯-프린팅을 수행하기에 적합한 섬유 시멘트 제품의 경화된 제 1 코팅층은 적어도 약 40%, 적어도 약 45%, 적어도 50%, 적어도 약 55%, 보다 특히 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 가장 특히 적어도 약 70%, 적어도 약 75% 또는 적어도 80%의 안료 부피 농도(pigment volume concentration; PVC)를 특징으로 한다.
또 다른 특정 실시예에서, 잉크젯-프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물은 적어도 40%, 특히 적어도 약 40% 내지 약 80%, 적어도 약 40% 내지 약 70%, 보다 특히 적어도 약 40% 내지 60%의 범위의 유효 안료 부피 농도(본원에서 정의된 유효 PVC)를 특징으로 한다. 추가의 특정 실시예에서, 잉크젯-프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물은 적어도 약 50%, 보다 특히 약 50% 내지 약 80%, 약 50% 내지 약 70%, 가장 특히 약 50% 내지 약 60%의 유효 안료 부피 농도를 특징으로 한다. 또 다른 특정 실시예에서, 잉크젯-프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물은 약 40% 내지 약 50%, 보다 특히 약 45% 내지 약 50%, 적어도 약 46%의 유효 안료 부피 농도를 특징으로 한다. 추가의 특정 실시예에서, 잉크젯-프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품의 경화된 제 1 코팅층은 적어도 약 40%, 약 45%, 특히 적어도 약 50%, 적어도 약 55%, 보다 특히 약 60%, 적어도 약 65%, 가장 특히 적어도 약 70%, 적어도 약 75% 또는 적어도 약 80%의 유효 안료 부피 농도(PVC)를 특징으로 한다.
특정 실시예에서, 잉크젯-프린팅에 적합한 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 건조시키는 동안 최소 필름 형성 온도는 약 60℃ 이하 이다.
추가의 특정 실시예에서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품의 표면 상에 하나 이상의 제 1 코팅층을 제공하기 위해 사용되는 제 1 코팅 조성물은 필수적으로 물 및 원하는 경우 물과 혼합 가능한 유기 액체, 예를들어 알콜을 액체 성분으로 포함한다. 제 1 코팅 조성물은 약 30 내지 약 500g/m2, 특히 약 40 내지 약 300 g/m2, 보다 특히 약 50 내지 약 500 g/m2 범위의 습윤 코팅 중량으로 예를들어 시멘트 본딩된 보드 상에 분무, 트로웰링, 나이프 적용, 브러싱, 롤링, 커튼 코팅 또는 푸어링, 또는 하나 이상의 적용의 조합에 의해 공지된 방식으로 수행될 수 있다. 특정 실시예에서, 제 1 코팅 조성물은 바람직하게는 분무에 의해 도포된다.
따라서, 본원에 기재된 코팅 조성물은 브러시, 블레이드, 롤러, 분무기(예: 공기 보조 또는 에어리스, 정전기), 진공 코팅기, 커튼 코팅기, 범람 코팅기 또는 표면이 손상, 마모 또는 균열이 있더라도 표면 위에 코팅 조성물의 균일한 분포를 촉진하는 임의의 적합한 장치를 사용하여 섬유 시멘트 제품의 표면에 도포될 수 있다. 코팅 조성물은 매끄러운 표면, 착색된 표면 또는 텍스쳐링된 표면을 제공하도록 도포될 수 있다. 섬유 시멘트 제품의 일부 또는 전체 표면은 한번에 코팅될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 표면의 전부 또는 일부가 원하는 두께, 광택 및/또는표면 효과를 얻기 위해 한번 이상 코팅될 수 있다. 조성물의 양에 의해 수득된 커버리지의 양은 커버될 표면의 의도 및/또는 상태 및 적용된 코팅의 두께에 따라 변할 수 있다.
두 번째 양태에서, 본 발명은 잉크젯 인쇄에 적합한 섬유 시멘트 제품을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 이들 방법의 제 1 단계는 본질적으로 적어도 물, 시멘트 및 섬유로 이루어진 섬유 시멘트 제품을 제조하기 위한 당 업계에 공지된 임의의 방법에 따라 수행될 수 있는 섬유 시멘트 제품을 제공하는 것이다.
상기 단계에서, 섬유 시멘트 슬러리는 적어도 시멘트, 물 및 섬유의 하나 이상의 공급원에 의해 먼저 제조될 수 있다. 특정의 특정 실시예에서, 적어도 하나의 시멘트, 물 및 섬유의 하나 이상의 공급원은 시멘트질 섬유 시멘트 슬러리를 형성하도록 구성된 연속 혼합 장치에 작동 가능하게 연결된다. 특정 양태에서, 셀룰로스 섬유 또는 폐지 섬유의 등가물을 사용할 때, 이들 셀룰로오스 섬유의 총 슬러리 질량의 최소 약 3%, 예컨대 약 4%가 사용된다. 추가의 특정 실시예에서, 셀룰로스 섬유가 독점적으로 사용되는 경우, 이들 셀룰로오스 섬유의 총 슬러리 질량의 약 4% 내지 약 12%, 보다 특히 약 7% 내지 약 10%가 사용된다. 셀룰로오스 섬유가 암면과 같은 짧은 광물 섬유로 대체되는 경우 부피당 거의 동일한 함량을 유지하기 위해 1.5~3배의 비율로 대체하는 것이 가장 유리하다. 유리 섬유 로빙 또는 폴리 프로필렌, 폴리비닐아세테이트, 폴리카보네이트 또는 아크릴로니트릴 섬유와 같은 합성 고모듈 섬유와 같은 길고 절단된 섬유에서, 그 비율은 대체된 셀룰로오스 섬유의 비율보다 낮을 수 있다. 섬유의 섬도(Shopper-Riegler Degree 단위로 측정)는 원칙적으로 본 발명의 공정에 임계적인 것은 아니다. 그러나 특정 실시예에서, 약 15 DEG SR 내지 약 45 DEG SR 사이의 범위가 본 발명의 방법에 특히 유리할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
일단 섬유 시멘트 슬러리가 얻어지면, 섬유 보강 시멘트 제품의 제조는 임의의 공지된 절차에 따라 수행될 수 있다. 섬유 시멘트 제품을 제조하는 데 가장 널리 사용되는 공정은 수정된 시브 실린더 제지 기계를 사용하여 수행되는 Hatschek 공정이다. 다른 제조 공정으로는 Magnani 공정, 사출, 압출, 플로우 온(flow-on) 및 기타가 포함된다. 특정 실시예에서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품은 Hatschek 공정을 사용하여 제공된다. "그린" 또는 미경화된 섬유 시멘트 생성물은 통상적으로 원하는 밀도를 얻기 위해 약 22 내지 약 30MPa의 범위의 압력에서 선택적으로 후 압축된다.
