KR20220042203A - 사출 성형에 의한 삽입물의 금형내 코팅 - Google Patents

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제시 맥캔나
마크 에이. 예거
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코베스트로 엘엘씨
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Abstract

두 개 이상의 플라스틱 성형 부품 및 코팅을 포함하는 금형내 캡슐화 구조물 및 그의 제조 방법이 개시되며, 여기서 캡슐화 구조물이 축을 중심으로 360° 회전될 때, 코팅이 그러한 축을 중심으로 임의의 각도로 성형 부품의 외부 표면의 일부분에 도포된 것으로 관찰될 수 있다. 실시양태에서, 성형 부품은 폴리카르보네이트를 포함하고, 코팅 조성물은 이소시아네이트 반응성 기 및 폴리이소시아네이트를 포함한다. 플라스틱 성형 부품은 임의의 다른 접착제 또는 구조물에 의해서가 아니라 코팅에 의해서만 함께 유지되지만, 캡슐화 구조물은 코팅이 도포되지 않은 영역을 포함할 수 있다.

Description

사출 성형에 의한 삽입물의 금형내 코팅
본 개시내용은 다수의 성형 부품의 금형내 캡슐화를 위한 방법, 및 그로부터 형성된 생성물에 관한 것이다.
2-성분 폴리우레탄 형성 조성물은 그것이 나타낼 수 있는 많은 유리한 성질 덕분에 널리 사용되고 있다. 이들 경화성 조성물은 일반적으로 액체 결합제 성분 및 액체 경화제/가교제 성분을 포함한다. 액체 결합제 성분은 이소시아네이트-반응성 성분, 예컨대 폴리올을 포함할 수 있고, 액체 가교제 성분은 폴리이소시아네이트를 포함할 수 있다. 주위 조건에서 일어날 수 있는, 폴리이소시아네이트와 이소시아네이트-반응성 성분의 부가 반응에 의해, 코팅 필름을 형성하는 가교된 폴리우레탄 망상구조가 형성된다. 폴리우레탄 코팅은 매우 다양한 응용분야에서 사용되며, 상기 응용분야 중 하나는 종종 "금형내(In-Mold)" 코팅이라고 지칭된다.
금형내 코팅 응용분야에서, 코팅 필름은 기재의 표면 상에 성형된다. 다중-공동 금속 금형을 이용하는 금형내 코팅 방법에서, 금형의 하나의 공동에서 성형 플라스틱 부품이 형성되고 성형 플라스틱 부품은 금형의 제2 공동 내로 도입되며, 상기 제2 공동 내로 코팅 필름이 사출된다. 그러나, 이러한 공정에 의해서는 성형 플라스틱 부품이 둘러싸이거나 캡슐화되지 않는다.
플라스틱 부품을 둘러싸거나 캡슐화하기 위한 코팅을 도포하려면, 부품을 액체에 침지한 후에 액체를 부품 상에서 고체 코팅으로서 경화시킨다. 그러나, 이러한 공정은 부품 상에 실제로 도포되는 코팅 물질의 양보다 훨씬 더 많은 코팅 물질을 필요로 한다. 더욱이, 상기 공정은 액체 상태를 유지하지만 침지조로부터 제거될 때 응고될 수 있는 특정한 코팅에만 사용될 수 있다.
요약
본원에서는, 제1 플라스틱 성형 부품을 금형의 공동 내로 도입시키고; 제2 플라스틱 성형 부품을 공동 내로 도입시키고, 여기서 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품은 외부 표면을 갖는 조립체를 형성하도록 함께 끼워지고; 코팅 조성물을 공동 내로 도입시키고; 조립체의 외부 표면 상의 코팅을 경화시키는 것을 포함하는, 금형내 코팅을 위한 방법이 개시되며, 여기서 코팅은 조립체의 외부 표면과 공동 사이에 위치된 간극에서 유동하고, 여기서 코팅은 조립체의 외부 표면 주위에서 360° 유동하여, 코팅된 조립체가 축을 중심으로 360° 회전될 때, 코팅이 그러한 축을 중심으로 임의의 각도로 조립체의 외부 표면의 일부분에 도포된 것으로 관찰될 수 있다.
또한 본원에서는, 제1 플라스틱 성형 부품; 제2 플라스틱 성형 부품 - 여기서 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품은 외부 표면을 갖는 조립체를 형성하도록 함께 끼워짐 -; 조립체의 외부 표면 상에 위치된, 경화된 코팅을 포함하는 캡슐화 구조물(encapsulation)이 개시되며, 여기서 코팅은 조립체의 외부 표면 주위에서 360° 유동하여, 코팅된 조립체가 축을 중심으로 360° 회전될 때, 코팅이 그러한 축을 중심으로 임의의 각도로 조립체의 외부 표면의 일부분에 도포된 것으로 관찰될 수 있고, 여기서 상기 캡슐화 구조물은 임의의 다른 접착제 또는 구조물을 포함하지 않는다.
한 실시양태에서, 제1 플라스틱 성형 부품은 폴리카르보네이트를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 제2 플라스틱 성형 부품은 폴리카르보네이트를 포함한다.
추가의 또 다른 실시양태에서, 코팅 조성물은 (i) 이소시아네이트-반응성 기(들)를 포함하는 중합체를 포함하는 제1 중합체 성분 및 (ii) 폴리이소시아네이트를 포함하는 제2 중합체 성분을 포함한다. 임의로, 제1 중합체 성분은 폴리에테르 폴리올 또는 폴리카르보네이트 폴리올이다. 더욱이, 제2 중합체 성분은 디이소시아네이트일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 제2 중합체 성분은 폴리이소시아누레이트를 포함한다. 그 밖의 또 다른 실시양태에서, 제2 중합체 성분은 뷰렛 기를 포함한다.
아직 개시되지 않은 또 다른 실시양태에서, 코팅 조성물은 내부 이형제를 추가로 포함한다. 기타 실시양태에서, 제1 플라스틱 성형 부품 및 제2 플라스틱 성형 부품은 하나 이상의 노치(notch)를 포함한다. 또 다르게는, 조립체의 외부 표면은 코팅되지 않은 하나 이상의 부분 및 코팅된 하나 이상의 다른 부분을 포함한다.
기타 실시양태에서, 제1 플라스틱 성형 부품 및 제2 플라스틱 성형 부품은 임의의 다른 접착제 또는 구조물에 의해서가 아니라 경화된 코팅에 의해서만 함께 유지된다.
실시양태로서 고려되는 특허대상은 명세서의 말미에 있는 청구범위에서 구체적으로 지정되고 명확하게 청구된다. 실시양태의 상기 및 다른 특징, 및 이점은 첨부된 도면과 함께 제공된 하기 상세한 설명을 통해 명백하게 인지될 것이다:
도 1은 제1 성형 부품의 정면도이고;
도 2는 도 1의 제1 성형 부품의 배면도이고;
도 3은 제2 성형 부품의 정면도이고;
도 4는 도 3의 제2 성형 부품의 배면도이고;
도 5는 두 개의 성형 부품으로 이루어진 캡슐화 구조물의 정면도이고;
도 6은 도 5의 캡슐화 구조물의 배면도이고;
도 7은 두 개의 성형 부품으로 이루어진 캡슐화 구조물을 생성하기 위한 도구의 투시도이고;
도 8은 커버가 제거된 상태의 도 7에 도시된 도구의 투시도이고;
도 9는 커버가 제거된 상태의 도 7의 도구를 도시하는, 도 8과 반대 방향의 시점에서 그려진 또 다른 투시도이다.
