KR900003426B1

KR900003426B1 - 스트립퍼블(strippable)도막(塗膜) 및 그것을 이용한 도장방법

Info

Publication number: KR900003426B1
Application number: KR1019870700552A
Authority: KR
Inventors: 케이이찌 가마다; 모도유끼 도리가이; 야스오 오오기다
Original assignee: 미쯔이도오아쯔가가꾸 가부시기가이샤; 도쯔까 야스아끼
Priority date: 1985-10-26
Filing date: 1985-10-26
Publication date: 1990-05-18
Also published as: DE3585539D1; KR880700034A; WO1987002689A1; EP0243498A1; EP0243498B1; US4886704A; EP0243498A4

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

스트립퍼블(strippable)도막(塗膜) 및 그것을 이용한 도장방법

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명의 도장 방법을 실시하는 예를 설명하는 투시도.

제 2 도는 도막 절단시험에 적합한 패널(panel)의 평면도.

제 3 도∼제 10 도는 도막절단시 최적출력 범위를 설명하는 그래프.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명의 신규한 스트립퍼블 도막 및 그것을 사용하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세히는, 자동차등을 여러가지 색상으로 칠하는데 있어서 그 경계선을 아름답게 마무리짓기위한 스트립퍼블 도막에 관한 것이며, 또한 그것을 사용하여 도장하는 방법에 관한 것이다.

[배경 기술]

최근, 자동차, 오오토바이등의 분야에 있어서, 다양한 부분(예를들면, 범퍼), 장식성의 보디라인 및 줄무늬, 오오토바이의 가솔린탱크, 오오토바이 앞의 바람막이 유리)의 이른바 다색 도장(즉, 둘 이상의 색상으로 도장하는 것)이 신품제작시 또는 보수시 널리 유행하고 있다.

다색 도장시, 경계부분(즉, 서로 다른 색상의 경계가 되는 영역)에서 색이 혼합되는 것을 방지하고 그에 따라 예리한 경계선을 만드는 것은 상업적 가치면에서 중요시 된다.

따라서, 마스킹테이프(masking tape), 신문지, 필름등으로 도장되지 않도록 하려는 부분을 덮고, 마스킹 테이프로 경계부분을 막고, 도장한 다음, 마스킹테이프 등을 제거하는 것이 종래에 실시해온 다색 도장법이었다.

그러나, 마스킹테이프의 사용은 경계부분이 기대한 만큼 아름답게 마무리될수 없다는 결점이 있다. 왜냐하면, (1)마스킹테이프를 똑 바른 선으로 붙이기가 어려우며 (2)마스킹테이프를 붙힌 부분이 본 바탕으로부터 분리되어 그 사이의 공백으로 도료가 스며들수 있기 때문이다.

[발명의 공개]

따라서, 본 발명자들은 여러 시각에서 연구하며, 스트립퍼블 도료를 피도장물에 도장하고, 도장된 스트립퍼블 도료를 건조시키고, 적당한 절삭 공구로 형성된 피막을 절단하고, 도막의 불필요부분을 벗겨낸 다음, 피도장물의 노출부분에 원하는 도료를 칠하는 단계로 구성되는 도장방법을 연구해내었다.

결과적으로, 절삭공구로서 칼등을 사용하면, 끝손질의 정교함은 기능공의 숙련도에 따라 달라지고, 도장될 목적물을 구성하는 기본재료 또는 본바탕을 손상시키지 않고 도막만을 절단하기는 어려우며, 칼날은 곧 닳아무디어지는 단점을 발견하게 된다.

따라서, 본 발명자들은 레이저 광선을 이용한 절단방법에 역점을 두고 한층더 연구하였다.

최근에 재료 절단용으로 사용되는 이산화탄소 가스 레이저로 금속재료, 비금속재료, 유리등을 용이하게 절단할 수 있으며, 소음 또는 절단찌꺼기 없이 목재등도 자른다. 또한, 종이, 천, 가죽등도 신속하고 깨끗하게 자를 수 있다. 그러나, 물품의 표면을 일시적으로 보호하는데 사용되는 박막(예를들면, 스트립퍼블도막) 또는 물품의 일부를 형성하는 박층등의 얇은 플라스틱막을 절단하는테 있어서, 물품의 본체를 손상시키지 않고 CO₂가스레이저를 사용하여 박막 또는 박층(이하 간단히 박막으로 칭함)만을 절삭하기 어렵다는 것을 발견하였다.

한편, 레이저광선의 일종인 YAG 레이저광선은 광섬유를 통과함으로서, 광통신에 유용할 뿐아니라 반도체 및 인쇄 회로 재료의 가공과정 또는 미세한 천공에도 현재 사용된다. 그러나, 표면층만을 가공하는데 그것을 사용하는 보고서는 거의 공표되어 있지 않다. YAG 레이저를 사용한 실험은 도막의 절단에 관해 의도한 목적대로 만족스럽게 성취되지 않음을 보여주었다. 따라서, 본 발명자들은 도막의 종류를 연구하여, 건조도막중에 카아본블랙 1∼20중량%(수지성분에 대하여)를 함유하는 스트립퍼블페인트가 도포된다면, 상기 레이저로 상층도막만을 절단하여, 따라서 아름다운 경계부분을 만들수 있는 방법이 실현될 수 있다.

특별히, 본 발명은 다음을 제공한다 : (1) 도막중의 수지성분의 100중량부에 대하여 카아본블랙 1∼20중량부를 함유하는 스트립퍼블 도막 : (2) 2층의 수지도막으로 구성되는 스트립퍼블 도막에 있어서, 피도장물에 접촉하는 하층부의 도막이 카아본 블랙 1∼20중량부(수지 성분에 대하여)를 함유하고, 점착력을 가지며, 표면측에 있는 도막층이 도막중에 카아본 블랙 1∼20중량부(수지 성분에 대하여)를 함유하고 유연성을 가지며, 표면택(sfrface tack)이 없는 것을 특징으로 하는 스트립퍼블 도막 : (3) 상기 도막을 피도장물에 형성시키고, YAG 레이저의 레이저광선으로 도막을 절단하고, 레이저로 절단한 도막의 불필요한 부분을 벗겨내고, 도막이 제거된 부분에 최종 도장을 실시한 다음, 마스킹도막의 남은 부분을 벗겨내어 경계부분을 미려하게 마무리 짓는 도장방법.

[발명의 실시를 위한 최선의 형태]

본 발명의 스트립퍼블 도막은 이른바 스트립퍼블 페인트를 피도장물에 도포시키고 그것을 건조시켜 형성된다. 이 막은 물품의 표면(피도장물)을 일시적으로 피복보호할 목적으로 사용되므로, 그것은 어느 정도의 점착성 및 찢어진 틈없이 벗겨지기에 충분한 강도를 가져야만 한다.

이러한 요구 조건에 합당하는 대표적인 스트립퍼블 페인트에는 아크릴에멀션, 비닐아세테이트 에멀션, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리우레탄 등으로 이루어진 수성 페 인트뿐아니라 염화비닐졸(sol), 폴리비닐부티랄, 초산비닐, 폴리우레탄등으로 이루어진 용제형 페인트도 포함된다.

본 바탕(피 도장물)에 대한 도막의 접착력은 180。박리강도(peeling strength)에서 20∼100g/inch의 범위에 있는 것이 바람직하다. 접착력이 20g/inch미만이면, 도막은 충분히 접착되지 않으며 작업중 벗겨지는 경향이 있다. 접착력이 1000g/inch 보다 크면, 도막은 지극히 접착되어 도막을 벗겨내는데 대단히 큰힘이 필요할 것이며, 결과적으로 찢어질 우려가 있다.