본 발명에 따른 방법은 섬유 시멘트 제품을 소정 길이로 절단하여 섬유 시멘트 제품을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 소정의 길이로 섬유 시멘트 제품을 절단하는 것은 워터제트 절단, 에어제트 절단 등과 같은 공지된 임의의 기술에 의해 수행될 수 있다. 섬유 시멘트 제품은 약 1m 내지 약 15m, 약 1m 내지 약 10m, 보다 특히 약 1m 내지 약 5m, 가장 바람직하게는 약 1m 내지 약 3m의 길이와 같은 임의의 바람직한 길이로 절단될 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
당업자는 본 발명의 방법이 생성된 섬유 시멘트 제품을 가공하는 추가 단계를 더 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
예를 들어, 특정 실시예에서, 본 발명의 공정 동안, 섬유 시멘트 슬러리 및/또는 섬유 시멘트 제품은 하나 이상의 소수성 제제로 처리, 또는 보다 많은 응집제, 추가 또는 중간 가압 단계로 처리 등과 같은 다양한 중간 처리를 가할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
섬유 시멘트 제품이 형성되자마자, 이들은 측면 가장자리에서 손질된다. 경계 스트립은 재활용수와의 즉각적인 혼합 및 상기 혼합물을 다시 혼합 시스템으로 향하게 함으로써 선택적으로 재순환될 수 있다.
특정 실시예에서, 수득된 섬유 시멘트 생성물은 경화된다. 실제로, 제조 후, 섬유 시멘트 제품은 이들이 형성된 환경에서 한 번에 걸쳐 경화될 수 있거나 선택적으로 열경화(예를 들어, 오토 클레이브(autoclaving) 등)될 수 있다.
추가의 특정 실시예에서, "그린"섬유 시멘트 생성물은 전형적으로 공기(공기 경화된 섬유 시멘트 생성물)로 경화시키거나 또는 증기 및 증가된 온도(오토 클레이브 경화)의 존재하에 가압하에 경화시킨다. 오토 클레이브 경화 제품의 경우, 일반적으로 모래가 원래 섬유 시멘트 슬러리에 첨가된다. 오토 클레이브 경화는 원칙적으로 섬유 시멘트 제품에 11.3A(옹스트롬)의 토버모라이트가 존재하게 한다.
또 다른 특정 실시예에서, "그린"섬유 시멘트 생성물은 먼저 공기로 예비경화될 수 있으며, 그 후 예비 경화된 생성물은 최종 강도를 가질 때까지 공기 경화될 수 있거나 또는 제품에 최종 특성을 부여하기 위해 압력 및 증기를 사용하여 오토 클레이브 경화될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 방법은 수득된 섬유 시멘트 제품을 열건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 경화 후, 패널, 시트 또는 플레이트인 섬유 시멘트 제품은 습기로 존재하는 상당한 중량의 물을 여전히 포함할 수 있다. 이는 건조한 제품의 중량당 10, 심지어 15%w까지 표시될 수 있다. 건조한 제품의 무게는 일정한 무게가 얻어질 때까지 통기 가마에서 105 ℃로 건조될 때 제품의 무게로 정의된다.
특정 실시예에서, 섬유 시멘트 생성물은 건조된다. 이러한 건조는 바람직하게는 공기 건조에 의해 이루어지며, 섬유 시멘트 제품의 습도의 중량 백분율이 건조 제품 중량 당 8중량% 이하, 심지어 6중량% 이하일 때 종료되며, 가장 바람직하게는 4 중량% 내지 6 중량%이다.
잉크젯 인쇄를 하기에 적합한 섬유 시멘트 제품을 제조하기 위한 본 발명의 방법의 다음 단계는 섬유 시멘트 제품의 외부 표면의 적어도 일부에 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 도포하는 단계를 포함하며, 조성물은 결합제 및 안료를 적어도 포함하고 약 40% 이상의 안료 부피 농도를 특징으로 한다. 제 1 코팅 조성물의 추가 특성은 본 발명에 따른 생성물에 대해 상기 정의되고 기술된 바와 같다.
잉크젯 프린팅 대상으로 적합한 섬유 시멘트 제품을 제조하기 위한 본 발명의 방법의 추가 단계는 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 경화시켜 잉크젯 프린팅 공정에 적합한 섬유 시멘트 제품을 얻는 단계를 포함한다. 원칙적으로, 당해 분야에 공지된 임의의 적합한 경화 단계가 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 필름 형성, 건조 및 경화시키는 데 적용될 수 있다. 특정 실시예에서, 제 1 코팅 조성물은 실온에서 또는 바람직하게는 예를 들어 40 내지 150℃의 승온에서 건조된다. 제 1 종래의 코팅의 건조 두께는 일반적으로 약 20Pm 내지 약 100Pm, 바람직하게는 약 50Pm 내지 약 70Pmdl다.
