KR20050024411A - 표면 피복 시스템 및 인쇄 잉크의 경화 및 건조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 경화 및/또는 건조 첨가제로서 및/또는 표면 피복 시스템 및 인쇄 잉크의 열 전도성을 향상시키기 위한 엷거나 투명한 미립상 반도체 물질, 또는 이들 반도체 물질로 피복된 미립상 기재의 용도에 관한 것이다.

Description

표면 피복 시스템 및 인쇄 잉크의 경화 및 건조{CURING AND DRYING OF SURFACE-COATING SYSTEMS AND PRINTING INKS}

본 발명은 표면 피복 시스템 및 인쇄 잉크의 건조 또는 경화 첨가제로서 엷거나 또는 투명한 반도체 물질의 용도에 관한 것이다.

오늘날에는 복수의 물질들이 표면 피복되거나 인쇄된다. 이것은 물질의 색상 및 또한 저항성 등의 특성을 개선시킬 수 있게 한다. 때로는 건조도중 긴 건조시간 및 높은 온도는 불리하다. 자동차를 도장하는 경우에 있어서 다음 도료층을 도포하기 전에 도료를 건조시키는 것을 확실히 하기 위해서는 비교적 높고 긴 건조라인이 필요하다. 건조시간이 단축될 수 있는 경우 이러한 건조라인의 에너지 필요량 및 길이가 줄어들 수 있으며, 이것은 생산단가를 상당히 낮추는 것과 관련된다.

따라서 본 발명의 목적은 간단한 방식으로 동시에 실행될 수 있는 표면 피복물 및 인쇄 잉크의 경화를 촉진시키는 방법을 찾아내는 것이다. 경화 촉진제는 표면 피복 시스템 또는 인쇄 잉크로 혼입하는 것이 동시에 용이하여야 하고 높은 투명성을 가져야 하며, 오로지 낮은 농도로 사용되어야 한다.

놀랍게도 표면 피복층 및 인쇄잉크의 경화 및/또는 건조는 미세하게 분할된 엷거나 투명한 반도체 물질을 표면 피복물 또는 인쇄 잉크에 소량으로 첨가함으로써 촉진될 수 있다. 이러한 경화제의 첨가는 표면 피복물 및 인쇄 잉크의 특성에 중요치 않은 효과만을 갖거나 아무런 효과도 갖지 못한다.

또한 경화 촉진제는 표면 피복물 또는 인쇄 잉크에 있어서 열전도성에 영향을 준다. 조사에 의하면 표면 피복 또는 인쇄 잉크에 있어서 열의 분배가 현저히 개선됨을 나타내었다.

본 발명은 표면 피복물 및 인쇄 잉크의 경화 및/또는 건조를 위한 미립상 반도체 물질 또는 엷거나 투명한 반도체 물질로 피복된 미립상 기재의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 경화 촉진제 또는 건조 촉진제 및/또는 열 전도성을 향상시키기 위한 반도체 물질을 포함하는 배합물, 특히 표면 피복물 및 인쇄 잉크에 관한 것이다.

적당한 엷거나 투명한 반도체 물질로는 IR 영역에서 흡수하는 것들이 바람직하다. 미립상 반도체 물질은 바람직하게는 구형, 침상 또는 박편형 입자이거나 반도체 물질로 피복된 박편형, 구형, 침상 기재이다.

반도체 물질은 엷거나 투명한 반도체 물질로부터 균일하게 적층(build-up)되거나 미립상 기재에 대해 피복물로서 도포된다. 반도체 물질은 바람직하게는 산화물 및/또는 황화물 예를 들어 산화인듐, 산화안티몬, 산화주석, 산화아연, 황화아연, 황화주석 또는 이들의 혼합물을 기본으로 한다.

적당한 반도체 물질은 일반적으로는 0.01 내지 2000㎛, 바람직하게는 0.1 내지 100㎛, 특히 0.5 내지 30㎛의 입자크기를 갖는다.

반도체 물질은 상기 반도체로 균일하게 구성되거나 미립상, 바람직하게는 구형, 침상 또는 박편형으로 된 상기 반도체의 피복물을 하나 이상 갖는 기재이다. 기재는 바람직하게는 오로지 하나의 층으로 피복된다.