또한, 도막은 도막중에 수지성분에 대하여 카아본 블랙 1∼20중량부를 함유하여 상술된 저출력 YAG 레이저로 용이하게 그것을 절단할 수 있다. 카아본 블랙의 양이 1중량부 미만이면, 레이저 절단이 매끄럽게 되지않으며, 반면에 20중량부를 초과하면, 막이 단단해지며 또한, 분말의 카아본블랙이 떨어져 나오는 바람직하지 못한 현상이 나타날 것이다.

상기 스트립퍼블 페인트에 혼합되는 카아본 블랙의 종류에 대하여 특별한 제한은 없다. 즉, 퍼어니스 블랙(furnace black), 램프블랙, 써어멀블랙(thermal black), 아세틸렌 블랙, 독일형 퍼어니스블랙등을 포함하는 상업적으로 유용한 여러가지 종류가 사용될 수 있다. 카아본 블랙이 에멀션 페인트에 혼합될때, 카아본 블랙을 미리 물에 분산하여, 그 수용성 분산액을 사용하는 것이 바람직하다.

카아본 블랙 1∼20중량부를 함유하며, 유연성을 가지며 표면택(tack)이 없는 도막을 제공하는 페인트를 얻기 위하여, 상술한 수성 페인트를 가운데에서 다음 성분으로 구성된 도료조성분을 사용하는 것이 특별히 바람직하다 :

아크릴로니트릴 25-40 중량부

부틸아크릴레이트 65-40 중량부

(메타)아크릴산 0.5-10 중량부

이러한 조성분에 있어서, 아크릴로니트릴의 양이 25중량부 미만이면, 형성된 막은 강도가 불충분할 것이며, 반면에, 40중량부를 초과하면, 도막은 너무나 단단하게되어 부서지기 쉽게 되므로 박리 조작이 어려워진다.

65∼40중량부의 부틸아크릴레이트는 도막의 유연성을 적당하게 조절하여 준다.

(메타)아크릴산은 에멀션 입자의 안정성에 기여한다. (메타)아크릴산이 0.5중량부미만이면, 입자가 덩어리지는 경향이 있으며 에멀션은 취급하기 어려워진다. 반면에 (메타)아크릴산이 20중량부를 초과하면, 에멀션의 점도가 증가하여 역시 취급이 어려워진다.

용제형 페인트 중에서, 염화비닐수지가 가장 바람직하다. 염화비닐 수지에 사용되기 적당한 가소제는 디옥틸 프탈레이트, 디부틸프탈레이트등의 프탈산 알킬에스테르류, 아디프산 디옥틸등의 직쇄(Straight-chain) 2염기산 알킬 에스테르 및 트리크레실 포스패이트등의 인산 에스테르등을 포함한다. 가소제는 염화 비닐수지 100부당 25∼150부, 바람직하게는 30∼100부 정도로 사용된다.

스트립퍼블페인트는 분무도장(spray coating), 커어튼플로우 도장(curtain flow coating), 로울도장(rollcoating), 솔로 칠하는 방법 및 디핑(dipping)을 포함한 다양한 기술중 어떠한 방법으로도 도장할수 있다. 도료를 가능한한 고르게 도포하는 것이 바람직하다.

도포한 페인트의 두께는 건조막을 벗겨내기에 충분한 강도를 가져야하며 본 바탕을 노출시키는 갈라진 금 또는 작은 구멍이 생겨서는 안된다. 일반적으로, 건조막의 두께는 10∼100μ정도가 적당하다. 만일 그 두께가 10μ미만이면, 막이 약해서 찢어지기 쉬우므로 벗겨내기 곤란하고, 갈라진 금이나 작은 구멍이 생기는 경향이 있다. 한편 그 두께가 100μ를 초과하면, 건조시 균열 또는 수축이 발생하기 때문에 도막을 평탄한 표면으로 형성시키기 어렵다. 또한, 100μ의 두께는 목적을 달성하기에 충분한 두께이며, 그 이상의 두께는 과다량이 페인트와 훨씬 긴 건조시간이 요구되므로 낭비가 된다.

도포된 스트립퍼블 페인트는 막을 형성시키는 정도로 건조되어진다. 건조조건은 사용된 스트립퍼블페인트의 종류에 따라 결정된다. 일반적으로, 건조는 실온∼약 200℃까지의 온도 범위에서 0.5분∼12시간 범위의 시간동안 실시된다.

이번에는, 미려하게 경계부분을 마무리짓는 본 발명의 도장방법을 설명하겠다.

본 발명은 마스킹을 목적으로 하는 스트립퍼블 페인트를 사용한 도장방법에 관한 것이며 스트립퍼블 페인트는 피도장물을 구성하는 기판위에 보호도장을 형성하는데 사용된다. 기판 종류의 예로서, 특별히 제한되지는 않지만, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 염화비닐수지, 폴리스티렌, ABS, 폴리탄산염류등의 플라스틱재료로 만들어진 주형품 : 스테인레스강판, 알루미늄판, 강판등의 금속판 : 도장된 강판등의 도장강판 : 장식합판등이 있다.

상술된 바와같이 카아본 블랙함유 스트립퍼블 도막은 그러한 피도장물에 형성되며 결과하는 도막은 절단된다. 본 발명에 따르면, 레이저는 절단수단으로 사용된다. 유용한 레이저는 가시영역에서 적외선 근방의 영역파장의 빛을 방출하는 레이저 발진기이다. 적외선 영역의 파장의 빛을 방출하는 CO₂가스레이저는 레이저광선이 표면의 스트립퍼블 도막 뿐만 아니라 기판으로 사용되는 거의 대부분의 플라스틱 종류의 재료와 도막까지도 절단시키는 경향이 있기 때문에 바람직하지 못하다.

YAG 레이저(적외선 근방 영역의 파장의 빛을 방출한다.) 또는 색소레이저(dyelaser)(가시 영역의 파장의 빛을 방출한다.)를 사용하는 것이 바람직하며, 특별히 YAG 레이저가 바람직하다. YAG 레이저는 단일 모우드에서 1∼20W의 출력전력만이 요구된다.

색소레이저는 가시영역이 파장광선을 방출하기 때문에, 스트립퍼블 필름에 그 출력 에너지가 효율적으로 흡수된다. 다이 레이저는 스트립퍼블 필름을 용융에 절단하기 충분한 출력 전력을 가지기만 하면된다.

더욱 바람직하게는, Q-스위치로 장치된 YAG 레이저를 사용한다. 이러한 경우에 있어서, 스트립퍼블 도막은 펄스반복주파수 범위 500Hz∼5KHz에서 가장 깨끗하게 절단될수 있다. 비록 스트립퍼블 도막이 펄스반복주파수영역 5Hz∼50KHz에서 충분히 깨끗하게 절단될수 있다하여도, 레이저 광선의 촛점을 빨리 이동하지 않으면 스트립퍼블 도막이 절단될뿐 아니라 플라스틱기판이 종종 손상된다. 그 이유는, 대부분의 경우에 있어서, 본 바탕을 구성하는 플라스틱 주형물품이 그 성능을 향상시키기 위해 카아본 블랙을 함유하기 때문이다. 그러나, 이것은 카아본 블랙을 함유하지 않은 플라스틱 주형물품에는 해당되지 않는 사항이며, 미려한 경계부분을 5KHz∼50KHz의 펄스 반복주파수 범위에서도 만들수 있다. 500Hz이하의 펄스반복 주파수에서, 레이저광선의 촛점이 빠르게 이동한다면 스트립퍼블 도막은 절단되지 않을 것이다. 설사 레이저 광선을 천천히 움직여 좋은 결과를 얻을수 있다하여도, 이것은 마스킹 도막의 경계부분을 만들고자하는 작업의 목적에 합당하지않다.