제 3 양태에서, 본 발명은 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품의 제조 방법을 제공한다.
이들 방법의 제 1 단계는 본원에 기술된 바와 같이 잉크젯 인쇄를 하기에 적합한 본 발명에 따른 섬유 시멘트 제품을 제공하는 것을 포함하며, 상기 제품은 그 외면의 적어도 일부 상에 제 1 코팅 조성물은 결합제 및 안료를 적어도 포함하고, 제 1 코팅 조성물은 약 40% 이상의 안료 부피 농도를 특징으로 한다.
잉크 인쇄가 적용되기 전에, 제 1 코팅 조성물은 실온에서 또는 바람직하게는 예를 들어 약 40 ℃ 내지 약 150 ℃의 승온에서 건조된다. 제 1 코팅 조성물의 건조 두께는 일반적으로 약 20 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 바람직하게는 약 50 ㎛ 내지 70 ㎛이다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 제조하는 방법의 다음 단계는 잉크젯 프린터에 의해 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화된 층의 상부에 잉크 인쇄를 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 섬유 시멘트 제품의 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화된 층상에 잉크 인쇄 물을 도포하는 단계는 잉크를 사용하는 임의의 공지된 잉크-젯 공정에 의해 수행될 수 있으며, 적어도 액체 비히클 및 하나 이상의 안료를 포함한다.
따라서, 본 발명의 특정 실시예에서, 잉크는 액체 비히클을 포함하지 않기 때문에(본 명세서에 정의된 바와 같이) UV 경화된 잉크 또는 UV 경화 가능한 잉크가 아니다.
잉크는 여러 가지 특징이 있으며 잉크젯 인쇄에서, 전형적으로는 약 50 cps 이하의 점도 (실온에서) 또는 분사 온도 (인쇄 중 잉크 프린트 헤드에 존재하는 온도)에서 약 20 cps 이하, 가장 바람직하게는 약 15 cps 이하, 가장 바람직하게는 약 10 내지 약 13 cps의 범위의 점도에 의해 인쇄될 수 있게 하는 점도를 갖는다. "분사 온도"라는 용어는 프린트 헤드에서 잉크의 온도를 나타내며, 전형적으로 약 30℃ 내지 약 60℃, 바람직하게는 약 35℃ 내지 약 45℃이다. 잉크의 점도는 예를 들어 80rpm에서 스핀들 S18을 사용하면서 작은 샘플 어댑터를 갖춘 Brookfield DV-II + 점도계로 측정할 수 있다.
특정 실시예에서, 본 발명의 방법 및 제품에 사용하기에 적합한 잉크 조성물은 본질적으로 내열성 무기 안료의 서브-마이크론 입자를 포함한다. 바람직하게는, 바람직하게는, 무기 안료의 평균 크기는 약 1.2 ㎛ 미만, 바람직하게는 약 0.9 ㎛ 미만, 보다 바람직하게는 약 0.7 ㎛ 미만이며, 가장 바람직하게는, 무기 안료 입자의 평균 크기는 약 550 나노 미터 (0.55 %) 미만이다. 용어 "무기 안료"는 적어도 부분적으로 무기인 안료를 의미한다. 바람직한 실시예에 있어서, 무기 안료는 금속 산화물이며, 이는 바람직한 특성을 부여하기에 적합한 형태로 선행 기술로 존재한다. 산화 크롬, 산화 구리, 흑색을위한 CuCr2O3 산화물, 적색 산화철 (피그먼트 레드 101), 니켈 안티몬 티탄 옐로우 루틸 (피그먼트 옐로우 53), 코발트 알루미 네이트 블루 스피넬 (피그먼트 블루 28) 등의 혼합 산화물과 같은 다양한 산화물이 사용될 수 있다.
특정 실시예에서, 잉크 조성물 중의 안료의 색상은 화이트이며, 따라서 안료는 화이트 안료(예를 들어, 이산화 티타늄(TiO2))이고, 안료 입자의 평균 크기는 약 0.17㎛ 내지 약 0.25㎛이다.
본 발명의 특정 실시예에서, 본 발명의 방법 및 제품에 사용하기에 적합한 잉크 조성물은 본질적으로 알칼리-저항성, 즉 약 8 이상의 pH에 저항성, 약 9 이상의 pH에 저항성, 약 10 이상의 pH에 저항성, 약 11 이상의 pH에 저항성, 특히 약 12보다 높거나 약 13보다 높은 pH에 저항성이다.
본 발명의 특정 실시예에서, 본 발명의 방법 및 제품에 사용하기에 적합한 잉크 조성물 중의 안료는 본질적으로 알칼리-저항성, 즉 약 8 이상의 pH에 저항성, 약 9 이상의 pH에 저항성, 약 10 이상의 pH에 저항성, 약 11 이상의 pH에 저항성, 특히 약 12보다 높거나 약 13보다 높은 pH에 저항성이다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 잉크 중에 존재하는 액체 비히클은 약 15℃ 내지 약 28℃의 실온에서 액체이다. 특정 양태에 따르면, "용매 기반 잉크"는 하나 이상의 유기 용매(또는 여러 가지 유기 용제의 조합)으로 구성된다. 선택적으로, 다른 실시예에 따르면, "수성 잉크"는 수성 용액으로 구성된다.
특정 실시예에 따라, 액체 비히클은 PM(프로필렌글리콜 모노메틸에테르), DPM(디 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르), TPM(트리프로필렌글리콜 모노메틸에테르), PnB(프로필렌글리콜 모노n-부틸에테르 ), DPnB(디프로필렌글리콜 모노부틸에테르), TPNB(트리프로필렌글리콜 모노n-부틸에테르), PnP(프로필렌글리콜 모노프로필에테르), DPnP(디프로필렌글리콜 모노프로필에테르), TPNB- PMA(프로필렌 글리콜 모노메틸에테르아세테이트), Dowanol DB(디에틸렌글리콜 모노부틸에테르) 또는 다른 에틸렌 또는 프로필렌 글리콜에테르(Dow Chemical Company, USA)를 포함한다. 비히클은 둘 이상의 다른 유기 용매의 혼합물일 수 있다. 추가의 특정 실시예에서, 본 발명에서 사용하기에 적합한 잉크 중에 존재하는 액체 비히클 또는 용매는 오일 기반 조성물과 같은 용매계 잉크이다.