상세한 설명
개시된 생성물 및 방법의 구조, 기능, 작동, 제조 및 용도에 대한 전반적인 이해를 제공하기 위해, 다양한 예가 본원에 설명되고 예시된다. 본원에 설명되고 예시된 다양한 예는 비-제한적이며 대략적이다. 따라서, 본 발명은 본원에 개시된 다양한 비-제한적이며 대략적인 예의 설명에 의해 제한되지 않는다. 더 정확히 말하자면, 본 발명은 청구범위에 의해서만 한정된다. 다양한 예와 관련하여 예시되고/거나 설명된 특징 및 특성은 다른 예의 특징 및 특성과 조합될 수 있다. 이러한 개정 및 변경은 본 명세서의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 따라서, 청구범위는 본 명세서에 명시적으로 또는 본질적으로 설명되거나 달리 명시적으로 또는 본질적으로 뒷받침된 임의의 특징 또는 특성을 인용하도록 수정될 수 있다. 추가로, 출원인은 선행 기술에 존재할 수 있는 특징 또는 특성을 적극적으로 포기하기 위해 청구범위를 수정할 권리를 갖는다. 그러므로, 임의의 이러한 수정 사항은 35 U.S.C. § 112 및 35 U.S.C. § 132(a)의 요건을 준수한다. 본 명세서에 개시되고 설명된 다양한 실시양태는 본원에 다양하게 설명된 바와 같은 특징 및 특성을 포함할 수 있거나, 그로 이루어질 수 있거나, 그로 본질적으로 이루어질 수 있다.
본원에 기재된 임의의 특허, 간행물, 또는 다른 개시 자료는, 달리 지적되지 않는 한, 그 전문이 본원에 참조로 포함되지만, 이는 이러한 포함된 자료가 본 명세서에 명시적으로 제시된 기존의 정의, 진술 또는 다른 개시 자료와 상충하지 않는 범위 내에서만 가능하다. 따라서, 필요한 범위 내에서, 본 명세서에 제시된 바와 같은 명시적인 개시 내용은 본원에 참조로 포함된 상충하는 임의의 자료를 대체한다. 본원에 제시된 기존의 정의, 진술 또는 다른 개시 자료와 상충하는, 본 명세서에 참조로 포함된다고 언급된 임의의 자료 또는 그의 일부분은, 그러한 포함된 자료와 기존의 개시 자료 사이에 상충이 일어나지 않는 범위 내에서만 포함된다. 출원인은 본원에 참조로 포함된 임의의 특허대상 또는 그의 일부분을 명시적으로 인용하기 위해 본 명세서를 수정할 권리를 갖는다.
명세서 전체에 걸쳐 "다양한 측면", "일부 측면", "하나의 측면" 또는 "한 측면"에 대한 언급, "예"와 관련된 유사한 언어 등은, 예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 측면에서 포함됨을 의미한다. 따라서, 명세서 전체에 걸쳐 문구 "다양한 측면에서", "일부 측면에서", "하나의 측면에서" 또는 "한 측면에서", "예"와 관련된 유사한 언어 등의 출현은 모두 동일한 측면을 가리킬 필요는 없다. 더욱이, 특정한 특징, 구조, 또는 특성은 하나 이상의 측면에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다. 따라서, 하나의 예 또는 측면과 관련하여 예시되거나 설명된 특정한 특징, 구조, 또는 특성은, 전체적으로 또는 부분적으로, 하나 이상의 다른 예 또는 측면의 특징, 구조, 또는 특성과 제한 없이 조합될 수 있다. 이러한 개정 및 변경은 본 측면의 범위 내에 포함되도록 의도된다.
본 명세서에서, 달리 지적되지 않는 한, 모든 수치적 매개변수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 시작되고 수식되는 것으로 이해되어야 하며, 여기서 수치적 매개변수는 매개변수의 수치적 값을 결정하는 데 사용된 기본 측정 기법의 본질적인 가변 특성을 갖는다. 본원에 설명된 각각의 수치적 매개변수는, 적어도 청구범위에 대한 등가 원칙의 적용을 제한하려는 시도가 아니며, 적어도, 보고된 유효 자릿수의 관점에서 통상적인 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다.
본원에 사용된 바와 같이, "중합체"는 예비중합체, 올리고머, 및 단독중합체 및 공중합체 둘 다를 포함하며; 이러한 문맥에서 접두사 "폴리"는 둘 이상을 의미한다. 본원에 사용된 바와 같이, "분자량"은, 중합체와 관련하여 사용되는 경우에, 달리 명시되지 않는 한, 수 평균 분자량 ("Mn")을 의미한다. 본원에 사용된 바와 같이, 관능기를 함유하는 중합체, 예컨대 폴리올의 Mn은, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지된 바와 같은 말단-기 분석에 의해 결정된 히드록실가와 같은 관능기의 개수로부터 계산될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "지방족"은 구성 탄소 원자의 치환되거나 치환되지 않은 직쇄, 분지쇄 및/또는 시클릭 쇄 배열에 의해 특성화되는 유기 화합물을 의미한다. 지방족 화합물은 방향족 고리를 그의 분자 구조의 일부로서 함유하지 않는다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "시클로지방족"은 폐쇄된 고리 구조 내의 탄소 원자의 배열에 의해 특성화되는 유기 화합물을 의미한다. 시클로지방족 화합물은 방향족 고리를 그의 분자 구조의 일부로서 함유하지 않는다. 그러므로, 시클로지방족 화합물은 지방족 화합물의 부분집합이다. 그러므로, 용어 "지방족"은 지방족 화합물 및/또는 시클로지방족 화합물을 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, "디이소시아네이트"는 두 개의 이소시아네이트 기를 함유하는 화합물을 의미한다. 본원에 사용된 바와 같이, "폴리이소시아네이트"는 두 개 이상의 이소시아네이트 기를 함유하는 화합물을 의미한다. 따라서, 디이소시아네이트는 폴리이소시아네이트의 부분집합이다.
본원에 사용된 바와 같이, "캡슐화 구조물"은, 부품(들)이 적어도 하나의 축을 중심으로 360° 회전될 때 코팅이 하나의 부품 또는 다수의 부품을 둘러싼 것을 의미한다. 그러나, 캡슐화 구조물은 코팅되지 않은 영역을 포함될 수 있으며, 단, 이러한 영역 외부에 있는 코팅은 하나의 축을 중심으로 관찰 시 상기 영역에 연결되고 여전히 도달한다.
다수의 성형 부품으로 이루어진 캡슐화 구조물은, 두 개 이상의 성형 부품, 및 성형 부품의 표면 상에 성형된 코팅을 포함한다. 두 개의 성형 부품을 갖는 실시양태가 본원에 설명되어 있지만, 이러한 부품들은 조립체를 형성하기 위해 함께 끼워지도록 만들어지고, 조립체는, 세 개, 네 개, 다섯 개, 여섯 개, 일곱 개 또는 여덟 개의 부품으로 구성된 조립체를 포함하여, 함께 끼워지도록 만들어진 두 개 초과의 부품을 포함할 수 있음을 이해하도록 한다.
성형 부품은, 예를 들어, 사출 성형, 사출 압축 성형, 압축 성형, 반응 사출 성형 (RIM) 및/또는 발포에 의해 형성될 수 있다. 열가소성 및 열경화성 플라스틱이 재료로서 사용될 수 있으며, 그 구체적인 예는 폴리카르보네이트 (PC), 폴리에스테르, 예컨대 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리아미드 (PA), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리스티렌 (PS), 폴리(아크릴로니트릴-코-부타디엔-코-스티렌) (ABS), 폴리(아크릴로니트릴-코-스티렌-코-아크릴산에스테르) (ASA), 폴리(스티렌-아크릴로니트릴) (SAN), 폴리옥시메틸렌 (POM), 시클릭 폴리올레핀 (COC), 폴리페닐렌옥시드 (PPO), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리페닐렌술피드 (PPS), 폴리우레탄 (PUR), 에폭시 수지 (EP), 폴리비닐클로라이드 (PVC) 및 그의 블렌드를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 성형 부품은 기기가 수용할 수 있는 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다.