이런 방법에 있어서, 스트립퍼블도막은 레이저 광선으로 절단되고 필름의 불필요한 부분은 벗겨내어 제거된다. 그다음, 페인트의 최종 도장이 도막이 제거된 부분에 도포된다.

최종 도장에 사용된 페인트는 의도하는 목적에 따라 선택할수 있다. 용제형 페인트가 도포되는 곳에, 마스킹을 목적으로 사용된 스트립퍼블 페인트는 수성페인트(특히, 에멀션중합반응에 의해 제조된것)가 바람직하다. 한편, 수성페인트가 도포된 곳에 마스킹을 목적으로 사용된 스트립퍼블 페인트는 수성 또는 용제형 페인트가 있다. 각각의 경우에 있어서, 마스킹을 목적으로 사용된 스트립퍼블 페인트는 그위에 도장되는 최종도장에 사용되는 페인트에 내성이 있는 것이 바람직하나, 의도하는 마스킹 기능이 적당히 완수되면 이러한 요구조건은 필요하지 않게된다.

페인트의 최종 도장이 끝난후, 마스킹에 사용된 스트립퍼블 도막은 최종도장 페인트가 굳기전에 벗겨서 제거되는데, 이것이 더욱 아름다운 경계부분을 연출하기 때문이다. 만일 스트립퍼블 도막을 최종 도장 페인트가 건조된 다음 벗기려면, 경계부분은 들쑥날쑥해질 것이다. 이것은 특히 도막이 단단할 경우에 해당한다. (그 한계는 실온에서 균열하는 정도이다.)

이제, 본 발명의 또 다른 특징에 따라, 두층으로 이루어진 스트립퍼블도막 및 그 도막을 사용하여 경계부분을 아름답게 끝처리하는 신규한 도장방법을 이하에서 후술할 것이다.

본 발명에 따라 2층 구조의 특이한 수지 도막은 그 상층을 구성하는 표면 도막과 그 하층을 구성하는 점착성의 수지층으로 이루어지며, 기판 또는 피도장물은 점착성 수지 층을 거쳐 표면도막에 의해 보호된다.

따라서, 표면도막을 형성하는데 사용된 도료는 스트립퍼블도막 형성에 사용되어온 종래의 어떠한 도료도 괜찮다. 그러한 도료의 전형적인 예로는 아크릴에멀션, 초산비닐 에멀션, 초산에틸렌-비닐등으로 이루어진 수성계 페인트와 염화비닐졸, 폴리비닐 부티랄, 초산비닐등으로 이루어진 용제계 페인트가 있다.

이 표면 도막은 도막중에, 수지 성분에 대하여 카아본 블랙 l∼20중량부를 함유하여 상술된 저출력 YAG 레이저로 쉽게 절단되어야 한다. 만일 카아본 블랙이 1중량부 미만이면, 레이저 절단은 평탄하게 이루어지나, 그것이 20중량부를 초과하면, 도막 경화되고, 더욱이, 분말형의 카아본 블랙이 떨어져 나와 바람직하지 못하다. 카아본 블랙의 종류 및 입자크기는 전에 언급한 바와같다.

카아본 블랙 l∼20중량부를 함유하여, 유연성을 가지며 표면택(tack)이 생기지 않는 표면도막을 제공하는 도료를 얻기위해, 상기된 도장재료 가운데, 다음과 같은 성분으로 이루어진 도료성분을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

아크릴로니트릴 25-40 중량부

부틸아크릴레이트 65-40 중량부

(메타)아크릴산 0.5-10 중량부

이러한 조성에 있어서, 아크릴로 니트릴의 양이 25중량부 미만이면, 형성된 도막은 강도가 불충분하며, 반면에 40중량부를 초과하면, 도막은 너무 단단하여 균열되기 쉬우며 그것을 벗겨내는 작업은 어려워진다.

65-40 중량부의 부틸아세테이트는 도막의 유연성을 적당히 조절하도록 요구되어진다.

(메타)아크릴산은 에멀션의 입자 안정성에 기여한다. 만일 (메타)아크릴산의 양이 0.5중량부 미만이면, 입자는 응집되는 경향이 있어서 에멀션은 취급하기 어려워지며, 반면, 10중량부를 초과하면 에멀션은 점도가 증가하여 역시 취급하기 어려워진다.

상층은 기판 보호 및 박리강도의 견지에서 건조막의 두께는 10∼100μ을 갖는 것이 바람직하다.

피도장물인 본 바탕에 접하는 하층의 도막은 본바탕에 대한 점착력 및 박리성(strippability)의 적당한 수준을 유지하여야하며, 레이저 광선이 절단작업중에 기판이 닿지 않도록 하기위한 완충대로서 작용하고, 상기 표면도막에 밀착하게 점착시켜 표면도막이 절단된후 벗겨질수 있는 하나의 도막을 형성시킨다.

따라서, 하층을 형성하기위해 사용된 도장재료는 접착성을 갖는것이 바람직하다. 예를들면, 아크릴에멀션, 초산비닐에멀션 및 초산 에틸렌-비닐에멀션등의 수성에멀션이 사용될 것이다. 본 바탕 대한 점착력이 180°박리 강도로 표시될 때, 20-1000g/inch, 보다 바람직하게는 30-600g/inch인 막을 형성하는 수성 아크릴, 초산비닐 또는 초산에틸렌비닐등이 특별히 바람직하다. 유용한 아크릴 수지에는 초산부틸 또는 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트의 단독 중합체 또는 공중합체 : 이들 단량체의 공중합체 : 초산부틸 또는 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트의 공중합체와 아크릴레이트(아크릴 에스테르), 메타크릴레이트, 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴로니트릴, 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜, 디(메타)아크릴레이트등의 공중합 가능한 단량체등이 포함된다.

하층은 상층에 사용된 것과 동일한 종류의 카아본 블랙을 수지 성분에 대하여 1-20중량부 함유하여야 한다. 카아본 블랙함량이 이 범위에 있다면, 상층을 절단하는 동안 하층에 닿을 수도 있는 레이저 광선은 흡수될 것이며 본 바탕에 전혀 손상을 입히지 않을 것이다. 만일 카아본 블랙 함량이 20중량부를 초과하면, 도막은 경화될 것이며 그 점착력 및 박리성을 상실할 것이다.

상기 기능을 수행하는 하층은 건조막 두께 10-100μ을 가지도록 요구될뿐이다. 따라서, 상층두께의 변화 또는 레이저의 작업 조건 또는 출력의 변화에도 불구하고 막의 불완벽한 절단 및 본 바탕의 손상을 방지할 수 있다. 결과적으로, 도막의 절단 및 벗겨내기는 아름답게 끝처리된 경계부분을 만드는데 안정하고 깨끗하게 처리될 수 있다.

또한, 무기 충전제를 상층 또는 하층에 혼합시켜 레이저 절단시 더욱 우수한 절단력을 갖는 도막을 얻을 수 있으며 레이저 출력의 허용가능한 범위가 넓어진다. 유용한 무기 충전제에는 중탄산칼슘, 경탄산칼슘, 활석, 점토, 규토 등이 포함된다. 그 중에서, 중탄산칼슘이 가장 바람직하다. 무기 충전제는 평균 입경 0.1-10μ 정도를 가져 도막층에 고르게 분포되는 것이 바람직하다. 무기 충전제는 수지 성분에 대하여 5-50중량부, 바람직하게는 20-40중량부의 양으로 사용될수 있다. 만일 사용된 무기 충전제의 양이 5중량부 미만이면, 원하는 결과를 얻을수 없으며, 반면에 50중량부를 초과하면, 도장페인트의 점도가 지나치게 높아, 도포성이 악화되어 부서지기 쉬운 도막이 된다.