특정 실시예에서, 본 발명의 생성물 및 공정에서의 사용에 적합한 용매 계 잉크는 분산제와 함께 적어도 하나의 무기 또는 적어도 하나의 화이트 안료 및 적어도 하나의 용매를 포함한다.
특정 실시예에서, 잉크는 Bykumen(저 분자량 불포화 산성 폴리카르복실산 폴리에스테르의 용액 및 White spirit/Isobutanol= 2/1), Disperbyk-166(안료 친유성기 및 메톡시프로필 아세테이트/부틸아세테이트=1/4를 갖는 고분자량 블록코폴리머, Disperbyk-164(안료 친유성 그룹 및 부틸아세테이트를 갖는 고분자량 블록 코폴리머의 용액), Disperbyk-130(불포화 Disperbyk-182(안료 친유성기를 갖는 고 분자량 블록코폴리머 및 메톡시 프로필 아세테이트/메톡시-프로폭시-프로판올/부틸 아세테이트=4/4/4), Disperbyk-163(폴리카르복실산 및 알킬벤젠/부틸글리콜= 5/자일렌/부틸/아세테이트/메톡시 프로필 아세테이트 중 안료 친 화성 그룹을 갖는 고 분자량 블록코폴리머 3/1/1); Disperbyk-161(안료 친유성기 및 메톡시 프로필아세테이트/부틸아세테이트=6/1을 갖는 고 분자량 블록코폴리머의 용액), Disperbyk-101(장쇄 폴리아민 아미드의 염의용액, 극성 산성에스테르 및 미네랄 스피릿/부틸 글리콜 8/1), BYK-P-104(저 분자량 불포화 폴리카르복실산 폴리머 용액 및 자일렌/디이소부틸케톤 = 6/1)의 Disperbyk-160(안료 친 화성기를 갖는 고 분자량 블록 코폴리머 및 크실렌/부틸아세테이트=9/1), BYK-P-104S(폴리실록산 코폴리머 및 자일렌/디이소부틸 케톤=9/1을 갖는 저 분자량 불포화 폴리카르복실산 폴리머의 용액), Disperbyk-180(산성기를 갖는 블록 코폴리머의 알킬올암모늄 염) BYK-348(폴리에테르 변성 폴리-디메틸-실록산), BYK-346(폴리에테르 변성 폴리-디메틸-실록산(변성 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산)의 용액), Disperbyk-110(산성기를 갖는 코폴리머와 메톡시 프로필 아세테이트/알킬 벤젠=1/디 프로필렌 글리콜 모노메틸 에이트 BYK-306(폴리에테르 변성 폴리디메틸-실록산 및 크실렌/모노 페닐 글리콜+7/2 용액), BYK-381(폴리아크릴릭 코폴리머 및 디프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 용액)(Chemie-BYK, 독일), BYK- BYK-333(폴리에테르 변성 폴리디메틸-실록산), Tego Dispers 650(안료 친 화성 그룹을 갖는 특수 변성 폴리에테르), Tego Dispers 652(지방산 유도체의 농축물), Tego Dispers 650(폴리아크릴레이트 코폴리머 및 알킬벤젠의 용액) Tego Dispers 710(기본 우레탄 코폴리머의 용액).(TegoChemie Service, Germany), Solsperse 43000(물 중 50% 폴리머 분산제), Solsperse 40000(디에탄올아민을 갖는 물 중 84% 폴리머 분산제)(Avecia, UK)과 같은 하나이상의 분산제 및/또는 습윤제를 포함한다. 이들 분산제 중 일부는 용제 기반 및 수성 잉크젯 제형 모두에 적합하고, 용제 기반 또는 수성 잉크 또는 둘 모두에 적합하다.
본 발명에 따른 잉크는 습윤제, 분산제, 소포제, 습윤제, 레올로지 조절제, 결합제로서의 유기폴리머 및 "그린 강도"를 제공하는 고정제(폴리 아크릴레이트 또는 폴리비닐피롤리돈, PVP) 부식 방지제, 합착제, pH 조절제 및 살생물제로부터 전형적으로 선택된 부가적인 구성요소를 포함할 수 있다.
잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 제조하기 위한 본 발명의 방법의 다음 단계는 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 얻기 위해 잉크 인쇄를 건조하는 단계를 포함한다. 잉크를 건조 또는 경화시키는 다른 방법이 있지만, 본 발명에서의 사용에는 무기 안료를 포함하는 공기 건조 가능한 유성 잉크가 바람직하다.
추가의 특정 실시예에서, 본 발명의 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 제조하는 방법은 제 1 코팅 조성물 및/또는 제 2 코팅 조성물의 상기 하나 이상의 경화 층의 상부에 방사 경화성 제 2 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 도포하는 단계를 포함하며, 또는 상기 건조된 잉크 프린트의 상부에 위치할 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 방사 경화성 제 2 코팅 조성물은 방사 경화성인 에틸렌계 불포화 이중 결합을 갖는 하나 이상의 폴리머를 포함한다. 방사 경화성 코팅 조성물로 가능한 폴리머는 원칙적으로 에틸렌성 불포화 이중 결합을 가지며 UV 방사선 또는 전자 빔 방사선에 노출시 라디칼 개시 중합을 겪을 수 있는 임의의 폴리머이다.