성형 부품의 형성은 열가소성 플라스틱을 이용하는 사출 성형 공정에 의해 수행될 수 있다. 적합한 열가소성 플라스틱은 폴리카르보네이트 (PC), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리아미드 (PA), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리스티렌 (PS), 폴리(아크릴로니트릴-코-부타디엔-코-스티렌) (ABS), 폴리(아크릴로니트릴-코-스티렌-코-아크릴산에스테르) (ASA), 폴리(스티렌-아크릴로니트릴) (SAN), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리옥시메틸렌 (POM), 시클릭 폴리올레핀 (COC), 폴리페닐렌옥시드/폴리아미드 (PPO/PA) 또는 폴리페닐렌옥시드/폴리스티렌 PPO/PS 블렌드, 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA), 폴리페닐렌술피드 (PPS), 열가소성 폴리우레탄 (TPU), 에폭시 수지 (EP), 폴리비닐클로라이드 (PVC) 및 그의 블렌드를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 특정한 측면에서, 열가소성 플라스틱은 PC/ABS 블렌드, 예컨대 코베스트로 아게(Covestro AG)로부터의 베이블렌드(BAYBLEND) T85 SG를 포함한다.
한 측면에서, 다수의 부품은 노치를 갖는 개구 등의 사용에 의해 함께 끼워져서, 캡슐화 전에 부품들이 미끄러져서 제자리를 이탈할 위험을 줄인다. 또 다른 측면에서, 부품들이 접촉하는 표면에는 접착제 또는 다른 물질이 도포되지 않는다. 이러한 실시양태에서, 다수의 부품을 둘러싸는 코팅이 부품들을 함께 결합시키는 유일한 물질이다.
특정 측면에 따르면, 다수의 성형 부품의 형성 후에, 금형이 개방되고 기재가 코팅 금형 공동 내로 이송됨으로써, 부품은 동일한 금형의 제2 공동 내로 도입될 수 있다. 부품의 이송은 임의의 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다. 적합한 방법의 예는, 회전 테이블, 돌림판, 슬라이딩 공동 및 인덱스 플레이트를 사용한 이송뿐만 아니라, 기재를 금형의 코어 상에 보유시키는 유사한 방법을 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 이송을 위해 기재가 코어 상에 보유되는 예에서, 추가의 장점으로서, 기재의 위치가 이송 후에 정확하게 한정될 수 있다. 특정한 측면에서, 기재는, 예를 들어, 취급 시스템에 의해, 하나의 공동으로부터 제거되고, 또 다른 공동 내로 넣어진다.
본 개시내용의 특정한 측면에 따르면, 기재의 표면을 코팅하기 위해, 경화성 조성물이 기재를 보유하는 코팅 금형 공동 내로 도입된다. 특정한 측면에서 이용되는 경화성 조성물은 (i) 이소시아네이트-반응성 기(들)를 포함하는 중합체를 포함하는 제1 중합체 성분; 및 (ii) 폴리이소시아네이트를 포함하는 제2 중합체 성분을 포함한다. 특정한 측면에서, 경화성 조성물은 높은 고체 함량의 조성물일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "높은 고체 함량의 조성물"은 경화성 조성물이 경화성 조성물의 총중량을 기준으로 15 중량 퍼센트 이하의 휘발성 물질, 예컨대 유기 용매, 물 등을 포함함을 의미한다. 특정한 측면에서, 경화성 조성물은 10 중량 퍼센트 이하의 휘발성 물질, 예컨대, 예를 들어 2 중량 퍼센트 이하의 휘발성 물질 또는 1 중량 퍼센트 이하의 휘발성 물질을 포함한다. 특정한 측면에서, 경화성 조성물은 비교적 낮은 점도를 갖는 100 퍼센트 고체 함량의 조성물일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "비교적 낮은 점도"는, 써모 하케 게엠베하(Thermo Haake GmbH)의 회전 점도계인 비스코 테스터(VISCO TESTER) 550을 사용하여, DIN EN ISO 3219/A3에 따라 측정 시 23℃에서 12,000 mPa·s 이하의 점도 또는 ASTM D5125에 따라 측정 시 72℉에서 12,000 cps 이하의 점도 및 15.4-16.6 퍼센트의 히드록실 함량 (DIN 53 240/2 또는 ASTM 7253에 따라 측정됨)을 의미한다.
이소시아네이트-반응성 기를 포함하는 적합한 중합체는, 특히, 예를 들어, 중합체 폴리올, 예컨대, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 및/또는 폴리카르보네이트 폴리올을 포함한다.
적합한 폴리에테르 폴리올은, 예를 들어, 100 내지 4,000 g/mol의 Mn을 갖는 것들을 포함한다. 반복 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드 단위체로부터 형성된 폴리에테르 폴리올, 예컨대 35 내지 100 퍼센트의 프로필렌 옥시드 단위체, 예컨대 50 내지 100 퍼센트의 프로필렌 옥시드 단위체의 함량을 갖는 것들이 때때로 사용된다. 이들은 에틸렌 옥시드와 프로필렌 옥시드의 랜덤 공중합체, 구배 공중합체 또는 교대 또는 블록 공중합체일 수 있다. 반복 프로필렌 옥시드 및/또는 에틸렌 옥시드 단위체로부터 유도된 적합한 폴리에테르 폴리올은 상업적으로 입수 가능하며, 예를 들어, 예를 들어 미국 펜실베이니아주 피츠버그 소재의 코베스트로 엘엘씨로부터 입수 가능한 것들 (예컨대, 예를 들어 데스모펜(DESMOPHEN) 3600Z, 데스모펜 1900U, 아클라임(ACCLAIM) 폴리올 2200, 아클라임 폴리올 40001, 아르콜(ARCOL) 폴리올 1004, 아르콜 폴리올 1010, 아르콜 폴리올 1030, 아르콜 폴리올 1070, 베이콜(BAYCOLL) BD 1110, 베이필(BAYFILL) VPPU 0789, 베이갈(BAYGAL) K55, PET1004, 폴리에테르(POLYETHER) S180)을 포함한다.
특정한 측면에서, 중합체 폴리올은 폴리에스테르 폴리올, 예컨대 200 내지 4,500 g/mol의 Mn을 갖는 것들을 포함한다. 특정한 측면에서, 폴리에스테르 폴리올은 23℃에서 700 내지 50,000 mPa·s의 점도 및 200 내지 800 mg KOH/g의 히드록실가를 갖는다. 특정한 측면에서, 폴리에스테르 폴리올은 2 초과, 예컨대 3 이상의 평균 히드록실 관능가, 및 350 내지 700 mg KOH/g, 예컨대 450 내지 600 mg/KOH/g의 평균 히드록실가 및 23℃에서 1000 내지 30000 mPa·s의 점도를 갖는 방향족 카르복실산 폴리에스테르를 기재로 할 수 있다. 적합한 폴리에스테르 폴리올은, 이해될 바와 같이, 다가 알콜을 화학량론적 양의 다가 카르복실산, 카르복실산 무수물, 락톤, 또는 C1-C4 알콜의 폴리카르복실산 에스테르와 반응시킴으로서 제조될 수 있다.
