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KR910004820B1 - 플라스틱의 정전 코팅용 전도제와 정전 코팅된 플라스틱 성형품 - Google Patents

플라스틱의 정전 코팅용 전도제와 정전 코팅된 플라스틱 성형품 Download PDF

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KR910004820B1
KR910004820B1 KR1019880011674A KR880011674A KR910004820B1 KR 910004820 B1 KR910004820 B1 KR 910004820B1 KR 1019880011674 A KR1019880011674 A KR 1019880011674A KR 880011674 A KR880011674 A KR 880011674A KR 910004820 B1 KR910004820 B1 KR 910004820B1
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electrostatic
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electrostatic coating
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가쓰히꼬 다까하시
요시하루 스즈끼
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폴리플라스틱스 가부시끼가이샤
고니시 히꼬이찌
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Abstract

내용 없음.

Description

플라스틱의 정전 코팅용 전도제와 정전 코팅된 플라스틱 성형품
본 발명은 저극성인 고결정성 플라스틱 정전코팅(electrostatic coating)에서 프라이머(primer)로 유용한 전도제(conductive agent)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 정전 코팅 효율이 확실히 증가하고, 코팅된 플라스틱에 대하여 높은 습윤력이 존재하며, 정전 피막의 접착력을 억제하지 않는 전도제와, 동시에 이 전도제를 사용하여 정전기적으로 코팅한 플라스틱 성형품에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 정전 코팅법은 목적물과 스프레이-코팅 장치사이의 정전력 선을 형성하기 위하여 그것들 사이에 고전압 DC를 인가하고, 정전력 선을 따라 목적물의 표면에 안개의 형태로 전하를 띤 페인트의 접착으로 이루어진다. 페인트의 소비 손실은 일반적인 스프레이 코팅법보다 훨씬 낮다(약
Figure kpo00001
배). 이 방법의 또 다른 장점은 피막이 그늘진 곳을 포함하는 목적물의 전 표면에 균일하게 형성할 수 있는 것이다. 그러므로 이런 정전 코팅 방법은 널리 사용된다. 정전 코팅 방법을 비전도성 플라스틱과 같은 비전도성 물질을 코팅하기 위하여 사용할 때에, 전도제는 그것을 전도성으로 만들기 위하여 목적물에 프라이머로 사용한다. 즉, 전도제는 전도성 막을 형성하기 위한 비전도성 물체의 표면에 칠하면, 이 막은 정전 코팅에서 전도성을 띠게 된다.
상술한 목적을 달성하기에 유용한 전도제의 예를 들면, 다양한 양쪽성 물질들과, 동시에 양이온계, 음이온계 및 바이온계 전도성 유기물질들이 있다. 그것들을 적당한 용매에 적당히 희석하고, 그 용액을 정전 코팅전에 극히 얇은 프라이머 층을 형성하기 위하여 목적물의 표면에 칠한다. 그렇지만, 공지의 전도제는 주로 정전기적 효율을 증가시키기 위하여 제조하여 왔으며, 목적물에 정전기적 피막의 접착 효과는 아직까지 거의 연구되지 않았다. 폴리아세탈과 폴리에스테르 수지와 같은 매우 낮은 극성 및 빈약한 접착력만을 갖는 고결정성 플라스틱를(이하 및 경우에서 코팅하기 어려운 플라스틱이라 한다.)의 정전 코팅 방법을 연구하는 동안에, 본 발명자들은 다음의 문제에 부딪히게 되었다. 코팅하기 어려운 플라스틱을 정전 코팅할 때에, 프라이머 층으로 사전에 전도성 막을 형성하는 것이 필요 불가결할지라도, 종래의 전도제는 상기 플라스틱에 매우 낮은 접착력을 갖는다.
