KR950009163B1

KR950009163B1 - 수지 성형체의 정전 도장 방법

Info

Publication number: KR950009163B1
Application number: KR1019900013907A
Authority: KR
Inventors: 히데까즈 후지와라; 겐지 모또가미; 시게오 모리
Original assignee: 간또오 지도오샤 고오교오 가부시끼가이샤; 안도오 다까또시; 다이이찌 고오교오 세이야꾸 가부시끼가이샤; 스기야마 도모오
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1995-08-16
Also published as: JPH03101875A; US5137748A; DE69016322D1; CA2025211A1; EP0418066A2; EP0418066A3; KR910006386A; EP0418066B1; DE69016322T2

Abstract

내용 없음.

Description

수지 성형체의 정전 도장 방법

본 발명은 수지 성형체의 정전 도장 방법에 관한 것이다.

종래의 수지 성형체의 정전 도장으로서는, 예컨대, 일본국 특허 공개 소 50-66538호에 기재된 바와 같이, 수지 성형체 표면에 도전성 금속 분말을 함유한 도전 도표를 도포하는 것등으로서 도전성 프라이머(primer)층을 형성시켜, 도전성을 갖게하는 것으로 정전 도장을 행하는 방법, 및 카본 블랙, 카본 섬유 및 도전성 운모등의 무기질계 고전 물질을 수지 성형체 원료에 이겨넣어 성형하고, 정전 도장을 행하는 방법등이 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 수지 성형체의 정전 도장법은 다음과 같은 결점이 있었다. 실용성에 문제가 있었다.

예컨대, 일본국 특허 공개 소 50-66538호에 기재된 바와 같이, 수지 성형체 표면에 도전성 프라이머층을 형성시키는 경우에는 수지 성형체 표면과 표면에 도장된 도전성 프라이머와의 밀착성이 나쁘고, 이것을 개량하기 위해서는, 많은 종류의 도전성 프라이머층을 다층으로 맞붙여 형성시키지 않을 수 없으며, 이 때문에 도전성이나 생산성에 문제를 일으킬 뿐만 아니라, 많은 종류의 도전성 프라이머의 사용에 의한 도포시의 손실이나 비용면에서도 문제가 있었다.

또한, 카본 블랙, 카본 섬유 및 도전성 운모등의 도전성 물질을 이겨넣어 정전 도장하는 경우에는, 이들 물질을 수지 성형체 원료에 다량으로 이겨넣지 않을 수 없기 때문에, 수지 성형체의 물질 열화를 일으키기 쉽고, 또한, 수지 성형체의 착색에 의하여 정전 도장 표면의 색상에 영향을 주는 등의 문제가 있었다.

본 발명은, 이와 같은 종래법의 결점을 해소하고, 수지물성 및 색상을 실질적으로 해치는 일 없이, 수지성형체에 도착성(塗着性) 및 부착성이 우수한 정전 도장을 실시할 수 있는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명에서는, 수지 성형체 원료에 특정한 폴리에테르 물질과 전해질염의 착체를 이겨넣고, 성형후, 성형체 표면을 플라스마 처리하는 것에 의하여, 성형체 표면을 정전 도장 특성이 적합한 것으로 개질시킬 수 있다는 것을 발견하고, 상기의 과제를 해결 하였다.

즉, 본 발명의 방법은, 수지 성형체 원료에, 알킬렌 옥사이드의 중합체 및 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택된 폴리에테르와 이것들에 가용성인 전해질염과의 착체를 이겨넣고, 그 혼련물을 성형시키며, 얻어진 성형체 표면을 플라스마 처리한후, 이 성형체 표면에 하전을 갖는 도료를 분무 부착시키는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에서는, 수지에 이겨넣은 상기 착체의 가용성 전해질염의 양이온이 폴리에테르내의 에테르 결합 산소를 통하여 이동 가능하기 때문에, 수지의 이온 도전성을 부여하며, 그 저항치를 저하시키는 것이며, 이것이 성형후에 더욱 실시되는 플라스마 처리에 의한 표면 저항치의 저하와 상승 효과를 발휘하고, 성형체 표면에, 정전 도장에 대단히 적합한 저항치를 부여하여, 종래에 없던 도전성이 우수한 정전 도장을 가능케 한다.

본 발명에서는, 수지 성형체 원료로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, ABS 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아세탈 수지, 페놀 수지 등의 표면 저항치가 높은 수지가 어느것이라도 사용될 수 있다.