잉크젯에 사용되는 한, 아크릴 아미드계 모노머, 메타 아크릴산 모노머,(메트) 아크릴산 모노머, N- 비닐피롤리돈 및 크로톤산과 같은 불포화 이중 결합을 갖는 모노머가 중합성 모노머인것이 바람직하다.
폴리머 내의 에틸렌성 불포화 이중 결합의 함량이 효과적인 가교 결합을 보장하기에 충분하다는 점에 주의해야한다. 에틸렌계 불포화 이중 결합의 함량은 일반적으로 약 0.01 내지 약 1.0 몰/폴리머 100 g,보다 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.8 몰/폴리머 100g의 범위이고, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.6 mol/폴리머 100g이다. 적합한 폴리머는 예를 들어 폴리우레탄 아크릴레이트와 같은 에틸렌 성 불포화 이중 결합을 함유하는 폴리우레탄 유도체이다.
폴리머 이외에, 방사 경화성 코팅 조성물은 약 800g/mol 이하의 분자량을 갖는 다른 화합물을 함유할 수 있고 양이온 또는 자유 라디칼 경로에 의해 중합될 수 있다. 이들 화합물은 일반적으로 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 이중 결합 및/또는 하나의 에폭시 그룹 및 약 800g/몰 이하의 분자량을 가진다. 이러한 화합물은 일반적으로 방사-경화성 제제의 원하는 작업 일관성을 조정하는 역할을 한다. 이는 제제가 물 및/또는 불활성 유기 용제와 같은 다른 희석제를 포함하지 않거나 이들이 단지 종속적인 수준까지만 함유될 경우 특히 중요하다. 따라서, 이러한 화합물은 반응성 희석제라고도 불린다. 방사 경화성 제제에서 폴리머 및 반응성 희석제의 총량을 기준으로 하여 반응성 희석제의 비율은 바람직하게는 약 0 중량% 내지 약 90 중량%의 범위, 가장 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 50 중량%이다.
바람직한 반응성 희석제는 2가 또는 다가 알콜과 아크릴산 및/또는 메타크릴 산의 에스테르화 생성물이다. 이러한 화합물은 일반적으로 폴리아크릴레이트 또는 폴리에테르아크릴레이트로 지칭된다. 헥산디올디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 및 트리메틸올프로판트리아크릴레이트가 특히 바람직하다.
방사 경화성 코팅 조성물은 또한 양이온 중합성기, 특히 에폭시기를 갖는 폴리머를 포함할 수 있다. 이들은 코모노머로서 에틸렌성 불포화 카복실산의 에틸렌 계 불포화 글리시딜에테르 및/또는 글리시딜 에스테르를 함유하는 에틸렌계 불포화 모노머의 코폴리머를 포함한다. 또한 이들은 OH기 함유 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 노볼락과 같은 OH기 함유 폴리머의 글리시딜에테르를 포함한다. 이들은 또한 카르복실산 그룹을 함유하는 폴리머의 글리시딜 에스테르를 포함한다. 양이온 중합성 성분을 갖는 것이 바람직한 경우, 조성물은 양이온 중합성 폴리머 대신 또는 이와 함께, 저분자량, 양이온 중합가능한 화합물, 예를 들어 저분자량의 디- 또는 폴리글리시딜에테르 중량의 디- 또는 폴리올 또는 저분자량의 디- 또는 폴리카르복실 산의 디- 또는 폴리 에스테르를 포함한다.
방사-경화성 조성물은 통상적인 보조제, 예컨대 증점제, 흐름 조절제, 소포제, 자외선 안정제, 유화제, 표면 장력 감소제 및/또는 보호 콜로이드를 포함한다. 적합한 보조제는 코팅 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 실리콘, 특히 폴리에테르 개질된 폴리 디메틸실록산 코폴리머는 우수한 기재 습윤성 및 코팅의 표면 장력 감소에 의한 양호한 분화 방지 성능을 제공하기 위해 표면 첨가제로 사용될 수 있다. 적합한 안정 화제는 옥사닐리드, 트리아진, 벤조트리아졸(시바 가이기(Ciba Geigy)의 티누빈(Tinuvin ™) 등급으로 수득 가능) 및 벤조페논(benzophenones)과 같은 전형적인 UV 흡수제를 포함한다. 이들은 예를 들면
2,2,6,6-테트라 메틸피페리딘 및 2,6-디-tert-부틸피페리딘(HALS 화합물)과 같은 입체적 hindered amines로 예시되는 통상의 자유 라디칼 스케빈저과 조합하여 사용될 수 있다. 안정화제는 일반적으로 제제에 존재하는 중합 성 성분을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 5.0 중량%, 바람직하게는 약 0.3 중량% 내지 약 2.5 중량%의 양으로 사용된다.
본 발명의 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 제조하는 방법은 적용된 방사 경화성 제 2 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 방사 경화시키는 단계를 추가로 포함한다. 코팅 조성물의 방사 경화는 열가소성 또는 열경화성 시스템 내에서의 열 경화, 이중 경화, UV 경화, EB 경화 및 다른 경화 기술에 의한 경화를 포함할 수 있다.
경화가 UV 방사선에 의해 수행되는 경우, 사용되는 제제는 하나 이상의 광개시제를 포함한다.
자유 라디칼 경화 메카니즘(에틸렌계 불포화 이중 결합의 중합) 및 양이온 경화 메카니즘(에틸렌계 불포화 이중 결합의 양이온 중합 또는 에폭시기를 함유하는 화합물의 중합)을 위한 광개시제에 대한 광개시제 사이에는 구별이 이루어져야한다. 광개시제는 전자 빔 경화성 조성물에 필요하지 않다.