플라스틱용 정전 페이트의 친화력이 페인트용 적당한 조정 물질로하여 개선되더라도 전도층을 갖는 막이 플라스틱으로부터 쉽게 박리된다. 그러므로, 만족할만한 접착력이 지금까지 얻어지지 않았다.
본 발명자들은 상술한 문제를 해결하기 위하여 연구를 하였다. 본 발명의 목적은 코팅하기 어려운 플라스틱이 우수한 습윤성을 갖는 그것의 필수적인 기능이 효과적으로 존재하고, 목적물의 표면에 정전기적 피막이 확실히 부착하는 프라이머 층을 형성할 수 있는 전도제의 개선에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 정전코팅 층이 상기의 전도제 사용에 의하여 단단하게 접착된 정전기적으로 코팅한 성형품의 제공에 있다.
본 발명은 주성분이 폴리우레탄 수지(A)와 전도성 무기 미세 분말 및 /또는 전도성 유기 물질(B)로 이루어진 정전 코팅용 전도제와 이 전도제를 사용하는 정전 코팅에 의하여 제조된 정전기적으로 코팅된 플라스틱 성형품을 제공한다.
본발명은 플라스틱 성형품에 정전 코팅하기 위하여 사용한 (A) 폴리우레탄 수지와 (B) 전기적 전도성 무기 미세분말 및/또는 전기적 전도성 유기 물질로 이루어진 전기적 전도성 조성물을 제공한다.
성분(B)는 조성물에서 표면 저항이 1013Ω㎝보다 크지 않도록 효과적으로 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명은 위에서 정의한 조성물로 첫 번째 코팅된 성형품로 이루어진 플라스틱 제품의 정전기적 코팅방법과 거기에 효과적인 정전 코팅을 제공한다. 그리고, 앞에서 정의한 방법으로 얻어진 플라스틱 성형품 추가된다.
정전 코팅용 전도제의 특성에 대한 최소 요구 조건은 다음과 같다.
(1)정전코팅 단계에서 정전 접착 효율 증가하도록 높은 전도성 막을 형성할 수 있는 것.
(2)목적물의 흡윤성이 좋고, 전도제로부터 형성된 첫 번째 층은 목적물과 정전 피막 양쪽에 우수한 접착력을 갖고 막아 박리되지 않을 것.
(3)전도제는 정전 코팅법에 의항여 형성된 막의 목적물 또는 성분들을 변성 또는 열화시키지 않을 것.
마땅히 고려되어야 할 항목이 필요조건(1)과 (3)에 주어졌고, 그것들은 종래 기술에서 만족스럽게 고려되어지고 있다. 그렇지만, 목적물의 대부분이 극성 물질이고, 전도제에 그들의 접착력이 실질적으로 문제되지 않기 때문에 필요조건(2)에 대해서는 상세히 연구되지 못하였다. 폴리아세탈 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 방향성 폴리에스테르류와 같은 상술한 코팅하기 어려운 플라스틱의 정전 코팅방법에 대하여 연구한 후에, 본 발명자들은 프라이머로 사용할 수 있는 전도제에 요구되는 상술한 특성(2)는 매우 중요하고, 이 특성을 만족시키지 못할 때에 정전 코팅으로 형성된 층은 쉽게 박리되어 코팅된 성형품의 가치를 저하시키는 것을 발견하였다. 본 발명자들은 접착력이 감소하는 메카니즘을 밝히고 결점을 극복하기 위한 공정을 개선하기 위하여 집중적인 연구를 한후에, 다음과 같은 사실을 발견하였다.
(1)전도제의 주성분인 전도성 유기물질은 계면-활성 효과를 갖기 때문에 접착력이 감소하여, 이 물질이 목적물의 표면에 존재할 때에 접착력은 심각하게 방해 받는다.
(2)폴리우레탄 수지의 적당량을 전도성 유기 물질로 이루어진 전도제에 혼합할 때에 , 폴리우레탄 수지 그 자체의 접착력과 필름 형성 특성은 필름 형성단계에서 유기물질의 계면 활성 효과에 따른 접착 억제 성질을 제어하기 위하여 폴리우레탄 수지에 함입되게 한다.
(3)폴리우레탄 수지는 정전 코팅으로 형성된 필름에 아주 강하게 접착하므로, 코팅하기 어려운 플라스틱들은 폴리우레탄 수지를 함유하는 전도성 코팅층에 의하여 정전 코팅법으로 형성된 층에 단단하게 부착된다.
(4) 전도성을 줄 수 있는 물질은 용매에 녹는 일반적으로 사용되는 전도성 유기물질에 추가해서 무기 전도성 미세 분말을 들 수 있고, 특히 두가지를 함께 사용할 때에 , 전도성 코팅층의 물리적 성질은 더욱 개선되고 정전 코팅의 접착력 또한 더욱 개선되다. 이런 발견을 기초로 하여 더욱 연구한 후에, 본 발명자들은 본 발명을 완성하였다.
다음에, 본 발명의 전도제 성분을 기술할 것이다.