또한, 수지 성형체 원료에 이겨넣은 착체에 사용되는 폴리에테르로서는, 전술한 바와 같이, 알킬렌 옥사이드 중합체 및 공중합체가 어느것이라도 사용될 수 있지만, 특히 탄소수 4이상의 알킬렌 옥사이드의 중합체 및 탄소수 4이상의 알킬렌 옥사이드를 10wt% 이상 함유하는 블록형 또는 랜덤형 알킬렌 옥사이드 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 일반적으로, 이 종류의 폴리에테르는, 출발 물질로서 하기와 같은 활성 수소 함유 화합물을 사용하여, 중합 반응시킨 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 메탄올, 에탄올 등의 모노알콜, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올 등의 디알콜, 글리세린, 트리메틸롤프로판, 솔비톨, 수크로오스, 폴리글리세린 등의 다가 알콜, 모노에탄올아민, 에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민, 2-에틸헥실아민, 헥사메틸렌 디아민 등의 아민 화합물, 비스페놀 A, 하이드로퀴논 등의 페놀성 활성 수소 함유 화합물 등이 있으며, 알콜류의 사용이 특히 발맞기하다.

이어서, 이러한 중합 반응에 사용되는 알킬렌 옥사이드의 대표적인 것으로서, 탄소수 4이상의 알킬렌 옥사이드를 언급하면, 다음과 같다. 예컨대, 1,2-에폭시부탄, 1,2-에폭시펜탄, 1,2-에폭시헥산, 1,2-에폭시헵탄, 1,2-에폭시옥탄, 1,2-에톡시노난 등의 탄소수 4-9의 α-올레핀 옥사이드, 더욱이, 탄소수 10이상의 α-올레핀 옥사이드, 스티렌 옥사이드류 등이 어느것이라도 효과적으로 사용될 수 있으며, 특히 탄소수 6-20의 α-올레핀 옥사이드의 사용이 바람직하다.

폴리에테르는, 상기 알킬렌 옥사이드의 배열 순서예는 특별한 제한은 없으며, 단독 중합체 혹은 블록형 또는 랜덤형 공중합체 어느것에 있어서도 좋지만, 특히 탄소수 4이상의 알킬렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와의 블록형 또는 랜덤형 공중합체인 것이 바람직하며, 이때, 탄소수 4이상의 알킬렌 옥사이드는 10wt% 이상인 것이 필요하고, 특히 50wt% 이상인 것이 바람직하다. 중합체의 말단은 메틸기, 에틸기 등의 알킬기로 붕쇄되어도 좋다. 또한, 폴리에테르의 분자량은 1,000-100,000인 것이 바람직하다.

더욱이, 이와 같은 폴리에테르와 착체를 구성하는 가용성 전해질염으로서는, 염화 리튬, 브롬화 리튬, 요오드화 리튬, 질산 리튬, 과염소산 리튬, 티오시안산 리튬, 브롬화 나트륨, 요오드화 나트륨, 티오시안산 칼륨, 요오드화 칼륨등의 무기 이온염을 들 수가 있으며, 그 첨가량은 폴리에테르에 대하여 0.5-10wt% 정도인 것이 바람직하다.

상기의 폴리에테르와 가용성 전해질염과는 착체의 사용량은, 수지성형체 원료에 대하여 1-10wt%, 특히 1-5wt%인 것이 바람직하다. 10wt% 이상의 첨가는 도전성이 향상에는 바람직하지만, 수지와의 상용성에 관한 관점에서는 물성 저하 및 표면 블리드(bleed)를 일으켜서, 큰 이점은 없다.

폴리에테르와 가용성 전해질 염과의 착체를 형성시키는 방법으로서는, 미리 물, 메탄올, 메틸에틸케톤, 테트라하이드로퓨란, 아세톤, 염화 메틸렌 등의 폴리에테르와 상용성이 높은 단독 또는 혼합용액에 가용성 전해질염을 용해시키고, 이 용액과 폴리에테르를 균일하게 혼합하여, 착체 용액을 조절한 후, 용매를 제거하여, 착체를 얻는 방법이 바람직하다.

폴리에테르와 가용성 전해질염의 착체를, 수지 성형체에 이겨넣는 방법으로서는 2축식 압출기, 열 롤러식등, 일반적으로 사용될 수 있으며, 수지 성형체의 성형 방법으로서도 사출 성형, 압출성형, 칼렌더 가공, 압축성형, SCM 법등, 일반적으로 사용되는 방법이 어느것이라도 사용될 수 있다.