도막의 레이저 절단성은 무기 충전제를 상층에 혼합하여 강화될수 있으며, 그것은 하층에 혼합하여도 유사한 효과가 얻어질수 있다. 즉, 무기 충전제가 하층에 혼합되는 곳에서, 그것은 상층에 의해 감쇠된 레이저 광선에 대한 완충제로서 효과적으로 작용한다.

이 완충효과는 하층에 알루미늄 분말 첨가하여 더욱 강화될수 있다. 따라서, 레이저 광선은 기판에 대하여 감소된 투과력을 보여주며 기판을 거의 손상시키지 않는다. 이에 대한 이유는 레이저광선이 알루미늄 분말에 의해 불규칙하게 반사되며 하층에 확산되거나 흡수되기 때문인 것으로 여겨진다.

사용되는 알루미늄 분말의 형태는 도로용 그레이드(grade)이면 된다. 알루미늄분말은, 수지성분에 대하여 2-40중량부, 바람직하게는 5-30중량부의 양으로 사용된다. 사용된 알루미늄분말의 양이 1중량부 미만이면, 원하는 효과를 얻을수 없으며, 40중량부를 초과하면, 효과는 표화 수준에 이를 것이다.

다음에는, 상술된 2층 구조의 수지 도막을 사용하여 경계부분을 아름답게 끝처리하는 신규한 도장 방법을 후술할 것이다.

본 발명의 스트립퍼블 도막으로 도장된 피도장물에 있어서, 그 전형적인 예로는, 물론 특별히 제한되는 것은 아니나, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 염화비닐수지, 폴리스티렌, ABS, 폴리카아본에이트 등의 플라스틱재료로 만들어진 주형된 물품 : 스테인레스강판, 알루미늄판, 강판등 : 도장된 강판등의 도장판 : 장식 합판 패널 등이 있다.

상층 및 하층을 형성시키는데 사용된 도장 재료는 분무도장, 커어튼플로우도장, 로울도장, 솔질도장 및 디핑을 포함하는 여러가지 종래기술중 어떠한 것에도 적용이 가능하다. 도장 재료를 가능한한 고르게 도포하는 것이 바람직하다.

도포된 도막의 두께는 건조막이 벗겨지기에 충분한 강도를 가지며 본 바탕을 노출시키는 갈라진 금이나 구멍을 가져서는 안된다. 일반적으로, 상층 및 하층의 합하여진 건조막 두께는 20-30μ의 범위에 있는것이 적당하다. 만일 두께가 20μ미만이면, 대개 건조막은 약하며, 찢어지기 쉽고 벗겨내기 어려우며, 구멍 및 갈라진 금이 생기는 경향이 있다. 만일 두께가 일회도장 작업으로 100μ을 초과한다면, 건조시 부서지거나 수축하기 때문에 고른 표면을 가지는 막을 형성시키기 어려울 것이다. 또한, 300μ의 두께라면 마스킹 목적에 충분할 것이며 그 이상의 두께는 도장 재료의 과다량 및 훨씬 긴 건조시간이 필요하므로 낭비이다.

도포된 도장재료는 하층재료를 먼저 바르고, 건조시킨다음, 상층재료를 바르고 건조시킨다. 한편, 이것은 하층 및 상층재료를 연속해서 도포하고 그들을 동시에 건조시킬 수도 있다. 건조 조건은 사용된 도장재료에 따라 결정된다. 일반적으로, 건조는 실온에서 약 200℃ 범위의 온도에서 0.5분-12시간 범위의 시간에서 행하여진다.

이렇게 형성된 막의 절단수단으로서, 상술한 바와같이 레이저를 사용한다. 유용한 레이저는 가시영역에서 적외선 근방영역 범위의 파장의 빛을 방출하는 레이저 발진기이다. 적외선 영역 파장의 빛을 방출하는 레이저 발진기이다. 적외선 영역 파장의 빛을 방출하는 CO₂가스 레이저는 표면의 스트립퍼블 도막뿐만 아니라 기판에 사용되는 모든 종류의 플라스틱 재료와 도장까지 절단하는 경향이 강하므로 부적합하다.

YAG 레이저(적외선 근방영역의 파장의 빛을 방출한다.) 또는 색소레이저(가시 영역의 파장의 빛을 방출한다.)를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 YAG 레이저가 바람직하다. YAG 레이저는 단일모우드에서 1-20W의 출력전력을 가지기만 하면 된다.

색소레이저는 가시영역의 파장을 갖는 빛을 방출하기 때문에, 그 출력에너지를 도막에 효율적으로 흡수시킨다. 색소레이저는 상층을 용융시켜 절단하기에 충분한 출력전력을 가지도록 요구될 뿐이다.

보다 바람직하게는, Q-스위치가 장치된 YAG 레이저를 사용한다. 이러한 경우에 있어서, 도막은 펄스 반복주파수 500Hz∼32KHz, 바람직하게는 1-20KHz의 범위에서 가장 깨끗하게 절단될수 있다. 비록 도막이 30KHz 이상 50KHz까지의 펄스반복주파수에서도 충분히 깨끗하게 절단된다 하더라도, 레이저 광선의 촛점을 빨리 움직이지 않으면 스트립퍼블 도막뿐만아니라 밑바탕의 플라스틱 까지도 종종 손상될 수 있다. 이것은 대부분 플라스틱 주형물품이 그 성능을 향상시키기 위하여 카아본 블랙을 함유하기 때문이다. 그러나, 이것은 카아본 블랙을 함유하지 않는 플라스틱 주형물품에 대해서는 상관이 없으며, 30KHz를 초과하여 50KHz까지 올려진 펄스 반복주파수에서도 아름다운 경계부분을 만들수 있다. 500Hz 미만의 펄스반복주파수에서, 레이저 광선의 촛점을 빨리 움직이면 도막은 절단될수 없다. 설사 레이저 광선을 천천히 이동시켜 훌륭한 결과를 얻을수 있다해도, 이것은 마스킹 도막의 경계부분을 만들려는 작업의 목적에 부적합하다.

이러한 방법에서, 상층은 레이저 광선으로 절단된 다음 벗겨지고, 상하층은 절단성을 따라 하나의 완전한 도막으로서 깨끗하게 제거된다. 도막의 불필요한 부분을 벗겨낸 다음, 페인트의 최종도장으로서 도막이 제거된 부분에 도포된다.

최종 도장에 사용된 페인트는 의도된 목적에 따라 선택될수 있다. 용제계 페인트가 도포되는 곳에, 마스킹을 목적으로 사용되는 상층재료에는 수성계 페인트가 바람직하다.(특히, 에멀션 중합반응에 의해 제조된 것이 바람직하다.) 한편, 수성계페인트가 도포되는 곳에는, 마스킹을 목적으로 사용되는 상층재료는 수성계 또는 용제계 페인트이다. 각각의 경우에 있어서, 마스킹을 목적으로 사용된 상층재료는 최종도장에 사용되는 페인트에 대해 내성을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 요구조건은 의도된 마스킹 기능이 적절히 완수된다면 반드시 필요하지는 않다.

페인트의 최종 도장이 실시된 다음, 마스킹을 목적으로 사용된 막은 페인트의 최종 도장이 굳어지기 전에 벗겨 제거하는데, 이것이 더욱 아름다운 경계를 만들기 때문이다. 만일 도막이 페인트의 최종 도장이 건조된 다음 벗겨진다면, 경계는 들쑥날쑥하게 된다. 특히 도막이 굳은 경우에는 이 결과로 되기쉽다(실온에서 도막이 균열되는 정도의 경도).