상술한 바와같이 폴리우레탄 수지는 전도성 필름 형성 성분으로 작용한다. 이 수지는 코팅되기 어려운 플라스틱과 정전 코팅층의 양쪽에 부착한다. 그 전도성 유기 물질은 폴리우레탄 수지에 함입되어서, 유기물질의 접착력 억제 성질이 조절된다. 또한 전도성 무기 미세 분말을 사용할 때에 폴리우레탄 수지는 코팅층에서 미세한 분말을 균일하게 분산시키기 위한 매개물로 작용한다. 이런 효과들의 모든 관점에서 효과적인 폴리우레탄 수지는 평균 분자량 약 2000-10000을 갖고, 바람직하게는 약 4000-7000이다.
당연한 일이지만 전도성 무기 미세 분말과 전도성 유기 물질은 정전 코팅 공정에서 프라이머 층(표면저항 : 약 1013Ω㎝이하)을 전도성 층으로 만들기 위하여 사용하는 성분이다.
전도성 무기 미세분말의 예를들면, 전도성 금속 분말들(짧은 섬유들 포함), 금속 코팅된 충전제들(니켈 도금된 운모와 니켈 도금된 유리 벌룬들 같은) 및 전도성 충전제들(전도성 산화 티타늄, 전도성 징크화이트, 전도성 삼산화 안티몬 및 그레파이트와 같은)이 있다. 전도성 필름성분으로 사용한 전도성 미세 분말은 크기가 매우 작은 입자와 커다란 특정 표면적을 갖는 것이 바람직하다. 보통 약 20㎛보다 작은 입자 직경을 갖는 미세입자가 사용된다. 전도성 유기 물질은 용매-가용성 양이온계, 양쪽성, 비이온계 및 음이온계 전도성 유기 물질들과 같은 공지의 물질을 들 수 있다. 그것들은 특별한 제한을 받지 않는다. 가장 일반적인 전도성 유기 물질은 제 4 암모늄염류, 알킬베타인류, 알킬아민류, 알킬설파이드의 염 등등이다.
전도성 무기 미세 분말과 전도성 유기 물질을 단독으로 사용할 수 있을지라도, 다음의 이유로하여 그들의 적당한 양을 혼합해서 사용하는 것이 바람직하다.
전도성 무기 미세 분말을 단독으로 사용할 때에, 전도도를 증가시키기 어려우며 만족할만한 전도도를 얻기 위하여 상당히 많은 양이 필요하다. 결과적으로 피막의 투명도가 감소되어 바람직하지 않다. 이에 반하여, 전도성 유기 물질을 사용할 때에, 투명하고 높은 전도성 코팅층이 형성되지만 코팅층 자체가 약하고, 외부 힘이 박리되는 방향으로 작용되는 경우에 점착 결핍이 전도성 코팅층 그 자체에서 가끔 일어난다. 그들을 둘다 혼합해서 사용할 때에 ,전도성 무기 미세분말의 코팅층 강화 효과와 전동성 유기 물질의 우수한 전도도가 효과적으로 나타난다. 이런 효과는 폴리우레탄 수지의 우수한 접착력 및 필름 형성 특성이 결합되어 아주 우수한 전도도, 접착력 및 물리적 특성을 갖는 전도성 코팅층이 얻어진다.
전도성 물질의 종류, 폴리우레탄 수지의 분자량과 물리적 성질, 전도성 코팅층의 요구되는 전도도에 따라 다양하기 때문에, 전도성 무질과 폴리우레탄 수지의 혼합비는 특별히 제한하지 않는다. 그렇지만, 보통 그것들의 사용량은 다음과 같다.
(A) 무기 미세분말을 단독으로 사용할 때에는 폴리우레탄 수지 90-50중량부와 무기 미세분말 10-50중량부.
(B) 전도성 유기 물질을 단독으로 사용할 때에는, 폴리우레탄 수지 50-97.5중량부와 전도성 유기 물질 50-2.5중량부.
(C) 두 전도성 물질을 혼합하여 사용할 때에는, 폴리우레탄 수지 50-30중량부, 전도성 무기미세분말 10-50중량부 및 전도성 유기물질 40-50중량부.
전도성 코팅층을 형성하는 성분은 메틸 에틸 케톤등의 케톤용매 또는 이소프로필 알콜등의 알콜 용매에 보통 60-95%의 농도로 , 더욱 일반적으로는 70-90%의 농도로 용해된 상태로 사용한다.
필요하면 본 발명의 전도제는 상술한 성분에 추가해서 윤활분산제, 침전억제제, 평탄화제 및 착색제를 함유할 수 있다.
본 발명의 전도제는 전기 전도성 코팅을 하는 것이 가능할 만큼 비전도성 플라스틱의 표면을 전도성으로 만들기 위하여 사용한다. 전도층의 두께는 약 0.1-1㎛만큼 얇으면 충분하다. 가장 일반적인 코팅 방법은 공기스프레이 법이지만 침지 코팅, 솔질코팅 또는 롤코팅 또한 채택할 수 있다.
전도제의 층이 플라스틱 성형품에 이렇게 형성된 다음에 매우 우수한 외관과 표면 형상을 갖는 생상물을 얻기 위한 일반적인 정전 코팅법으로 견고한 코팅막을 형성시킬 수 있다.
상술한 조성을 갖는 본 발명의 전도제는 정전코팅하기에 충분한 전도로를 갖고, 또한 폴리아세탈 또는 폴리에스테르 수지와 같은 코팅하기 어려운 플라스틱에 우수한 접착력을 갖는다. 본 발명에 따라, 정전기적으로 코팅한 플라스틱의 코팅막의 박리와 박리로부터 야기되는 다른 결점이 보완된다. 정전 코팅의 장점은 쉽게 코팅할 수 없는 평평한 플라스틱 물질의 코팅에서 얻어질 수 있다. 이렇게 해서 우수한 전착(electrodeposition)제품이 얻어진다.