플라스마 처리는, 고주파 방전, 마이크로파 방전 등으로 저압의 산화성 가스, 예컨대, 산소, 또는 이것에 질소, 아르곤 등의 혼입시킨 가스를 여기(exitation) 시켜 활성 가스를 발생시키고, 이것을 피처리물(성형체)의 표면에 접촉시키는 방법을 사용하지만, 그때의 압력은 통상 0.1-5르트, 바람직하게는 0.2-1.0토르이고 온도는 40-100℃ 전도이며, 처리 시간은 10초-10분 정도로 좋다.

또한, 처리 가스는 산소 18-90 용량%인 것이 바람직하다.

정전 도장 방법으로서는, 전기 원심력, 공기 에어레스 분무식(airless spraying) 도장기 등에 의한 방법이 어느 것이라도 사용될 수 있고, 인가 전압은 -60KV∼-120KV 정도이면 좋다. 또한 도료의 종류는 우레탄계, 알크릴계, 아키드계, 멜라민계 등, 통상적으로 사용되고 있는 도료가 어느것이라도 사용될 수 있다.

[실시예 1]

1,4-부탄디올 45g을 출발물질로 하고, 촉매로 수산화칼륨을 사용하여, 상법으로 1,2-에폭시부탄 55g을 순서대로 도입한후, 탈염 정제하여 분자량 1.100(수산기가로부터 산출), K⁺0.23ppm의 폴리에테르 55g을 얻었다.

상기의 폴리에테르 500g중에, 과염소산 리튬 25g을 메탄올 100g에 용해시킨 용액을 가하고, 교반하여 균일한 용액으로 만든후, 이 용액중의 메탄올을 감압 톱핑(topping)하여, 착체를 얻었다.

이 착체 30g과 폴리프로필렌 수지 1㎏을 이축 압출기로 180℃, 10분간 혼련하고, 같은 온도에서 2분간, 50㎏/㎠의 가압에 의한 열 프레스법으로 성형(230㎜×230㎜×3㎜)하고, 얻어진 성형체의 표면을 가스 유량 6.75ℓ/분, 산소 89용량%, 질소 11용량%, 압력 0.2㎜Hg, 온도 40℃, 출력 1200W로 1분간 플라스마 처리하여, 시험편을 제작하였다.

이어서, 시험편을 어쓰시키고, 정전압 -60KV, 레시프로스 토로크 400㎜, 취부 거리 300㎜, 콘베이어 속도 2.2m/분의 도장기(랑즈바그·게마 사 제 μμBEL 30ø)로 우레탄 도료를 도포하였다.

[실시예 2]

에틸렌 글리콜 32g을 출발물질로 하고, 촉매로 수산화칼륨을 사용하여, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌옥사이드 혼합물(몰비 4 : 1) 667g을 반응시키고, 그후, 더욱 탄소수 12의 α-올레핀 옥사이드 496g, 프로필렌 옥사이드 1,334g을 혼합 반응시키고, 탈염 정제하여 분자량 4,970(수산기가로부터 산출), K⁺0.16ppm의 폴리에테르 5,140g을 얻었다.

상기의 폴리에티르 500g중에, 과염소산 리튬 25g을 메탄올 100g에 용해시킨 용액을 가하고, 교반하여 균일한 용액으로 만든후, 이 용액중의 메탄올을 감압 톱핑하여, 착체를 얻었다.

이 착체 70g과 폴리프로필렌 수지 1kg을 2축 압출기로 180℃, 10분간 혼련하고, 이 혼련물을 같은 온도에서 2분간, 50㎏/㎠의 가압에 의한 열 프레스법으로 성형(230㎜×230㎜×3㎜)하고, 얻어진 성형체의 표면을 가스 유량 6.75ℓ/분, 산소 89용량%, 질소 11용량%, 압력 0.2㎜Hg, 온도 40℃, 출력 1200W로 1분간 플라스마 처리하여, 시험편을 제작하였다.

이어서, 시험편을 어쓰하고, 정전압 -60KV, 레시프로스트로크 400㎜, 취부 거리 300㎜, 콘베이어 속도 2.2m/분의 도장기(랑즈바그·게마 사 제 μμBEL 30ø)로 우레탄 도료를 도포하였다.

[실시예 3]

에틸렌 글리콜 32g을 출발물질로 하고, 촉매로 수산화칼륨을 사용하여, 상법으로 1,2-에폭시부탄 1,680g을 순서대로 도입한 후, 탈염 정제하여 분자량 3,100(수산기가로부터 산출), K⁺0.17ppm의 폴리에테르를 1,690g을 얻었다.

상기의 폴리에테르 500g중에, 티오시안산 칼륨 25g을 아세톤 200g에 용해시킨 용액을 가하고, 교반하여 균일한 용액으로 만든후, 아세톤을 감압 톱핑하여, 착체를 얻었다.