자유 라디칼 광중합, 즉 에틸렌성 불포화 이중 결합의 중합을 위한 적합한 광개시제는 4-페닐벤조페논 및 4-클로로벤조페논과 같은 벤조페논 및 벤조페논 유도체, 미클러(Michler) 케톤, 안트론, 1-벤조일사이클로헥세인-1-올과 같은 아세토 페논 유도체, 메틸벤조인 에테르, 에틸벤조인 에테르 및 부틸 벤조인 에테르 등의 벤조인 및 벤조인 에테르, 벤질 디메틸 케탈, 벤질 디메틸 케탈 등의 벤질 케탈, 2메틸-1-[4-(메틸 티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 베타-메틸안트라퀴논 및 tert-부틸안트라퀴논 등의 안트라퀴논 및 그 유도체, 2,4,6- 트리메틸벤조일디페닐 포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드, 에틸-2,4,6-트리메틸 벤조일페닐포스피 네이트 및 비스아실포스핀 옥사이드가 있다.
양이온 성 광중합, 즉 비닐 화합물 또는 에폭시기를 함유하는 화합물의 중합에 적합한 광개시제는 4-메톡시 벤젠디아조늄 헥사플루오로포스페이트, 벤젠디아 조늄 테트라플루오로보레이트 및 톨루엔 디아조늄 테트라 플루오로아세네이트와 같은 아릴디아조늄염, 아릴요오도늄염, 예컨대 디페닐 요오도늄 헥사플루오로 아세 네이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 벤젠-및 톨루엔 술포늄 헥사플루오로포스페이트 및 비스[4- 디 페닐 술 포닐 페닐]술피드비스헥사 플루오로 포스페이트와 같은 아릴술포 늄염, 디페닐 술폰 및 페닐-4-톨릴디술폰과 같은 디 술폰, 디아조디 술폰, 이미도트리플레이트, 벤조인토실레이트, 이소퀴놀리늄염, 예를 들어 N-에톡시이소퀴놀리늄헥사플루오로포스페이트, 페닐피리디늄염, 예컨대 N-에톡시-4-페닐피리디늄헥사플루오로포스페이트, 페코리늄염, 티타노센 및 티타노세니늄 염과 같은 피콜리늄염이다.
상기 언급된 광개시제는 약 0.05 중량% 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 특히 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 사용되며, 방사 경화성 조성물의 중합 가능한 성분을 기준으로 한다.
방사-경화 가능한 코팅 조성물은 예를 들어, 섬유 시멘트 제품에 분무, 트로웰링, 나이프 도포, 브러싱, 롤링 또는 푸어링과 같은 공지의 방법으로 도포될 수 있다.. 또한, 상기 제조가 핫멜트 공정 또는 분말 코팅 공정에 의해 섬유 시멘트 제품에 적용될 수 있음을 또한 고려할 수 있다. 방사 경화성 조성물은 바람직하게는 롤러 코팅에 의해 도포된다. 방사-경화성 조성물은 일반적으로 약 10 내지 약 100㎛, 바람직하게는 약 50 내지 약 80㎛ 범위의 건조 두께를 얻도록 도포된다. 도포는 실온 또는 승온에서 수행할 수 있지만 바람직하게는 100℃ 이상에서 수행할 수 없다.
방사 경화성 코팅 조성물은 일반적으로 약 200 nm 내지 약 600 nm의 파장의 UV 방사선에 노출시킴으로써 경화될 수 있다. UV 소스의 적절한 예는 고압 및 중압 수은, 철, 갈륨 또는 납 증기 램프이다. 예를들어 컴퍼니 IST(Institut fur Strahlungstechnologie)의 CK 또는 CK1 소스와 같은 중압 수은 증기 램프가 특히 바람직하다. 통상 가교 결합에 충분한 방사선 도즈는 약 80 내지 약 3000 mJ/cm2 범위이다. 존재하는 임의의 용매, 특히 물은 예를 들어 약 40℃ 내지 약 80℃ 범위의 온도로 가열 또는 IR 조사에 노출됨으로써 경화 이전의 별도의 건조 단계에서 경화 이전에 건조된다.
전자빔 경화의 경우, 진공 챔버 내부에 텅스텐 필라멘트에 고전압을 인가함으로써 고 에너지 전자(일반적으로 100 내지 350keV)로 조사가 수행되고, 실제 경화 단계는 불활성, 무산소 대기에서 일어난다.
본원에 기술 된 본 발명의 제품 및 공정에 사용되는 방사-경화성 제 2 코팅 조성물은 표면이 손상, 마모 또는 금이 간 경우에도 브러시, 블레이드, 롤러, 분무기(예: 에어 어시스트 또는 에어리스, 정전기), 진공 코팅기, 커튼 코팅기, 홍수 코팅기 또는 표면 위에 도료 배합물의 균일한 분포를 촉진시키는 임의의 적절한 장치를 사용하여, 섬유 시멘트 제품의 외부 표면의 적어도 일부에 적용된다
상기 조성물은 매끄러운 표면, 착색된 표면 또는 텍스쳐링된 표면을 제공하도록 도포될 수 있다. 기판의 일부 또는 전체 표면은 한번에 코팅될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 표면의 전부 또는 일부가 원하는 두께, 광택 및/또는 표면 효과를 얻기 위해 한번 이상 코팅될 수 있다. 페인트 조성물의 양에 의해 수득된 커버리지의 양은 커버될 표면의 의도 및/또는 상태 및 적용된 코팅의 두께에 따라 변할 수 있다.
제 4 양태에서, 본 발명은 상기한 바와 같은 방법에 의해 얻을 수 있는 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 제공하며, 상기 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품은 적어도 외표면의 적어도 일부에:
- 적어도 결합제 및 안료를 포함하는 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화 층, 상기 제 1 코팅 조성물은 약 40% 이상의 안료 부피 농도를 특징으로 한다, 및
제 1 코팅 조성물의 상기 하나 이상의 경화된 층의 상부에 도포된 건식 잉크 프린트를 포함한다.