[실시예]
표1-(1) 및 1-(2)에 나탄낸 조성을 갖는 전도제들을 제조했다. 그들을 각각 폴리아세탈 수지판, 폴리에틸렌 테레프탈레이트판 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트판에,두께는 그것들의 종류에 따라 변화시켜, 건조후의 막 두께가 각각 1.0±0.3㎛, 5±0.5㎛, 10±2㎛ 또는 15±5㎛가 될 만큼 공기스프레이로 칠한 다음에 공기 건조하였다.
표1에 나타낸 전도성 층을 형성하는 성분들은 다음과 같다.
폴리우레탄 수지 : "Barnok 16-416"(Dainippon Ink ＆ Chemicals, Inc. 제),
제 4 암모늄염 : "Conagent H-10"(Yutaka shosha 제), "BYK ES-80"(BYK Chemie제)와 "Electrostripper A"(Kao Corporation 제),
양이온계 전도성 유기물질 : "Electrostripper ON"(Kao Corporation),
비이온성 전도성 유기물질 : "Electrostripper EA"(Kao Corporation),
음이온계 전도성 유기물질 : "Electrostripper PC"(Kao Corporation),
Ni-도금운모 : "EC-325"(Kuraray Co., Ltd),
전도성 삼산화 안티몬 : "W-10"(Mitsubishi Metal Corporation),
전도성 이산화 티타늄 : "500-W"(Ishihara Saugyo Kaisha Ltd.),
전도성 징크 화이트 : "23-K"(Hakusui Kagaku Co.), 및
그래피아프 : "POG-10"(Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
[표 1-1(1)]
(단위 : wt.%)
Figure kpo00002
[표 1-(2)]
(단위 : wt.%)
Figure kpo00003
플라스틱 판들에 그렇게 형성된 전도층을 아래에 기술한 조건하에서 정전 코팅을 하였다, 정전 코팅방법으로 모든 경우에서 균일한 피막이 형성되었다. 플라스틱 판에 정전 피막의 접착력은 매우 우수했으며, 테이프의 횡단 접착력 시험으로 모든 부분에서 박리되는 것을 인지하지 못하였다.
이에 반하여, 폴리우레탄 수지가 없는 전도제를 사용할 때에 , 정전 코팅 자체가 쉽게 처리될 수 있을지라도 정전 코팅 필름이 전도성 막 표면으로부터 쉽게 벗겨졌다.
정전 코팅제들 : (1)프라이머 : 듀라콘(상품명)프라이머DP-A(특허 심리중)
(1)면 코팅 : Amilac 371-531 White(Kansai paint Co., Ltd.).
정전도장조건 : R-E-A건(Ransburg Gema Co., Ltd.)
횡단 접착 시험 : 1mm그물눈 : 셀로판 테이프로 박리(1×1mm크기 면적 100개)

Claims (4)

  1. 플라스틱 제품에 정전 코팅용으로 사용하기 위한 (A)폴리우레탄 수지와 (B)전기적 전도성 무기 미세입자 및/또는 전기적 전도성 유기 물질로 이루어진 전기적 전도성 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 성분(B)를 표면 저항이 1013Ω·㎝보다 크지 않도록 효과적인 양을 함유하는 조성물.
  3. 제 1 항에서 정의된 조성물로 첫 번째 코팅을 한 제품과, 다음에 거기에 효과적인 정전 코팅으로 이루어지는 플라스틱 제품의 정전기적 코팅 방법.
  4. 제 3 항에서 정의된 방법으로 하여 얻어진 플라스틱제품.
KR1019880011674A 1987-09-25 1988-09-09 플라스틱의 정전 코팅용 전도제와 정전 코팅된 플라스틱 성형품 Expired KR910004820B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

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JP?62-241653 1987-09-25
JP62241653A JPH0618911B2 (ja) 1987-09-25 1987-09-25 静電塗装プラスチックス成形品の製造方法
JP241653 1987-09-25

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