폴리에스테르 폴리올은, 임의로 하나 이상의 지방족 또는 시클로지방족 다가 카르복실산 또는 그의 유도체와의 혼합물 형태의, 방향족 다가 카르복실산 또는 그의 무수물, 에스테르 유도체, ε-카프로락톤 중 하나 이상으로부터 유도될 수 있다.
특정한 측면에서, 중합체 폴리올은 지방족 폴리카르보네이트 폴리올, 예컨대 폴리카르보네이트 디올, 예컨대 200 내지 5000 그램/몰, 예컨대 150 내지 4,500 그램/몰, 300 내지 2000 그램/몰, 300 내지 2,500 그램/몰 또는 400 내지 1000 그램/몰의 Mn, 및 1.5 내지 5, 예컨대 1.7 내지 3 또는 1.9 내지 2.5의 히드록실 관능가를 갖는 것들을 포함한다. 또한 이러한 폴리카르보네이트 폴리올은, 특정한 측면에서, 써모 하케 게엠베하의 회전 점도계인 비스코 테스터 550을 사용하여, DIN EN ISO 3219/A3에 따라 측정 시 23℃에서 2000 내지 30,000 mPa·s, 예컨대 2500 내지 16000 mPa·s 또는 3000 내지 5000 mPa·s의 점도, 15.4-16.6 퍼센트의 히드록실 함량 (DIN 53 240/2에 따라 측정됨), 및/또는 관련 기술분야에서 충분히 이해되는 바와 같은 말단-기 분석에 의해 측정 시 40 내지 300 mg KOH/그램, 예컨대 50 내지 200 mg KOH/그램 또는 100 내지 200 mg KOH/그램의 히드록실가를 가질 수 있다.
이소시아네이트-반응성 기를 포함하는 중합체는 (i) 폴리에스테르 폴리올, 예컨대 분지형 폴리에스테르 폴리올, 및 (ii) 폴리카르보네이트 폴리올, 예컨대 폴리카르보네이트 디올, 예컨대 폴리카르보네이트 폴리에스테르 디올, 예컨대 1,6-헥산디올 및 ε-카프로락톤을 기재로 하는 것들을 포함할 수 있다. 특정한 측면에서, 경화성 조성물 중 (i) 및 (ii)의 중량비는 1:10 내지 10:1, 예컨대 1:5 내지 5:1, 1:4 내지 4:1, 1:3 내지 3:1, 1:2 내지 2:1의 범위일 수 있거나, 일부 경우에, 그것은 1:1이다. 특정한 측면에서, 이소시아네이트-반응성 기를 포함하는 중합체 (또는 상기에 설명된 바와 같은 둘 이상의 이러한 중합체의 혼합물)는 23℃에서의 비교적 낮은 점도 (DIN EN ISO 3219/A.3에 따라 측정됨), 예컨대 10,000 mPa·s 이하, 또는, 일부 경우에, 9,000 mPa·s 이하 또는 8,000 mPa·s 이하를 갖는 것으로 선택된다.
특정한 예에서, 경화성 조성물은 폴리이소시아네이트를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 폴리이소시아네이트는 방향족, 아르지방족, 지방족 또는 시클로지방족 디- 및/또는 폴리이소시아네이트 및 그의 혼합물을 포함한다. 특정한 측면에서, 폴리이소시아네이트는 화학식 R(NCO)2의 디이소시아네이트를 포함할 수 있고, 여기서 R은 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소 잔기, 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 시클로지방족 탄화수소 잔기, 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 방향족 탄화수소 잔기, 또는 7 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 아르지방족 탄화수소 잔기를 나타낸다. 적합한 디이소시아네이트의 구체적인 예는, 예를 들어, 크실릴렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아네이토부탄, 1,12-디이소시아네이토도데칸, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,3,3-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실 디이소시아네이트, 1-디이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산-(이소포론 디이소시아네이트), 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트, 2,4'- 또는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디메틸메탄 디이소시아네이트, α,α,α',α'-테트라메틸-m- 또는 -p-크실릴렌 디이소시아네이트, 및 트리페닐메탄 4,4',4"-트리이소시아네이트뿐만 아니라 그의 혼합물을 포함한다. 또한 단량체 트리이소시아네이트, 예컨대 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥타메틸렌 디이소시아네이트가 적합하다.
이소시아누레이트, 이미노옥사디아진 디온, 우레탄, 뷰렛, 알로파네이트, 우레트디온 및/또는 카르보디이미드 기를 함유하는 폴리이소시아네이트 부가물이 본 개시내용의 경화성 조성물에 사용하기에 또한 적합하다. 이러한 폴리이소시아네이트는 3 이상의 이소시아네이트 관능가를 가질 수 있고, 예를 들어, 디이소시아네이트의 삼량체화 또는 올리고머화에 의해, 또는 디이소시아네이트와 히드록실 또는 아민 기를 함유하는 다관능성 화합물의 반응에 의해 제조될 수 있다. 폴리이소시아네이트는, 예를 들어, 헥사메틸렌 디이소시아네이트일 수 있다.
특정한 예에서, 경화성 조성물은, 써모 하케 게엠베하의 회전 점도계인 비스코 테스터 550을 사용하여, DIN EN ISO 3219/A3에 따라 측정 시 23℃ 및 100 퍼센트의 고체 함량에서 2000 mPa·s 미만, 예컨대 1500 mPa·s 미만, 일부 경우에, 800 내지 1400 mPa·s의 점도; 8.0 내지 27.0 중량 퍼센트, 예컨대 14.0-24.0 중량 퍼센트 또는 22.5-23.5 중량 퍼센트의 이소시아네이트 기 함량 (DIN EN ISO 11909에 따름); 2.0 내지 6.0, 예컨대 2.3 내지 5.0 또는 2.8 내지 3.2의 계산된 NCO 관능가; 및 1 중량 퍼센트 미만, 예컨대 0.5 중량 퍼센트 미만의 단량체 디이소시아네이트 함량을 갖는 낮은 점도의 폴리이소시아네이트를 포함할 수 있다.
이들 폴리이소시아네이트의 예는 이소시아누레이트 기-함유 폴리이소시아네이트를 포함한다. 시클릭 및/또는 선형 폴리이소시아네이트 분자가 사용될 수 있다. 개선된 내후성 및 저감된 황변을 위해 이소시아네이트 성분의 폴리이소시아네이트(들)는 지방족일 수 있다.
특정한 측면에서, 폴리이소시아네이트는 뷰렛 기를 함유하는 폴리이소시아네이트, 예컨대 코베스트로 아게로부터 상품명 데스모두르(DESMODUR) N-100으로서 입수 가능한 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI)의 뷰렛 부가물, 이소시아누레이트 기를 함유하는 폴리이소시아네이트, 예컨대 코베스트로 아게로부터 상품명 데스모두르 N-3300으로서 입수 가능한 것들, 및/또는 우레탄 기, 우레트디온 기, 카르보디이미드 기, 알로파네이트 기 등을 함유하는 폴리이소시아네이트를 포함하거나, 또는 일부 측면에서, 그로 본질적으로 이루어질 수 있거나, 또는 그로 이루어질 수 있다.
폴리이소시아네이트와 히드록시 기-함유 물질의 예비-반응은 폴리이소시아네이트 단독보다 더 높은 분자량 및 더 낮은 이소시아네이트 함량을 갖는 개질된 폴리이소시아네이트를 초래할 수 있다. 이는 종종 개질된 폴리이소시아네이트의 더 높은 점도로 이어질 수 있다. 개질된 폴리이소시아네이트는 낮은 점도, 예컨대 25℃ 내지 70℃의 범위의 온도에서 약 10,000 cps 미만, 예컨대 5,000 cps 미만, 또는 일부 경우에, 4,000 cps 미만의 브룩필드(Brookfield) 점도를 갖는 것이 종종 바람직하다. 예시적인 폴리이소시아네이트는, 25℃에서 800-1400 mPa·s의 점도를 갖는, 코베스트로 아게로부터 상표 데스모두르 N-3600으로서 상업적으로 입수 가능한 것들을 포함한다.