본 발명은 다음 실시예들에 의해 더욱 상세히 설명한다.

제시된 실시예 및 비교예에 사용된 기호들은 다음과 같다.

2EHA…2-에틸헥실 아크릴레이트 : BA…부틸아크틸레이트 : AN…아크릴로니트릴 : AA…아크릴산 : MMA…메틸 메타크릴레이트 : DVB…디비닐젠젠 : MAC…메타크릴산 AM…아크릴아미드 : HEMA…히드록시에틸 메타크릴레이트 : CB…카아본 불릭 : BMA…부틸메타크릴레이트.

[실시예 1]

본 실시예에서는 본 발명에 따라서 도막(2층구조의 도막의 경우에는 상층의 도막)을 형성하는데 사용되는 아크릴 에멀션계 스트립퍼블 페인트의 대표적 제조예와 그작업성, 도장예, 각종수지성분을 함유한 아크릴계 스트립퍼블 페인트로 형성된 도막의 접착력, 레이저 절단성등에 대해서 예시한다.

[1-A 아크릴에멀션 및 스트립퍼블 페인트의 제조]

환류냉각기, 온도계 및 교반기를 갖춘 21의 4구플라스크에 순수 1000g 및 도데실벤젠 술폰산 나트륨(이하 DBS이라 약칭한)2g을 넣고, 질소 가스를 플라스크내로 통과시키면서 70℃가지 가열하였다. 이와는 별도로, AN 350g, BA 580g, MAC 20g, AM 20g, HEMA 30g을 혼합하고, 혼합물의 5/100를 다른 용기에 따로 남겨두고 남은 혼합액에 DBS 3g을 첨가하여 혼합하였다. 온수를 포함하고 있는 상기 21 플라스크에 과황산칼륨 5g을 첨가하고, 전에 남겨두었던 5/100의 단량체 혼합물을 첨가하여 1시간동안 중합시킨후, 95/100혼합액을 5시간에 걸쳐서 첨가하고, 이 반응혼합물을 4시간동안 중합했다. 이것은 45℃이하로 냉각하고 14%의 암모니아수에 중화하여 아크릴에멀션(수지함량 46.5%)를 얻었다. 이 에멀션에 디옥틸프탈레이트(이하 DOP라 약칭한다) 20g, 계면활성제(상품명 : Surfinol 104E, Air Products Co., 사 제조) 40g 및 카아본 블랙의 분산수용액(상품명 : EP-510BR, 카본블랙 함량이 37중량%, Dainichi Seika Co., 사 제조)100g 첨가하여 본 발명의 도막에 적합한 스트립퍼블 페인트를 얻었다.

[1-B 도막의 형성, 도막의 성능특성, 다색도장예]

상기 제조한 스트립퍼블 페인트를 사용하여, 프로필렌을 주성분으로하는 제 1 도에 나타낸 범퍼에 있어서, E의 부분은 재질의 색(흑)을 본 바탕 그대로 나타내고, F의 부분은 보디와 동일한색(예를들면, 메탈릭온식)으로 구분하여 칠하는 예를 나타냈다.

구체적으로 상기 제조한 스트립퍼블 페인트를 성형범퍼에 스프레이건으로 도포한후, 80℃의 대형 건조기 안에서 10분간 건조하여, 건조막을 형성했다. 이 막의 평균 두께는 40μ이었다.

다음으로, YAG 레이저(NEC 제조, 멀티 출력 2W에 광화이버 스코프를 접속하고, 범퍼 E부분과 F부분사이의 경계선을 레이저 광선으로 절단했다. 이때의 레이저는 Q-스위치로 설비하고 펄스반복주파수 3KHz에서 운전하였다. 절단속도는 100mm/min, 레이저 출력은 3W였다.

스트립퍼블 도막을 부분으로부터 벗긴후, 범퍼의 표면을 트리클로로에탄 증기에 30초간 노출시켜 표면을 세정했다.

박리부분 F에 염소화 프로필렌을 주성분으로하는 용제형 프라이마 도료를 평균건조도막두께 15μ으로 도포한 후, 80℃에서 30분간 건조했다. 이위에 아크릴 우레탄계 용제형 상도 도료를 평균 건조막 두께 30μ으로 도포한후 80℃에서 45분간 건조했다.

스트립퍼블 도막을 E부분으로부터 벗기는경우, E부분과 F부분사이의 아름다운 경계선을 가진 채색된 범퍼를 얻을수 있다.

별도로 범퍼를 만들기위해 사용되는 소재의 평판부를 10cm×20cm로 절단하여, 상기와 동일한 조건하에서 스트립퍼블 페인트를 사용하였다. 컷팅나이프를 사용하여, 1인치간격의 두개의 평행한 칼자국를 막에 새겨넣어 막의선을 벗겨냈다. 그리고나서 인장시험기에서 180。박리강도를 측정했다.

평균 박리강도는 3회응 평균치로 80g/inch였다.

[1-C 각종수지 성분 페인트 및 도막의 성능]

상술한 1-A와 같은 방법으로 표1a∼1c에 나타낸 수지성분의 스트립퍼블 페인트를 제조하였다. 각각의 스트립퍼블 페인트를 스프레이 건을 사용하여 제 2 도에 나타낸 폴리프로필렌 테스트패널(100×100×3mm)위에 도포하고, 80℃에서 30분간 건조하여 평균두께 80∼120μ의 도막을 얻었다.

이것을 Q-스위치와 결합된 YAG 레이저(SL-114F : NEC제조)를 사용하여 여러가지의 발진조건(제 2 도중의 1),2),3)…)하에서 절단하였다. 절단후, 스트립퍼블도막의 절삭상태 및 밑바탕 PP패널의 손상상태를 관찰하여, 종합해서 절단성을 판정하였다. 레이저 절단조건 :

레이저 : SL-114(NEC제, 출력 20W)

Q-스위치 : SL-231B

모드 : 싱글모드

도막의 접착력은 1-B에 상술한 방법과 마찬가지로 180℃ 박리강도를 측정했다.

스트립퍼블 페인트의 작업성은 스트립퍼블 페인트의 제조시의 응집, 점도의 증가상태로 판정하였다.

[표 1a]

* 상세한 것은 1-A에 설명했다.

[표 1b]

[표 1c]

1) 카아본 블랙 첨가시 응집

2) 점도의 증가

[실시예 2]

카아본 블랙의 함유율을 변화시킨 스트립퍼블 도막의 비교를 실시했다.

카아본 블랙의 양을 3부, 5부, 10부, 20부 또는 25부로 변화시킨 것 이외에는 상술한 실시예 1,1-A와 동일한 방법으로 스트립퍼블 페인트를 제조하였다.

상술한 카아본 블랙을 함유한 각각의 수성 아크릴에멀션계 스트립퍼블 페인트를 스프레이건으로 실시예 1에서 사용한 것과 같은 PP 테스트패널에 도포한 후, 80℃에서 3분 동안 건조하여 평균두께 80∼120μ의 도막을 얻었다. 이 도막을, 카아본 블랙의 함유량에 따라서 각각 C-3, C-5, C-10, C-20 및 C-25라 약칭한다.

이것을 Q-스위치(SL-231B)가 결합된 YAG레이저(SL-114F, NEC제조)를 사용하여, 이들 각각의 스트립피불도막을 여러가지의 발진조건하에서 절단했다.

절단 후, 스트립퍼블도막의 절단상태 및 밑바탕 PP패널의 손상상태를 관찰했다.