이 착체 50g과 폴리프로필렌 수지 1㎏을 이축 압출기로 180℃, 10분간 혼련하고, 이 혼련물을 같은 온도에서 2분간, 50㎏/㎠의 가압에 의한 열 프레스법으로 성형(230㎜×230㎜×3㎜)하고, 얻어진 성형체의 표면을 가스 유량 6.75ℓ/분, 산소 89용량%, 질소 11용량%, 압력 0.2㎜Hg, 온도 40℃, 출력 1200W로 1분간 플라스마 처리하여, 시험편을 제작하였다.

[실시예 4]

솔비톨 45g을 출발물질로 하고, 촉매로 수산화칼륨을 사용하여, 상법으로 에틸렌 옥사이드 2,500g, 탄소수 6의 α-올레핀 옥사이드, 5,500g을 순서대로 도입한후, 탈염 정제하여 분자량 29,700(수산기가로부터 산출), K⁺0.35ppm의 폴리에테르 7,400g을 얻었다.

상기의 폴리에티르 500g중에, 과염소산 리튬 25g을 메탄올 100g에 용해시킨 용액을 가하고, 교반하여 균일한 용액으로 만든후, 메탄올을 감암 톱핑하여, 착체를 얻었다.

이 착체 50g과 폴리프로필렌 수지 1㎏을 이축 압출기로 180℃, 10분간 혼련하고, 같은 온도에서 2분간, 50㎏/㎠의 가압에 의한 열 프레스법으로 성형(230㎜×230㎜×3㎜)하고, 얻어진 성형체의 표면을 가스 유량 6.75ℓ/분, 산소 89용량%, 질소 11용량%, 압력 0.2㎜Hg, 온도 40℃, 출력 1200W로 1분간 플라스마 처리하여, 시험편을 제작하였다.

이어서, 시험편을 어쓰하고, 정전압 -60KV, 레시프로스트로크 400㎜, 취부거리 300㎜, 콘베이어 속도 2.2m/분의 도장기(랑즈바그·게마 사 제 μμBEL 30ø)로 우레탄 도료를 도포하였다.

[비교예]

폴리프로필렌 수지 1kg을 이축 압출기로 180℃, 10분간 혼련하고, 같은 온도에서 2분간, 50kg/cm2의 가압에 의한 열 프레스법으로 성형(230㎜×230㎜×3㎜)하고, 이 성형체의 표면을 가스 유량 6.75ℓ/분, 산소 89용량%, 질소 11용량%, 압력 0.2㎜Hg, 온도 40℃, 출력 1200W로 1분간 플라스마 처리하여, 시험편을 제작하였다.

이어서, 시험편을 어쓰하고, 정전압 -60KV, 레시프로스트로크 400㎜, 취부 거리 300㎜, 콘베이어 속도 2.2m/분의 도장기(랑즈바그·게마 사 제 μμBEL 30Φ)로 우레탄 도료를 도포하였다.

실시예 1-4 및 비교예에서 얻은 제품에 정전 도장한 도료의 막 두께 및 도착 효율은 다음과 같았다.

또한 실시예 1-4 및 비교예에서 얻은 제품의 그 외의 다른 물성 및 색상등에서는, 실질적인 차이는 인정되지 않았다.

본 발명에서는, 종래의 정전 도장이 곤란하였던 표면 저항치가 높은 수지에 대하여, 그 물성을 해치는 일없이, 도착효율 표면 외관이 우수한 품질 좋은 정전 도장을 가능하게 한다.

Claims

탄소수 4이상의 알킬렌 옥사이드의 중합체 및 탄소수 4이상의 알킬렌 옥사이드를 10wt% 이상 함유하는 블록형 또는 랜덤형 알킬렌 옥사이드 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되며 분자량은 1,000-100,000 폴리에테르와 염화 리튬, 브롬화 리튬, 요오드화 리튬, 질산 리튬, 과염소산 리튬, 티오시안산 리튬, 브롬화 나트륨, 요오드화 나트륨, 티오시안산 칼륨, 요오드화 칼륨, 리튬설포네이트, 유기 설폰산염 및 유기 인산염으로 이루어지는 군으로부터 선택되며 상기 폴리에테르에 가용성인 전해질 염과의 착체를 수지와 혼합하고 이 혼합물을 성형시킨 후, 얻어진 성형체 표면을 플라즈마 처리한 후, 이 성형체 표면에 하전을 갖는 도표를 분무 부착시키는 것을 특징으로 하는 수지 성형체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 전해질염이, 폴리에테르에 대하여 0.5-10중량%의 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 착체가 수지에 대하여 1-10중량%의 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.