기재는 구형, 박편형 또는 침상일 수 있다. 입자의 형상은 그 자체가 중요한 것은 아니다. 일반적으로, 입자는 0.01 내지 2000㎛, 특히 5 내지 300㎛, 특별하게는 5 내지 60㎛의 직경을 갖는다. 특히 바람직한 기재는 구형 및 박편형의 기재이다. 적당한 박편형의 기재는 0.02 내지 5㎛, 특히 0.1 내지 4.5㎛의 두께를 갖는다. 기타 두 범위에서의 확장은 일반적으로는 0.1 내지 1000㎛, 바람직하게는 1 내지 500㎛, 특히 1 내지 60㎛이다.

기재는 바람직하게는 천연 또는 합성 운모 박편, SiO₂ 박편, Al₂O₃ 박편, 유리 박편, 알루미늄 박편, BiOCl 박편, SiO₂ 구, 유리구, 중공 유리구, TiO₂ 구, 중합체 구 예를 들어 폴리스티렌 또는 폴리아미드로 제조된 중합체 구, 또는 TiO₂ 침상 또는 상기 기재들의 조합물이다.

반도체 물질을 갖는 미립상 기재의 피복물은 공지되어 있거나 이 기술분야의 숙련가들에게 공지된 방법에 의해 실행될 수 있다. 기재는 바람직하게는 수용액 또는 통상의 용매 용액 중에서의 상응하는 금속 염 예를 들어 금속 클로라이드 또는 금속 설페이트, 금속 알콕사이드 또는 카복실산 염의 가수분해에 의해 피복된다.

균일한 구조를 갖는 반도체 및 또한 하나 이상의 반도체 물질로 피복된 기재에 있어서 반도체 물질은 바람직하게는 미세결정질 구조를 갖는다.

특히 바람직한 건조 및/또는 경화 촉진제는 박편형 또는 구형의 산화주석, 산화안티몬, 산화 인듐-주석(ITO) 및 ITO, 산화주석 또는 산화안티몬을 갖는 운모 박편, 및 상기 산화물의 혼합물이다.

특히 바람직한 건조 및/또는 경화 촉진제는 20Ω·m 미만, 바람직하게는 5Ω·m 미만의 분말 저항을 갖는 투명하거나 엷은 반도체 물질이다.

특히 바람직한 경화 촉진제는 산화안티몬으로 도핑된 산화주석, 또는 이로써 피복된 기재 예를 들어 운모 박편이다. 또한, 산화안티몬 도핑된 산화주석으로 피복된 구형의 SiO₂ 입자로 제공하는 것이 바람직하다.

안티몬, 바람직하게는 산화안티몬 이외에 적당한 도판트(dopant)는 3족, 5족 및 7족 원소, 바람직하게는 할라이드, 특히 클로라이드 및 플루오라이드이다.

도핑은 사용된 반도체 물질에 의존적이며, 일반적으로는 반도체 물질을 기준으로 0.01 내지 30중량%, 바람직하게는 2 내지 25중량%, 특히 5 내지 16중량%이다.

또한, 혼합비의 제한없이 경화촉진제의 혼합물을 사용할 수도 있다.

바람직한 혼합물은 안티몬 도핑된 산화주석을 갖는 산화 인듐-주석 및 도핑된 산화아연을 갖는 산화 인듐-주석이다.

둘 또는 셋 이상의 반도체 물질의 혼합물을 표면 피복 시스템 또는 인쇄 잉크에 첨가할 수도 있다. 전체농도는 표면 피복 또는 인쇄 잉크 조성물에 의존하지만 도포 시스템 중의 35중량%를 초과해서는 아니 된다.

경화 및/또는 건조 촉진제(들)은 바람직하게는 0.01 내지 30중량%, 특히 0.1 내지 5중량%, 특히 바람직하게는 0.5 내지 4중량%의 양으로 표면 피복 시스템 또는 인쇄 잉크에 첨가된다.