특정 실시예에서, 전술한 바와 같은 방법을 사용함으로써, 이들 섬유 시멘트 제품은 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화된 층의 상부 및/또는 상기 건조된 잉크 프린트의 상부에 도포된 제 2 코팅 조성물의 하나 이상의 방사 경화된 층을 추가로 포함할 수 있다.
제 5 양태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 섬유 시멘트 제품의 용도 또는 본 발명에 따라 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품의 건축 재료로서의 용도를 제공한다. 이러한 섬유 시멘트 건축 재료는 석고 복합체, 시멘트 복합체, 지오 폴리머 복합체 또는 무기 결합제를 갖는 다른 복합체와 같은 하나 이상의 다른 물질을 포함하는 다공성 물질 일 수 있다. 재료의 표면은 당 업계에 공지된 다양한 공정에 의해 사포, 기계 가공, 압출, 성형 또는 임의의 원하는 형상으로 형성될 수 있다. 섬유 시멘트 건축 자재는 완전히 경화되거나, 부분적으로 경화되거나, 미 경화된 "그린"상태 일 수 있다. 섬유 시멘트 건축 재료는 석고 보드, 섬유 시멘트 보드, 메쉬 또는 연속 섬유로 강화된 섬유 시멘트 보드, 단 섬유로 강화된 석고 보드, 메쉬 또는 연속 섬유, 무기 결합 목재 및 섬유 복합 재료, 지오 폴리머 보세 목재 및 섬유 보드, 콘크리트 루핑 타일 재료 및 섬유-플라스틱 복합 재료를 포함한다.
특정 실시예에서, 본 발명의 섬유 시멘트 제품은 본 발명의 방법에 의해 제조된 섬유 시멘트 시트이며, 내면 및 외벽 모두에 파사드 판, 사이딩 등과 같은 벽이나 외벽을 제공하는데 사용될 수 있다.
사용 예
예시의 목적으로 제공된 하기 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안됨을 이해할 것이다. 비록 본 발명의 단지 몇몇 예시적인 실시예가 상술되었지만, 당업자는 본 발명의 신규한 교시 및 장점으로부터 실질적으로 벗어나지 않고도 예시적인 실시예에서 많은 수정이 가능하다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 이러한 모든 수정은 다음의 청구항 및 그와 동등한 모든 균등물에 정의된 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 또한, 일부 실시예들의 모든 장점을 달성하지 못하는 많은 실시예들이 가능할 수 있지만, 특정 장점이 없더라도 반드시 그러한 실시예가 본 발명의 범위를 벗어나는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1 : 본 발명의 방법에 따른 섬유 시멘트 시트의 제조
섬유 시멘트 시트는 종래의 하치 셰크(Hatschek) 공정에 따라 제조되고 이후 경화된다.
이어서, 시트를 제 1 코팅, 즉 하기 표 1에 열거된 조성을 갖는 화이트 산화 타이타늄 안료를 함유하는 수성 아크릴 코팅으로 코팅한다. 상기 코팅 조성물의 안료 부피 농도는 약 62%이다.
코팅을 건조시켜 경화된다.
% 형태
안료 37.45 티탄산화물
결합제 22.82 순수 아크릴
첨가제 2.18 ---
충전제/증량제 37.55 no
용재(물 포함) ---
합계 100,00
건조한 후, 시트의 코팅된 표면은 하소된 무기 안료(Esmalglass-Itaca; 옐로우(CIK-AM 5118); 오렌지-옐로우 브라운(CIK-MA 5115) 및 블루(CIK-AZ 1114M)을 포함하는 유성 잉크로 잉크젯 인쇄된다. 잉크 프린트는 공기 건조가 허용된다.
마지막으로, 시트의 인쇄된 표면은 UV 경화성 코팅으로 코팅하고 UV 경화된다.
모든 인쇄된 시트상의 관측된 잉크 인쇄 패턴은 매우 선명하고 높은 인쇄 품질, 즉 잉크 번짐, 톱니 모양 가장자리 및 잉크 얼룩이 검출되지 않았다.
마지막으로, 인쇄된 섬유 시멘트 시트는 물리적 및 화학적 특성을 특성화하기 위해 다수의 테스트를 거쳤다.
먼저, 코팅된 시트를 접착 시험(DIN ISO 2409)에 적용하여, 접착 테이프를 코팅된 표면 상에 가압된다. 그 후 테이프는 신속하게(한 번에) 당겨진다. 표 2에 제시된 바와 같이, 코팅의 0%가 테이프에 의해 박리될 수 있음이 관찰된다.
또한, 크로스컷 테스트(cross-cut test)이 수행되고(DIN ISO 2409), 직각 격자 패턴이 코팅 내로 절단되어 기판(즉, 섬유 시멘트 시트의 표면)을 관통한다. 절단된 격자 패턴의 모서리는 완전히 매끄럽고 격자의 스쿼어는 분리되지 않는다(분류 GT0; 표 2 참조).
또한, 시트는 DIN 53 387에 따라 인공 풍화 조건(크세논 램프 사용) 하에서 시험되었다. 시험 후, 인쇄 디자인을 시각적으로 평가하고 시트의 광택을 측정하고 두 매개 변수를 노출되지 않은 샘플과 비교된다. 색상 변색이없고 육안 광택 변화가 없음을 결론지을 수 있다(표 2).
물 침투도 측정된다. 시각적인 워터 마크가 관찰되지 않는다(표 2).
다양한 화학 물질에 대한 코팅된 섬유 시멘트 시트의 내 화학성을 DIN EN 2812-4 : 2007-5에 따라 측정한다. 상기 시트는 시험된 모든 화학 약품에 대해 저항성이 있다.
마지막으로, 습식 내마모성 시험을 DIN EN ISO 11998에 따라 수행하여 약 6.5㎛의 시트 두께 손실(분류 2: 스크 러블)이 나타났다.