특정한 측면에서, 경화성 조성물의 형성에 있어서, 이소시아네이트-반응성 기를 포함하는 중합체(들), 예컨대 본원에 언급된 폴리올(들) 및 폴리이소시아네이트(들)는 경화성 조성물이 0.8 내지 3.0:1, 예컨대 0.8 내지 2.0:1, 및, 일부 측면에서, 1 내지 1.8:1 또는 1 내지 1.5:1의 이소시아네이트 기 대 이소시아네이트-반응성 기의 비를 갖도록 하는 상대적인 양으로 조합될 수 있다. 특정한 측면에서, 이러한 비는 1.2 초과:1, 예컨대 적어도 1.3:1 및/또는 최대 1.4:1일 수 있다.
사용되는 경화성 조성물은 이소시아네이트-반응성 기, 예컨대 히드록실 기와 이소시아네이트 기 사이의 반응을 위한 촉매를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 촉매는 아민 촉매, 예컨대 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데스-7-엔 (DBU), 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 (DABCO) 또는 트리에탄올아민, 및 루이스 산 화합물, 예컨대 디부틸틴 디라우레이트, 옥토산납, 옥토산주석, 티타늄 및 지르코늄 착물, 카드뮴 화합물, 비스무트 화합물, 예컨대 비스무트 네오데카노에이트 및 철 화합물이지만 이로 제한되지 않는 금속성 및 비금속성 촉매를 포함한다. 특정한 측면에서, 촉매는 경화성 조성물의 총 고체 함량을 기준으로 1.0 중량 퍼센트 이하의 양으로 경화성 조성물에 존재할 수 있다.
특정한 예에서, 경화성 조성물은 내부 이형제, 예컨대 실리콘을 포함할 수 있어서, 경화된 코팅을 코팅 금형 공동으로부터 빼내는 것을 용이하게 할 수 있다.
내부 이형제가 존재하는 경우에, 내부 이형제는 경화성 조성물의 총중량을 기준으로 0.1 내지 5 중량 퍼센트의 양으로 경화성 조성물에 포함될 수 있고, 특정한 예에서, 0.1 내지 1.0 중량 퍼센트의 양으로 존재할 수 있다. 특정한 측면에서, 내부 이형제는 라메-하르트(Rame-Hart) 측각기를 사용하여 측정 시 (극성 및 분산성 성분을 포함한 총 고체 표면 에너지가 오웬스 웬트(Owens Wendt) 절차에 따른 전진 각도를 사용하여 계산되고, 여기서 샘플은 표면 보호 없이 함께 적층되고 표면은 분석 전에 가볍게 솔질되어 분진이 제거됨), 30 dyne/cm 이하, 예컨대 25 dyne/cm 이하의 표면장력을 갖는 경화된 코팅을 제공하기에 충분한 양으로 경화성 조성물에 존재할 수 있다.
경화성 조성물은, 예를 들어, 페인트 기법에 있어서 임의의 통상적인 조제 및 첨가제, 예컨대, 소포제, 증점제, 안료, 분산 보조제, 촉매, 피막 형성 방지제, 침강방지제 및/또는 유화제를 추가로 포함할 수 있다.
특정한 측면에서, 기재의 코팅 단계는 승압, 예컨대 500 파운드/제곱인치 게이지 (psi) 초과, 특정한 예에서 적어도 1000 psi, 및 다른 예에서 적어도 1600 psi에서 수행될 수 있다. 특정한 예에서 승압은 1500 psi 내지 3000 psi일 수 있고, 특정한 다른 예에서 1600 psi 내지 2800 psi일 수 있다.
금형 공동을 갖는 도구는 본원에 설명되어 있으며, 여기서 두 개 이상의 성형 부품은 금형 공동 내부에 배치된다. 캡슐화 구조물을 생성하기 위해, 부품이 공동 내부에 배치된 후에, 코팅이 두 개 이상의 성형 부품 주위에 도포된다. 코팅은 경화성 조성물을 승압에서 성형 부품의 표면과 코팅 금형 공동의 내벽 사이의 간극 내로 사출함으로써 도포될 수 있다. 압력은 코팅 금형 공동에 적합한 수준을 제공하는 임의의 수단에 의해 상승될 수 있다. 예를 들어, 경화성 조성물의 가사 시간이 종료되기 전에 코팅 금형 공동이 충전되기 위해, 코팅 금형 공동은 외부 압력 장치, 예컨대 클램프를 통해 가압될 수 있다 (하기에 더 상세하게 설명됨). 압력은 또한 경화성 조성물의 유동 선단에서의 기포의 형성을 방지하는 것을 도울 수 있다.
코팅 금형 공동 내로의 경화성 조성물의 사출은, 성형 부품의 표면과 코팅 금형 공동의 내벽 사이의 간극이 경화성 조성물로 충전되도록, 하나 이상의 사출 지점을 통해 수행될 수 있다. 경화성 조성물의 최적의 사출을 위해, 사출 지점의 위치는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 방식으로 적절하게 선택될 수 있다. 특정한 측면에서, 간극은, 간극 내로의 사출 및 경화성 조성물의 경화 후에, 경화된 경화성 조성물의 건조 코팅 두께가 50 마이크로미터 내지 4000 마이크로미터, 특정한 예에서 1000 내지 2000 마이크로미터이도록 하는 크기를 갖는다.
코팅 금형 공동은 코팅 금형 공동 내에 존재하는 공기의 제어된 변위 및 사출 동안 분할 라인 또는 배기 채널을 통한 공기의 제거를 제공하도록 설계될 수 있다. 공지된 계산 프로그램, 예컨대, 예를 들어 오토데스크 인크(Autodesk Inc)로부터의 몰드플로우(Moldflow)가 제어된 공기 변위를 제공하는 데 사용될 수 있다. 특정한 측면에서, 혼합물은 2-40 그램/초의 유량, 500 내지 3000 psi (34-206 bar)의 라인 압력 및 점도에 따라 120-200℉ (49-52℃)의 온도에서 (더 높은 점도를 갖는 혼합물이 더 높은 온도를 필요로 함) 코팅 금형 공동 내로 사출된다. 특정한 예에서, 혼합물은 8 그램/초 미만의 유량에서 코팅 금형 공동 내로 사출된다.
코팅은 하나의 공동 또는 다수의 공동을 사용하는 RIM 공정에 의해 수행될 수 있다. RIM 공정은 경화성 조성물의 성분이 코팅 금형 공동 또는 공동들 내로 사출되기 직전에만 조합된다는 이점을 가질 수 있다. 특정한 측면에서, 이는 (본원에 설명된 바와 같은) 이소시아네이트-반응성 수지를 포함하는 제1 중합체 성분 및 (본원에 설명된 바와 같은) 폴리이소시아네이트를 포함하는 제2 중합체 성분을, RIM 설비로부터, 이하에 혼합헤드라고 지칭되는 충돌 혼합 헤드 내로 공급하여, 중합체 성분이 코팅 금형 공동으로 사출되기 전에 혼합되게 함으로써 달성된다. 혼합헤드 내에서, 경화성 조성물의 성분들은 혼합을 유도하는 승압에서 함께 충돌한다. 특정한 측면에서, 승압은 적어도 500 psi, 예컨대 적어도 1000 psi, 다른 예에서 적어도 1600 psi이다. 예를 들어, 승압은, 예를 들어, 1500 psi 내지 3000 psi, 다른 예에서 1600 psi 내지 2800 psi일 수 있다. 전형적으로, 이러한 압력을 달성하기 위해, 각각의 성분은, 예를 들어, 0.1 mm 내지 1.0 mm의 직경을 갖는, 작은 직경의 오리피스를 통해 혼합헤드에 공급된다.