또한 상술한 실시예 1과 동일한 방법으로 180。박리강도를 측정했다.

비교하기 위하여 카아본 블랙을 함유하지 않는 도막(C-0으로 약칭한다)을 동일한 방법으로 실시했다.

절단시험결과는 다음과 같다.

C-3

여자기 램프 입력 : 17A

(변조 펄스 반복 주파수 3KHz시의 평균출력 : 2.9W)

* 1 도막을 완전히 절단하지 않았으나, 절단선을 따라서 깨끗하게 벗길 수 있었기 때문에 양호하게(○') 평가했다.

* 2 밑바탕은 레이저 빛의 미소한 흔적이 있었으나, 물리적 성질이 변화하지 않기 때문에 양호하게(△) 평가했다.

C-5

여자기램프 입력 : 15A

(변조 펄스 반복 주파수 3HKz시의 평균출력 : 2.3W)

* 2 도막을 완전히 절단하지 않았으나 절단선을 따라서 깨끗하게 벗길 수 있었기 때문에 양호하게(○') 평가했다.

* 3 본 바탕은 레이저 빛의 미소한 흔적이 있었으나 물리적 성질이 변화하지 않았기 때문에 양호하게(△)평가했다.

C-10

여자기 램프 입력 : 17A

C-15

여자기 램프 입력 : 17A

C-20

여자기 램프 입력 : 17A

도막은 상당한 경도를 가졌다.

C-25

도막은 단단해졌고 또한 카아본 블랙이 분말상으로 탈락해서, 스트립퍼블 도막으로서 부적당했다.

C-0 (비교예 )

여자기 램프 입력 : 17A

레이저 빛은 스트립퍼블도막을 절단하는데 실패했을 뿐만아니라 테스트 패널 밑바탕에 손상을 입혔다.

접착력

[실시예 3]

염화비닐 25부, 디옥틸프탈레이트 25부를 아세트산부틸과 이소프로필알코올의 등량 혼합물 100부에 용해하고, 아조비스이소부티로니트릴 0.1부를 첨가하여 50-60℃에서 15시간 동안 중합시켰다. 그리고나서 카아본 블랙(상표명 : Mikrolith Black, BASF사 제조)을 첨가하고 고체 카아본블랙으로서 3부를 첨가하여 혼합하여 염화비닐졸을 얻었다. 이것을 실시예 1에서 사용한 것과 같은 PP테스트 패널 위에 도장하고 80℃에서 3분 동안 건조시켜 평균 두께 100-150μ의 본 발명의 스트립퍼블 도막을 얻었다.(카아본블랙에 대한 수지 함유율은 6%이었다.)

이 도막을 상술한 실시예 2와 동일한 방법으로 절단하였다.

그 결과는 다음과 같다.

여자기 램프 입력 : 17A

* 2 도막을 70%만 절단했으나, 절단선을 따라서 깨끗하게 벗길 수 있었기 때문에 양호하게(△) 평가했다.

180℃ 박리 강도는 150g/inch이었다.

[실시예 4]

본 실시예는 도막의 상층 및 하층이 공히 아크릴 에멀션으로 형성된 2층 구조의 스트립퍼블도막의 실시예이다.

환류냉각기, 온도계 및 교반기를 갗춘 2ℓ의 4구 플라스크에 순수 600g 및 DBS 2g을 넣고, 질소 가스를 플라스크내로 통과시키면서 70℃까지 가열하였다.

2EHA 500g, BA 400g, AA 30g 및 AN 70g을 혼합하여 혼합물의 1/10을 다른 용기에 따로 남겨두었다.

그리고나서 DBS 3g을 용해한 순수 400g에 나머지 단량체 혼합물을 서서히 적하시켜 첨가하여 단량체 에멀션을 제조했다. 온수를 포함하고 있는 상기 2ℓ플라스크에 과황산칼륨 5g을 첨가하고, 전에 남겨두었던 1/10의 혼합물을 첨가하여 1시간 동안 중합시킨 후 상기 제조한 단량체 에멀션을 4시간에 걸쳐서 첨가하고, 이 반응혼합물을 4시간동안 중합했다.

중합이 종결된 후 반응혼합물을 45℃ 이하로 냉각하고 14%의 암모니아수로 PH 7.5로 중화하여 수성 아크릴에멀션을 얻었다.

이 수성아크릴 에멀션에 카아본블랙 AM-9700(Dainichi Seika사 제조)을 고체 카아본블랙으로서 30g을 첨가하여 본 발명의 목적에 요구되는 점착력을 가진 도료(하층도료)를 얻었다.

PP로 만든 테스트패널(100×100×3mm) 위에 먼저 상술한 수성 아크릴에멀션(2EHA 50부, BA 40부, AN 7부, AA 3부의 조성, 수지함유율 50%)에 카아본블랙 3부를 첨가하여 제조한 하층도료를 도포하여, 건조했다.(평균막두께 40-50μ인 하도층)

다음에, 상술한 실시예 1과 동일한 방법으로 얻은 수성아크릴에멀션(MMA 10부, BA 55부, AN 33부, AA2부의 조성, 수지함유율 50%)에 카아본블랙 5부를 첨가하여 제조한 상층도료를 도포하여 건조했다.(평균막두께 50-70μ인 상도층), 따라서 2층 구조의 도막을 얻었다.

이것을 Q-스위치로 결합된 YAG레이저(SL-114F : NEC제)를 사용하여 여러가지의 발진조건하에서 절단했다.

절단 후, 상층의 절단상태 및 밑바탕의 PP패널의 손상상태를 관찰했다.

(1) 도장조건

(a) 스프레이도장

(b) 80℃에서 5분간 건조(하층부 및 상층부 각각에 대해서)

(2) 레이저 절단조건

(a) 레이저 : SL-114F(출력 20W) 및 SL-231B(NEC 제)

(b) 여자기 입력 : 17A(변조펄스 반복주파수 3KHz시의 평균출력 : 2.9W

(c) 모드 : 싱글모드

(d) 절단속도 : 50mm/sec

변조펄스 반복주파수 500Hz 이하에서 도막의 절단은 만족스럽지 못했다. 30KHz 이상에서는 도막은 지나치게 절단되어 밑바탕에 손상을 입혔다. 변조펄스 반복주파수 1-20KHz까지, 막은 밑바탕에 손상을 입히지 않고 깨끗히 절단되었고, 막을 벗겨내어 미려한 경계선을 만들었다. 도막의 밑바탕과의 접착력은 180。 박리강도로 300g/inch 이었다.

[실시예 5]

본 실시예는 하층의 짐착도료는 아크틸에멀션, 상층도료는 염화비닐졸로된 2층이 수지도료로 구성되는 스트립퍼블도막에 관한 실시예이다.

하층점착도료(수지함유율 47.5%의 수성 에멀션)

BMA 42부

BA 55부

AA 3부

카아본블랙 3부(후첨가)

상층도료

염화비닐졸 100부(처방은 실시예 3과 동일)

카아본블랙 3부

하층접착층 평균두께 : 50-70μ

상층도료 평균두께 : 40-50μ

밑바탕과의 접착력 : 180g/inch

(180。 박리강도)

변조펄스 반복주파수 1-20KHz의 범위에서 밑바탕에 손상을 입히지 않고 깨끗하게 도막을 절단할 수 있다.

[비교예 1]

하층점착층이 카아본블랙을 함유하지 않는 깨끗한 층인것 이외에는 실시예 4와 동일한 절차를 반복했다. 상세히는 다음과 같다.