상기 결과에 기초하여, 본 발명의 섬유 시멘트 제품은 지금까지의 종래의 섬유 시멘트 제품과는 달리, 잉크젯 인쇄를 행하는 데 특히 적합하다고 결론지을 수 있다. 이것은 본 발명자들이 안료 체적 농도가 40%보다 높은 코팅 조성물을 적용하는 것이 잉크젯 인쇄 중에 가해지는 잉크 방울의 신속한 흡광 및 포착을 가능하게 하도록 이러한 생성물의 외부 표면의 균일성 및 다공성 모두를 상당히 증가시킨다는 것을 발견했다는 사실에 기인한다. 잉크 패턴의 불필요한 잉크 얼룩, 잉크 블리딩(bleeding) 및 톱니 모양의 에지가 방지되고 대신에 최적의 인쇄 품질이 얻어진다.
테스트된 속성 Norm 테스트 지정된 임계 값 결과
부착:
- 테이프 테스트
- 크로스컷 테스트		 DIN EN ISO 2409 테이프 테스트 : <15% 손상;
크로스 컷 테스트 : <GT3 		테이프 테스트 : 0% 손상
크로스 컷 테스트 : GT 0
인공 풍화(Xenon) DIN 53 387 인쇄 디자인을 시각적으로 평가하고 광택을 측정(두 매개 변수 모두 노출되지 않은 샘플과 비교) 4000 시간 후에도 변색 없음 OK
시각 광택도 변하지 않음.
측정 각: 60°/85°
이전 값: 26,3/30,4
이후 값 :24,1/28,5OK
TC 범위 물침투 워터 마크 없음
내 약품성 DIN EN 2812-4 : 2007-5 ----- 거의 모든 시험 화학 물질에 대한 내성
습식 내마모성 DIN EN ISO 11998 ----- 두께 손실 6. 5μm
클래스 2: "스크러블"
1: 섬유 시멘트 제품 2: 경화된 제 1 코팅 조성물
3: 결합제 4: 안료
5: 보이드 6: 잉크 안료
7: 잉크 프린트 8: 방사 경화된 제 2 코팅 조성물

Claims (15)

  1. 섬유 시멘트 제품은 적어도 그 바깥 표면의 적어도 일부 상에 결합제 및 안료를 적어도 포함하는 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화 층을 포함하는 잉크젯 인쇄에 적합한 섬유 시멘트 제품에 있어서, 제 1 코팅 조성물은 약 40% 이상의 안료 부피 농도를 특징으로 하는 섬유 시멘트 제품.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 코팅 조성물은 약 40% 내지 약 70%의 안료 부피 농도를 특징으로 하는 섬유 시멘트 제품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 코팅 조성물에 포함된 상기 안료는 화이트 안료인 것을 특징으로 하는 섬유 시멘트 제품.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합제는 아크릴 폴리머인 것을 특징으로 하는 섬유 시멘트 제품.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 아크릴 폴리머가 스티렌 아크릴, 실록산 아크릴, 에폭시 아크릴, 폴리에스테르 아크릴, 폴리우레아 아크릴 및 우레탄 아크릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 섬유 시멘트 제품.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 시멘트 제품의 제조 방법에 있어서,
    - 섬유 시멘트 제품을 제공하고,
    - 상기 섬유 시멘트의 외부 표면의 적어도 일부에 적어도 결합제 및 안료를 포함하는 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 도포하고, 상기 제 1 코팅 조성물은 약 40 중량%의 안료 부피 농도를 가지고, 및
    - 잉크젯 인쇄에 적합한 섬유 시멘트 제품을 얻도록 상기 제 1 코팅 조성물의 상기 하나 이상의 층을 경화시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유 시멘트 제품의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 코팅 조성물은 약 40% 내지 약 70%의 안료 부피 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 결합제가 아크릴 폴리머인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 아크릴 폴리머가 스티렌 아크릴, 실록산 아크릴, 에폭시 아크릴, 폴리 에스테르 아크릴, 폴리 우레아 아크릴 및 우레탄 아크릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품의 제조 방법에 있어서,
    제 1 항에 정의되고 제 6 항에 정의된 바와 같은 방법에 의해 얻을 수 있는 섬유 시멘트 제품을 제공하고;
    잉크젯 프린터에 의해 상기 제 1 코팅 조성물의 상기 하나 이상의 경화된 층 상부에 잉크 프린트를 적용하고, 및
    - 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품을 얻도록 상기 잉크 프린트를 건조시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 잉크 프린트는 적어도 하나의 무기 안료를 포함하는 잉크를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    - 방사-경화성 제 2 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 제 1 코팅 조성물의 상기 하나 이상의 경화 층의 상부 및/또는 상기 건조된 잉크 프린트의 상부에 도포하는 단계; 및
    - 방사-경화성 제 2 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 방사 경화시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 정의된 제조 방버에 의해 얻을 수 있는 잉크제 인쇄된 섬유 시멘트 제품에 있어서,
    잉크젯 인쇄된 섬유 시멘트 제품이 적어도 그 외부 표면의 적어도 일부 상에:
    - 적어도 결합제 및 안료를 포함하는 제 1 코팅 조성물의 하나 이상의 경화 층, 상기 제 1 코팅 조성물은 약 40% 이상의 안료 부피 농도를 가지고, 및
    - 제 1 코팅 조성물의 상기 하나 이상의 경화된 층의 상부에 도포된 건식 잉크 프린트를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 시멘트 제품.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 잉크 프린트는 적어도 하나의 무기 안료를 포함하는 잉크를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유 시멘트 제품.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 제 1 코팅 조성물의 상기 하나 이상의 경화된 층의 상부 및/또는 건조된 잉크 프린트 상부에 도포된 제 2 코팅 조성물의 하나 이상의 방사 경화된 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 시멘트 제품.
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