경화성 조성물의 성분은 승압 역류 혼합 헤드, 정적 혼합기, 또는 능동 혼합기에 의해 혼합될 수 있다. 혼합 후에, 경화성 조성물은 경화성 조성물의 유동을 코팅 금형 공동으로 유도하는 금형 내의 채널 (예를 들어, 러너, 스프루 등)에 진입할 수 있다. 코팅 금형 공동이 충전되면 코팅 금형 공동에 진입한 경화성 조성물의 저항 및 공기의 변위로 인해 배압이 생성된다. 배압은 경화성 조성물이 사출 지점으로부터 게이트에서 가장 멀리 떨어진 금형 내 지점까지 이동해야 하는 길이 및 상기 길이에 걸친 단면적에 의해 영향을 받을 수 있다. 동일한 이동 길이를 유지하면서 단면적을 감소시키면 (예를 들어, 코팅 두께를 감소시키면) 더 높은 배압이 생성되는데, 왜냐하면 경화성 조성물은 더 작은 단면적을 통한 유동에 대해 더 크게 저항하기 때문이다.
경화성 조성물이 경화되기 시작하여 성형 부품의 표면 상의 경화된 코팅으로 됨에 따라, 경화성 조성물의 점도는 증가될 수 있고, 따라서 코팅이 유동에 대해 더 크게 저항하기 때문에 배압은 증가한다.
도 1은 융기된 요소(2), 지지 저부(3), 노치를 갖는 요소(4) 및 표면(5)을 갖는 제1 성형 부품(1)의 정면도를 보여준다. 도 2는 제1 성형 부품(1)의 배면도를 보여준다. 도 3은 융기된 요소(7), 지지 저부(8), 노치를 갖는 요소(9) 및 표면(10)을 갖는 제2 성형 부품(6)의 정면도를 보여준다. 도 4는 제2 성형 부품(6)의 배면도를 보여준다. 노치를 갖는 요소는 어디에서 부품들이 함께 끼워지는 지를 더 쉽게 알아볼 수 있게 주며, 또한 캡슐화 전에 부품들이 함께 끼워질 때 부품들이 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 융기된 요소(12), 코팅된 표면(13) 및 지지 저부(14)를 갖는 캡슐화 구조물(11)의 정면도를 보여준다. 도 6은 도 5의 캡슐화 구조물(11)의 배면도를 보여준다. 융기된 요소(12) 및 지지 저부(14)는 코팅되지 않는다. 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 캡슐화 구조물의 표면은 성형 플라스틱 부품을 둘러싸도록 하는 방식으로 코팅된다. 캡슐화 구조물(11)은 축 AA를 중심으로 회전될 수 있고, 완전한 회전 동안에 성형 부품이 표면의 적어도 일부분에 코팅된 것으로 각각의 각도에서 관찰될 수 있다. 명백히, 모든 부분이 코팅될 필요는 없고, 더 정확히 말하자면 코팅은 하나의 축을 중심으로 모든 각도에서 적어도 일부분을 둘러싼다. 이러한 방식으로, 코팅은 전체 플라스틱 부품 조립체를 연속적으로 감쌈으로써 캡슐화 구조물에 강도를 제공한다.
도 7은 두 개의 성형 부품으로 이루어진 캡슐화 구조물을 생성하는 캡슐화 도구(20)의 투시도이다. 캡슐화 도구(20)는 커버(21) 및 저부(22)를 포함한다. 코팅의 성분은 개구(24)를 통해 도구(20)에 진입한다. 코팅의 성분이 개구(24)에 진입하기 전에 그것을 혼합하기 위해 혼합헤드 (도시되지 않음)가 부착될 수 있는 어댑터(23)가 사용될 수 있다. 도구(20)는 커버(21)를 제거하는 데 사용될 수 있는 핸들(25)을 추가로 포함한다. 또한 도구(20)를 가열하는 데 사용될 수 있는 물 라인 부착부(26)가 도시되어 있다. 상기 부착부는 물 라인 부착부라고 지칭되지만, 물 대신 다른 가열 유체가 사용될 수 있다.
도 8은 캡슐화 도구의 저부(31)의 투시도이다. 성형 부품(30)은 코팅 금형 공동(37) 내부에 배치되었다. 성형 부품(30)과 코팅 금형 공동(37) 사이에는 간극 (도시되지 않음)이 존재하며, 상기 간극 내로 코팅 조성물이 유입된다. 상기에 기술된 바와 같이, 성형 부품(30)은 융기된 요소를 포함할 수 있다. 이러한 요소는 그러한 부분이 캡슐화 동안에 코팅되지 않도록 하는 높이까지 융기될 수 있다. 코팅의 성분이 채널(36)에 진입하기 전에 그것을 혼합하기 위해 혼합헤드 (도시되지 않음)가 부착될 수 있는 어댑터(32)가 도시되어 있다. 또한 저부(31)를 가열하는 데 사용되는 물 라인 부착부(33 및 34)가 도시되어 있다. 또한 커버의 올바른 배치를 보장하는 데 사용되는 지지 펙(support peg)(35)이 또한 도시되어 있다.
도 9는 도 8과 반대 방향의 시점에서 그려진 투시도이다. 캡슐화 도구의 저부(45)가 도시되어 있다. 성형 부품(54)은 코팅 금형 공동 내부에 배치되었다. 금형 서스펜션(suspension) 삽입물(51) 및 연결부(52)는 캡슐화 동안 성형 부품(54)을 제자리에 고정하며, 여기서 코팅은 성형 부품(54)의 코팅 표면(53)에 도포된다. 한 실시양태에서, 코팅 표면(53)은 성형 부품(54)의 일부분 주위에 밀봉을 생성하여 코팅되지 않은 미코팅 표면(55)을 위한 공간을 남기는 반면에, 다른 실시양태에서는 코팅은 임의의 미코팅 표면을 갖지 않은 캡슐화 구조물 (도시되지 않음)을 생성하도록 성형 부품(54) 주위에서 유동할 수 있다. 미코팅 표면(55)은 융기되어, 코팅 물질이 금형 내로 사출될 때 이러한 표면을 코팅하기 보다는 그것을 우회하도록 할 수 있다. 다른 실시양태에서, 미코팅 표면은 융기되지 않을 수 있고, 더 정확히 말하자면 금형 공동 표면이 미코팅 표면과 접촉하는 영역에서 융기되어, 액체 코팅 물질이 마찬가지로 그것을 우회하도록 할 수 있다.
코팅의 성분이 개구(47)에 진입하기 전에 그것을 혼합하기 위해 혼합헤드 (도시되지 않음)가 부착될 수 있는 어댑터(46)가 도시되어 있다. 또한 저부(45)를 가열하는 데 사용되는 물 라인 부착부(48 및 49)가 도시되어 있다. 또한 커버의 올바른 배치를 보장하는 데 사용되는 지지 펙(50)이 또한 도시되어 있다.
이러한 방식으로, 성형 부품은 두 개 이상의 부품들을 함께 접착시키기 위한 임의의 실리콘 또는 다른 물질의 사용 없이 캡슐화될 수 있다. 마찬가지로 부품들을 함께 고정시키는 데 사용되는 외부 지지 구조물이 존재하지 않는다. 더 정확히 말하자면, 부품들은 캡슐화 구조물을 형성하는 코팅에 의해서만 함께 유지된다.