하층점착도료

2EHA 50부

BA 40부

AN 7부

AA 3부

100부(수지함으물 50%)

상층도료

MMA 22부

BA 50부

AN 25부

AA 3부

카아본블랙 5부(후첨가)

100부(수지함유을 50%)

하층점착층 평균두께 : 60-80μ

상층도료 평균두께 : 50-70μ

밑바탕과의 접착력 : 310g/inch

(180° 박리강도)

하층에 카아본블랙을 함유하지 않는 경우, 상층도막이 어느정도 절단되면 레이저광선을 밑바탕의 PP에 손상을 입혔다. 즉, 접착층은 완충역할을 수행하지 못했다.

[비교예 2]

상층도막이 카아본블랙을 함유하지 않는 깨끗한 층인것 이외에는 실시예 4와 동일한 절차를 반복했다. 상세히는 다음과 같다.

하층점착도료

2EHA 50부

BA 40부

AN 7부

AA 3부

카아본블랙 3부(후첨 가)

103부(수지함유을 50%)

상층도료

MMA 22부

BA 50부

AN 25부

AA 3부

100부(수지함유을 50%)

(1) 상층도막이 전혀 절단되지 않아서, 도막은 절단선을 따라서 벗겨낼수 없었고, 전체가 연속적으로 남아있었다.

(2) 하층은 변조펄스 반복주파수 3-5KHz에서 절단했으나, 20KHz에서 재융합하였다(다만 재융함 영역은 카아본블랙이 없어져서 투명한 줄무늬를 만들었다).

(3) 밑바탕 PP는, 카아본블랙이 없어진 상층과 하층으로 구성되는 점착도막의 대응부분에서 손상을 입었다. 즉, 밑바탕은 레이저 빛이 상층에 의해 차단되는 부분에서 손상을 입었다. 또한, 높은 변조펄스 반복주파수에서, 밑바탕은 하층의 재융합에도 불구하고 손상을 입었다. 도막의 밑바탕과의 접착력은 180。박리강도로 280g/inch 이었다.

[비교예 3]

하층이, 상층도료와 동일한 도막구성 특성 및 도막강도를 갖는 도료로 형성되는것 이외에는 실시예 4와 동일한 절차를 반복했다.

하층도료

MMA 22부

BA 50부

AN 25부

AA 3부

카아본블랙 5부(후첨가)

105부(수지함유율 50%)

하층도막 평균두께 : 30-50μ

상층도막 평균두께 : 30-50μ

도막접착력(180。박리강도) : 100g/inch

(1) 상층도막을 절단했을때 조차도, 하층도막이 절단되지 않으면 도막은 벗겨낼 수 없었다. 따라서 도막의 박리성은 약했다.

(2) 상, 하층의 양쪽을 절단할 수 있는 영역에서는, 밑바탕은 레이저 광선에 의해 손상을 입었다. 따라서 밑바탕에 손상을 입히지 않고 절단할 수 있는 범위는 좁았다.

[실시예 6]

본 예는 무기충전제를 함유한 2층구조의 스트립퍼블도막의 실시예를 나타낸다. BMA 54중량부, BA 42중량부, 메타크릴산(MAc) 2중량부 및 아크릴아미드(AM) 2중량부를 통상의 방법으로 공중합시켜 농도 50%인 아크릴에멀션을 얻었다. 이 아크릴에멀션에 수성의 카아본 블랙 안료(EP 510BR, Dainichi Seika사 제조)를 4부(고형분으로 환산한)첨가하여 도료 I을 얻었다.

다음에, AN 30부, BA 52부, MMA 11부, HEM 3부 및 MAC 2부를 통상의 방법으로 공중합시켜 농도 50%인 아크릴에멀션을 얻었다. 이 아크릴에멀션에 상기 카아본블랙 안료를 4부(고형분으로 환산한) 첨가했다. 다시 이 아크릴에멀션에 탄산칼슘 슈퍼 S.Maruo Calcium사 제조)을 수지 100부에 대해서 40부(고형분으로 환산한) 첨가혼합하여 도료 II를 얻었다.(표 6-1중의 6-1)

마찬가지로 6-2∼6-5의 도료 I 및 I I도 표 6-1에 표시된 배합으로 하여 제조했다. PP로 만든 테스트 패널(10cm×10cm×3cm)에 도료 I에 스프레이건으로 건조후의 두께가 약 50μ 외도록 도포하고, 80℃에서 30분간 건조했다. 계속해서, 도료 II를 건조후의 두께가 약 50μ이 되도록 도포하고, 80℃에서 5분간 건조했다.

[표 6a]

(단위 : 중량부)

완성한 테스트패널을 다음의 조건하에서 레이저로 절단했다. 스트립퍼블도막의 절단상태 및 밑바탕 PP패널의 손상상태를 관찰했다.

6-4에서, 탄산칼슘 60부를 함유하는 도료 II는 대단히 점도가 높았고, 분산이 불량하였다. 또한 도포성은 나쁘고 테스트패널은 작성할 수 없었다.

(1) YAG레이저

YAG레이저 주장치 : SL-114F(NEC 제조)

Q-스위치 발진기 : SL-231B(NEC 제조)

(2) 발진조건

싱글모드

반사경 제어방법

(3) 절단조건

Q-스위치 발진조건(반복주파수)과 램프 입력전류를 변화시킴에 의해 레이저 출력을 변화시키면서 테스트패널을 절단했다.

(a) 펄스반복주파수 범위 : 1∼30KHz

(b) 램프입력전류 : 14-19A

상기의 조건하에서 각시료를 절단하고 그 결과를 제 3 도∼6도에 표시했다.

제 3 도∼6 도에서, 그래프의 횡축은 램프입력전류와 펄스반복주파수에 의해 변하는 레이저출력(W)으로 표시한다. 출력은 출력계로부터 읽을 수 있다. 그래프의 종축은 Q-스위치 발진기의 펄스반복주파수를 표시한다.

그래프의 좌측에 있는 실선 1은 상층도막의 절단상태의 경계선을 표시힌다. 즉 상층도막은 실선 1의 좌측부분에서는 절단할 수 없고, 반면에 우측부분에서는 절단할 수 있다. 그래프의 우측에 있는 실선 2는 PP로 만든 테스트페널에 대한 손상의 경계선을 표시한다. 즉, 테스트패널은 실선 2의 왼쪽부분에서는 손상을 입지 않으나, 우측부분에서는 레이저 광선에 의해 손상을 입었다.

따라서 좌측실선 1의 우측부분(상층도막이 절단될 수 있는 부분)과 우측실선 2의 좌측부분(테스트패널이 손상을 입지 않은 부분)과의 겹치는 부분이 본 발명에서 기대되는 바람직한 결과이다.

그래프들은 효과의 크기가 중복 부분의 넓이를 기초로하여 평가될 수 있다는 것을 보여준다. 그렇지만 표 6-1에 펄스반복주파수 5KHz시의 레이저 출력의 허용범위는 기준으로서 "평가"의 제목하에 표시하였다.

그래프에 표시된 측정점(○ 또는 ×)의 각쌍에서 왼쪽 것은 도막의 절단성을, 오른쪽 것은 테스트패널의 손상정도를 표시한다.

판정은 다음의 기준으로 평가했다.

(1) 도막의 절단성

○=상층도막을 완전히 절단하였고, 그 막을 깨끗하게 벗겨 미려한 경계를 만들어냈다.

△=상층도막의 일부분은 절단되지 않았으나, 절단선을 따라서 막을 깨끗하게 벗길 수 있었다. 그러나, 경계의 마무리의 정밀성은 현재의 마스킹 수법으로 얻을 수 있는 정도였다.

×=상층도막은 절단되지 않았다.

(2) 밑바탕 PP패널의 손상상태

○=전혀 손상을 입지 않았다.