특정한 측면에서, 외부 이형제가 기재와 코팅 금형 공동 중 하나 또는 둘 다의 표면 상에 존재한다. 특정한 측면에서, 예를 들어, 무전해 니켈 및 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)을 포함하는 코팅이 외부 이형제로서 사용될 수 있다. 이러한 코팅은 폴리-플레이팅, 인크(Poly-Plating, Inc)로부터 상표 폴리-온드(POLY-OND)로서 상업적으로 입수 가능하다.
승압에서 경화성 조성물이 코팅 금형 공동에 공급되어 경화성 코팅이 기재 상에 형성될 수 있다. 경화성 코팅은 승온 및 외부 금형 압력 (예를 들어, 코팅 금형 공동 내에서 승압을 유지함)의 경화 조건에 노출되어 경화성 코팅이 경화될 수 있다. 적합한 경화 조건은 금형 온도, 예를 들어 62℃ 내지 105℃를 포함할 수 있고, 일부 예에서 75℃ 내지 105℃일 수 있다. 특정한 측면에서, 경화 시간, 예를 들어, 반응 시간은 적어도 10초이고, 일부 예에서 10 내지 90초일 수 있다. 특정한 측면에서, 경화 시간은 적어도 70초일 수 있고, 다른 예에서 70 내지 120초일 수 있다. 특정한 측면에서, 경화 시간은 5분 이하일 수 있다. 또 다른 측면에서, 경화 시간은 성형 플라스틱 기재의 경화 시간과 일치하도록 최적화될 수 있다. 특정한 측면에서, 금형을 개방하기 전에 또는 금형을 개방하자마자, 코팅 금형 공동 내의 압력은 승압으로부터 주위 압력 (예를 들어, 1기압)으로 감소할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "외부 금형 압력"은 금형의 대향 면들이 함께 힘을 받을 때 (코팅 금형 공동이 배치되어 있는) 금형의 대향 면들에 외부적으로 가해진 압력을 의미한다. 이러한 압력의 공급원은 클램프, 램, 또는 또 다른 장치일 수 있다. 외부 금형 압력의 톤수는 코팅 플래시(flash)를 방지하기에 충분해야 한다. 특정한 측면에서, 외부 금형 압력은 코팅 경화 공정 내내 비교적 일정하게 유지된다.
금형내 공정은 또한 두 개 초과의 공동을 갖는 금형에서 수행될 수 있다. 공동은 다수의 코팅을 연속적으로 도포하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 원하는 개수의 코팅이 도포될 때까지, 제1 공동에서의 제1 코팅의 도포가 수행될 수 있고, 제2 공동에서의 제2 코팅의 도포 등이 수행될 수 있다. 특정한 측면에서, 하나의 도포된 코팅은 하나 이상의 다른 코팅과 상이한 특정한 성질을 가질 수 있다. 또 다른 측면에서, 여러 성형 플라스틱 기재가 각각 하나의 제1 공동에서 병렬로 제조될 수 있고, 이어서 각각 하나의 제2 공동에서 병렬로 코팅될 수 있다.
상기에 설명된 특징 (예를 들어, 보조 혼합기, 덤프 웰(dump well), 및/또는 다수의 채널)을 갖는 금형을 올바르게 구성함으로써, 코팅 금형 공동이 개방될 때, 경화된 코팅이 외관상 결함 및/또는 점착성 결함을 실질적으로 갖지 않고 특정한 측면에서 50 마이크로미터 내지 200 마이크로미터, 일부 예에서 80 마이크로미터 내지 100 마이크로미터의 건조 코팅 두께를 갖도록, 기재를 경화성 코팅으로 코팅하는 실질적으로 혼합된 경화성 조성물을 제공할 수 있다.
사출 성형 장치는 열가소성 또는 열경화성 플라스틱으로부터 사출 성형 공정을 이용하여 기재를 제조하는 것을 도울 수 있다. 적합한 사출 성형 장치는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 그것은 플라스틱의 가공을 위한 가소화 유닛 (예를 들어, 가열기, 스크류 등), 및 기재 금형의 이동, 개방 및 폐쇄 작동을 담당하는 폐쇄 유닛 (예를 들어, 클램핑 유닛)을 포함하는 표준 사출 성형기 구조물을 포함한다.
코팅 사출 장치가 기재 상에 코팅을 제조하는 것을 도울 수 있다. 코팅 사출 장치는 채널에 연결될 수 있어서, 코팅 금형 공동이 경화성 조성물로 충전되어서 기재가 코팅되도록 할 수 있다. 적합한 코팅 사출 장치는 중합체 성분, 교반기, 공급 펌프, 온도 제어 장치, 공급 라인 및 혼합 장치 (예를 들어, 혼합헤드)를 위한 하나 이상의 저장 용기를 포함할 수 있다.
본 발명의 이점은 캡슐화 구조물이 코팅 물질 및 다른 접착 물질을 이전에 비해 더 적은 양으로 사용한다는 것이다. 부품과 캡슐화 구조물을 함께 유지시키는 실리콘 또는 다른 접착제 또는 구조물이 존재하지 않을 뿐만 아니라, 상기에 설명된 공정에서는 캡슐화 구조물을 생성하기 위해 코팅이 선택된 영역에만 도포된다. 다른 공정, 예컨대 침지에 의한 코팅에 비해, 최소량의 폐기 물질이 발생한다. 또한, 융기되거나 코팅되지 않은 표면을 사용함으로써 캡슐화 구조물을 만드는 데 훨씬 더 적은 코팅 물질이 사용될 수 있게 한다.
본원에 설명된 캡슐화 구조물은 다양한 산업적 및 상업적 제품을 형성하는 데 사용될 수 있고, 예를 들어, 성형 부품 내부에 저장될 수 있는 물질을 위한 변조-방지 밀봉을 형성하는 데 적합하다. 추가의 응용분야는 자동차 내장 부품, 예컨대, 예를 들어, 필라 라이닝(pillar lining), 트림(trim), 사물함 커버(glove compartment cover), 커버링(covering), 조명의 갓(light shade), 계기판, 공기 전달 시스템의 부품을 포함한다. 추가로, 캡슐화 구조물은 산업적으로 제조된 플라스틱 부품, 예컨대, 예를 들어, 전기 기기의 하우징, 컴퓨터 장치, 휴대 전화, 의료 장치, 및 가정용 물품에 사용될 수 있다.
본 발명의 측면은 번호가 매겨진 하기 조항을 포함하지만 이로 제한되지 않는다.
1. 제1 플라스틱 성형 부품을 금형의 공동 내로 도입시키고;
제2 플라스틱 성형 부품을 공동 내로 도입시키고, 여기서 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품은 외부 표면을 갖는 조립체를 형성하도록 함께 끼워지고;
코팅 조성물을 공동 내로 도입시키고;
조립체의 외부 표면 상의 코팅을 경화시키는 것
을 포함하는, 금형내 코팅을 위한 방법이며,
여기서 코팅은 조립체의 외부 표면과 공동 사이에 위치된 간극에서 유동하고,
여기서 코팅은 조립체의 외부 표면 주위에서 360° 유동하여, 코팅된 조립체가 축을 중심으로 360° 회전될 때, 코팅이 그러한 축을 중심으로 임의의 각도로 조립체의 외부 표면의 일부분에 도포된 것으로 관찰될 수 있는 것인
금형내 코팅을 위한 방법.
2. 제1항에 있어서, 제1 플라스틱 성형 부품 및 제2 플라스틱 성형 부품이 임의의 다른 접착제 또는 구조물에 의해서가 아니라 경화된 코팅에 의해서만 함께 유지되는 것인 방법.
3. 제1 플라스틱 성형 부품;
제2 플라스틱 성형 부품 - 여기서 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품은 외부 표면을 갖는 조립체를 형성하도록 함께 끼워짐 -;
조립체의 외부 표면 상에 위치된, 경화된 코팅
을 포함하는 캡슐화 구조물이며,
여기서 코팅은 조립체의 외부 표면 주위에서 360° 유동하여, 코팅된 조립체가 축을 중심으로 360° 회전될 때, 코팅이 그러한 축을 중심으로 임의의 각도로 조립체의 외부 표면의 일부분에 도포된 것으로 관찰될 수 있고,
여기서 상기 캡슐화 구조물은 임의의 다른 접착제 또는 구조물을 포함하지 않는 것인
캡슐화 구조물.
4. 상기 항 중 어느 하나에 있어서, 제1 플라스틱 성형 부품이 폴리카르보네이트를 포함하고, 임의로 제2 플라스틱 성형 부품이 폴리카르보네이트를 포함하는 것인 방법 또는 캡슐화 구조물.
5. 상기 항 중 어느 하나에 있어서, 코팅 조성물이 (i) 이소시아네이트-반응성 기(들)를 포함하는 중합체, 바람직하게는 폴리에테르 폴리올 또는 폴리카르보네이트 폴리올을 포함하는 제1 중합체 성분, 및 (ii) 폴리이소시아네이트, 바람직하게는 디이소시아네이트를 포함하는 제2 중합체 성분을 포함하는 것인 방법 또는 캡슐화 구조물.
6. 상기 항 중 어느 하나에 있어서, 제2 중합체 성분이 폴리이소시아누레이트를 포함하는 것인 방법 또는 캡슐화 구조물.
7. 상기 항 중 어느 하나에 있어서, 제2 중합체 성분이 뷰렛 기를 포함하는 것인 방법 또는 캡슐화 구조물.
8. 상기 항 중 어느 하나에 있어서, 코팅 조성물이 내부 이형제를 추가로 포함하는 것인 방법 또는 캡슐화 구조물.
9. 상기 항 중 어느 하나에 있어서, 제1 플라스틱 성형 부품 및 제2 플라스틱 성형 부품이 하나 이상의 노치를 포함하는 것인 방법 또는 캡슐화 구조물.
10. 상기 항 중 어느 하나에 있어서, 조립체의 외부 표면이 코팅되지 않은 하나 이상의 부분 및 코팅된 하나 이상의 다른 부분을 포함하는 것인 방법 또는 캡슐화 구조물.

Claims (23)

  1. 제1 플라스틱 성형 부품을 금형의 공동 내로 도입시키고;
    제2 플라스틱 성형 부품을 공동 내로 도입시키고, 여기서 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품은 외부 표면을 갖는 조립체를 형성하도록 함께 끼워지고;
    코팅 조성물을 공동 내로 도입시키고;
    조립체의 외부 표면 상의 코팅을 경화시키는 것
    을 포함하는, 금형내 코팅을 위한 방법이며,
    여기서 코팅은 조립체의 외부 표면과 공동 사이에 위치된 간극에서 유동하고,
    여기서 코팅은 조립체의 외부 표면 주위에서 360° 유동하여, 코팅된 조립체가 축을 중심으로 360° 회전될 때, 코팅이 그러한 축을 중심으로 임의의 각도로 조립체의 외부 표면의 일부분에 도포된 것으로 관찰될 수 있는 것인
    금형내 코팅을 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 플라스틱 성형 부품이 폴리카르보네이트를 포함하는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 제2 플라스틱 성형 부품이 폴리카르보네이트를 포함하는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 코팅 조성물이 (i) 이소시아네이트-반응성 기(들)를 포함하는 중합체를 포함하는 제1 중합체 성분 및 (ii) 폴리이소시아네이트를 포함하는 제2 중합체 성분을 포함하는 것인 방법.
  5. 제4항에 있어서, 제1 중합체 성분이 폴리에테르 폴리올 또는 폴리카르보네이트 폴리올인 방법.
  6. 제4항에 있어서, 제2 중합체 성분이 디이소시아네이트인 방법.
  7. 제4항에 있어서, 제2 중합체 성분이 폴리이소시아누레이트를 포함하는 것인 방법.
  8. 제4항에 있어서, 제2 중합체 성분이 뷰렛 기를 포함하는 것인 방법.
  9. 제4항에 있어서, 코팅 조성물이 내부 이형제를 추가로 포함하는 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 제1 플라스틱 성형 부품 및 제2 플라스틱 성형 부품이 하나 이상의 노치를 포함하는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 조립체의 외부 표면이 코팅되지 않은 하나 이상의 부분 및 코팅된 하나 이상의 다른 부분을 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 제1 플라스틱 성형 부품 및 제2 플라스틱 성형 부품이 임의의 다른 접착제 또는 구조물에 의해서가 아니라 경화된 코팅에 의해서만 함께 유지되는 것인 방법.
  13. 제1 플라스틱 성형 부품;
    제2 플라스틱 성형 부품 - 여기서 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품은 외부 표면을 갖는 조립체를 형성하도록 함께 끼워짐 -;
    조립체의 외부 표면 상에 위치된, 경화된 코팅
    을 포함하는 캡슐화 구조물이며,
    여기서 코팅은 조립체의 외부 표면 주위에서 360° 유동하여, 코팅된 조립체가 축을 중심으로 360° 회전될 때, 코팅이 그러한 축을 중심으로 임의의 각도로 조립체의 외부 표면의 일부분에 도포된 것으로 관찰될 수 있고,
    여기서 캡슐화 구조물은 임의의 다른 접착제 또는 구조물을 포함하지 않는 것인
    캡슐화 구조물.
  14. 제13항에 있어서, 제1 플라스틱 성형 부품이 폴리카르보네이트를 포함하는 것인 캡슐화 구조물.
  15. 제14항에 있어서, 제2 플라스틱 성형 부품이 폴리카르보네이트를 포함하는 것인 캡슐화 구조물.
  16. 제13항에 있어서, 코팅 조성물이 (i) 이소시아네이트-반응성 기(들)를 포함하는 중합체를 포함하는 제1 중합체 성분 및 (ii) 폴리이소시아네이트를 포함하는 제2 중합체 성분을 포함하는 것인 캡슐화 구조물.
  17. 제16항에 있어서, 제1 중합체 성분이 폴리에테르 폴리올 또는 폴리카르보네이트 폴리올인 캡슐화 구조물.
  18. 제16항에 있어서, 제2 중합체 성분이 디이소시아네이트인 캡슐화 구조물.
  19. 제16항에 있어서, 제2 중합체 성분이 폴리이소시아누레이트를 포함하는 것인 캡슐화 구조물.
  20. 제16항에 있어서, 제2 중합체 성분이 뷰렛 기를 포함하는 것인 캡슐화 구조물.
  21. 제16항에 있어서, 코팅 조성물이 내부 이형제를 추가로 포함하는 것인 캡슐화 구조물.
  22. 제13항에 있어서, 제1 플라스틱 성형 부품 및 제2 플라스틱 성형 부품이 하나 이상의 노치를 포함하는 것인 캡슐화 구조물.
  23. 제13항에 있어서, 조립체의 외부 표면이 코팅되지 않은 하나 이상의 부분 및 코팅된 하나 이상의 다른 부분을 포함하는 것인 캡슐화 구조물.
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