△=표면에 미소한 손상을 입었다.

×=레이저광선이 통과한 자리에 깊은 흠집이 생겼다.

작도한 4개의 그래프들로부터 볼 수 있는 바, 밑바탕에 대한 손상없이 막을 절단할 수 있는 레이저출력범위는 6-3(제 5 도) 및 6-5(제 6 도)에서 약 2W였다. 그렇지만, 무기충전제를 적당량 가한 6-1(제 3 도) 및 6-2(제 4 도)에서는, 레이저 출력범위는 4.5W~5W로 범위가 넓었고 이용성이 높다는 것을 보여준다. 180。박리강도로 나타낸 밑바탕에 대한 접착력은 다음과 같다.

[실시예 7]

본 예에서는 알루미늄분말을 함유한 2층구조의 스트립퍼블도막의 실시예를 나타낸다.

2EHA 93부, DVB 5부, MAc 1부 및 AM 1부를 통상의 에멀션 중합법에 따라서 공중합시켜 수성아크릴에멀션을 얻었다. 여기서 수성의 카아본블랙안료(EP 510BR ; Dainichi Seika 사 제조)를 수지함량에 대해서 4부, 도료용 그레이드의 알루미늄분말(Toyo Aluminum사 제조)을 수지함량에 대하여 15% (dry/dry)첨가하여 점착성이 있는 도료 I을 얻었다.

한편, AN 30부, BA 52부, MMA 11부, HEMA 3부 및 MAc 2부를 상술한 방법으로 농도 50%인 수성아크릴에멀션을 얻었다.

여기서 수성카아본블랙안료를 4% (고형분으로 환산한)첨가하여 도료 II(표 7-1중의 7-1)를 얻었다. 도료 II로 형성한 도막은 고강도였고, 하나의 도막으로서 쉽게 벗겨질 수 있었으며, 이것을 점착특성위에 보여주었다.(접촉법에 의해 테스트한 경우)

마찬가지로 7-2∼7-4의 도료 I 및 II도 표 7-1에 표시한 배합으로 하여 제조했다.

PP로 만든 테스트패널(100×100×3mm)에 도료 I을 스프레이건으로 건조후의 막두께가 40∼50μ되도록 도포하고, 80℃에서 5분간 건조하였다. 계속해서, 도료 III을 건조후의 막두께가 80∼100μ되도록 도포하고, 80℃에서 5분간 건조했다. 따라서 2층구조의 도막을 가진 테스트패널을 작성했다. 이 테스트패널을 상술한 실시예 6과 동일한 조건하에서 레이저절단했다. 스트립퍼블도막의 절단상태 및 밑바탕 PP패널의 손상상태를 관찰하여 실시예 6과 마찬가지로 그래프화하여 제 7 도∼제 10 도를 얻었고, 실시예 6과 마찬가지로 평가를 표 7-1의 평가란에 표시하였다. 도막의 밑바탕과의 접착력(180° 박리강도)도 역시 표 7-1에 표시하였다.

[표 7a]

[산업상의 이용가능성]

상세히 상술한 바와같이, 본 발명의 스트립퍼블도막은 마스킹성이 우수하고, 레이저 광선에 의한 절단이 용이하고 동시에 안정하게 행할 수 있다. 본 발명의 도장방법은 경계선의 마무리를 미려하게 달성할 수 있게 해준다. 따라서 본 발명은 다색도장이 행하여지는 여러가지 분야에서 널리 이용가능하다.

Claims

도막중의 수지성분 100중량부에 대하여 카아본블랙 1∼20중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 1 항에 있어서, 밑바탕과의 접착력이 180° 박리강도로 20∼1000g/inch인 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 1 항에 있어서, 수지성분이 아크릴로니트릴 25∼40중량부, 부틸아크릴레이트 65∼40중량부 및 (메타)아크릴산 0.5∼10중량부를 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 1 항에 있어서, 수지성분이 염화비닐수지인 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 4 항에 있어서, 염화비닐수지 100중량부에 대하여 가소제 24-150중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 5 항에 있어서, 가소제가 프탈산 알킬에스테르, 직쇄 2염기산 알킬에스테르 또는 인산에스테르인 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 1 항에 있어서, 카아본블랙이 퍼니스블랙, 램프블랙, 써멀블랙, 아세틸렌블랙 또는 독일 퍼니스블랙인 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
2층의 수지도막으로 구성되는 스트립퍼블도막에 있어서, 피도장물에 접촉하는 하층의 도막이, 도막중에 카아본블랙을 1∼20중량부(수지성분에 대해)함유하고, 점착력을 갖는 것이며, 표면측의 상층도막이 도막중에 카아본블랙을 1∼20중량부(수지 성분에 대해)함유하고, 유연성을 가지며, 표면 택(tack)이 없는 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 8 항에 있어서, 하층도막의 수지성분이 아크릴, 비닐아세테이트 또는 에틸렌-비닐아세테이트이고, 밑바탕에 대한 접착력이 180° 박리강도로 20∼1000g/inch인 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 8 항에 있어서, 상층도막의 수지성분이 아크릴로니트릴 25∼40중량부, 부틸아크릴레이트 65∼40중량부 및 (메타)아크릴산 0.5∼10중량부를 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 8 항에 있어서, 하층 또는 상층도막이 수지성분 100중량부에 대해서 평균입자직경 0.1∼10μ의 무기충전제를 5∼50중량부 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
제 8 항에 있어서, 하층도막이 수지성분 100중량부에 대하여 알루미늄분말1∼40중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 스트립퍼블도막.
도막중에 카아본블랙을 1∼20중량% (수지성분에 대해) 함유하는 스트립퍼블페인트를 피도장물에 도포한후, 스트립퍼블 페인트를 건조하고, 형성도막을 YAG레이저광선으로 절단하고, 레이저 절단한 불필요한 부분의 도막을 박리한후, 박리부분에 최종도장을 실시하고, 이런후 마스킹도막이 남아있는 부분을 박리하는 것을 특징으로 하는 경계선의 완성이 미려한 도장방법.
제 13 항에 있어서, YAG러이저에 Q스위치 발진장치를 설치하고, 펄스반복주파수 500Hz∼10KHz에서 Q스위치를 작동시켜, 피도장물표면에 손상을 입히지 않고, 단지 표면의 스트립퍼블도막만을 깨끗하게 절단하는 것을 특징으로 하는 경계선의 완성이 미려한 도장방법.
피도장물에 접촉하는 층으로서 도막중에 카아본블랙을 1∼20중량%(수지성분에 대해) 함유하는 점착력을 가진 도료를 도포하여 하층도막을 형성하고, 다음에는 표면측의 층으로서 도막중에 카아본블랙을 1∼20중량%(수지성분에 대해)함유하고, 유연성을 가지며, 하층도막에 대해서 도막형성 특성을 가지는 상층도막을 형성하고 2층구조로된 스트립퍼블도막을 형성하고, YAG레이저광선을 사용하여 표면층의 도막만을 절단하고, 레이저로 절단한 표면층의 불필요한 부분을 밑부분의 점착층과 함께 박리한후, 박리부분에 최종 도장을 실시하고, 스트립퍼블도막의 남은 부분을 박리하는 것을 특징으로 하는 경계선의 완성이 미려한 신규한 도장방법.
제 15 항에 있어 서, YAG레이저에 Q스위치발진장치를 설치하고, 펄스반복주파수 500KHz∼30KH에서 Q스위치를 작동시켜 피도장물표면에 손상을 입히지 않고 단지 표면의 스트립퍼블도막만을 깨끗하게 절단하는 것을 특징으로 하는 경계선의 완성이 미려한 도장방법.