제품에 도포하기 전 경화 촉진제는 표면 피복물 또는 인쇄 잉크로 교반된다. 이것은 고속 교반기를 사용하거나 분산이 곤란한(difficult-to-disperse) 기계적으로 비민감성인 경화촉진제의 경우 예를 들어 비드 밀(bead mill) 또는 진탕기를 하여 실행하는 것이 바람직하다. 기타 당해 기술분야의 숙련가들에게 공지된 분산단위 또한 가능하다. 최종적으로, 표면 피복 또는 인쇄 잉크는 공기 중에서 물리적으로 건조되거나 산화, 응축 또는 열적으로 바람직하게는 IR 조사에 의해 경화된다.

경화 및/또는 건조 촉진제는 일반적으로 표면 피복층 또는 인쇄 잉크의 경화시간 및/또는 건조시간을 원래 건조시간의 약 10 내지 60%로 단축시킨다. 특히 IR 조사에 의해 경화 또는 건조시키는 인쇄 잉크 및 표면 피복 시스템에 있어서 상당히 단축된 건조시간이 관측된다.

놀랍게도, 경화를 촉진시키는 것은 또한 상부에 있는 표면 피복층에 매우 긍정적인 효과를 갖게 하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 표면 피복층 내부의 열 전도도가 개선된다.

본 발명은 또한 건조 및/또는 경화 촉진제로서 반도체 물질을 포함하는 인쇄 잉크 및 표면 피복 시스템에 관한 것이다. 적당한 표면 피복 시스템은 특히 열적으로 경화하는 용매- 또는 수성 표면 피복물, IR 피복물, 분말 피복물, 용융 피복물, 뿐만 아니라 필름 도포물 및 가소성 접합물, 그리고 예를 들어 그라비어 인쇄, 플렉쏘그래픽 인쇄(flexographic printing), 활판인쇄, 직물인쇄, 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄, 안전인쇄 등의 모든 통상적인 유형의 인쇄를 위한 용매 함유 또는 수성 인쇄 잉크를 포함한다. 표면 피복물 및 인쇄 잉크는 백색이거나 착색되거나 투명할 수 있다.

하기 실시예는 본 발명을 제한함이 없이 보다 구체적으로 설명하기 위해 의도된 것이다.

실시예

실시예 1a(비교예)

니스 배합물을 기준으로 계산하여 10중량%의 Kronos 2310 TiO₂(약 300nm의 입자크기를 갖는 TiO₂ 안료)를 이산화지르콘 구(직경 3nm)를 사용한 분산에 의해 물리적으로 건조하는 시판 폴리에스터/아크릴레이트 니스에 혼입하였다. 상기 분산은 20℃에서 1시간동안 12.6m/sec의 분산속도로 분산매트(Dispermat)에서 실행하였다.

실시예 1b

니스 배합물을 기준으로 계산하여 8중량%의 Kronos 2310 TiO₂ 및 2중량%의 건조 첨가제(약 1㎛의 입자크기를 갖는 산화안티몬 도핑된 이산화주석)을 이산화지르콘 구를 사용한 분산에 의해 실시예 1a와 유사하게 물리적으로 건조하는 폴리에스터/아크릴레이터에 혼입하였다.

실시예 1c: 측정결과

실시예 1a 및 실시예 1b로부터의 니스 샘플은 Q 패널 위로 200㎛의 층두께로 나이프 피복 습윤(knife-coated wet)되었고 건조층 두께는 25±2㎛이었다.

실시예 1a 및 실시예 1b로부터 니스칠된 샘플을 5분동안 증발시켜서 50cm의 거리에서 3kW의 총전력을 갖는 IR 조사로 조사선에 노출시켰다. 여기서 조사기간은 5분, 10분 및 15분으로 변경시켰다. 다이아몬드 인덴터(indenter) 및 3mN의 최종 힘을 사용하여 IR 조사 직후 실온에서 피셔스코프 미세경도계를 사용하여 건조/경화를 조절하였다. 각각의 측정을 3회 수행하였고 개별적인 측정결과의 평균을 산출하였다.

상이한 기간동안의 니스 샘플의 IR 조사후의 미세 경화의 측정결과를 하기 표 1에서 수치로서 나타내었다.

상기 미세경도 측정으로부터 건조 첨가제를 첨가하는 경우 물리적으로 건조하는 니스의 건조/경화를 촉진시키는 것이 명백하다. 건조 첨가제를 함유하는 니스 샘플을 단지 5분 동안 IR 조사에 적용시키는 경우 경도값은 15분동안 IR 조사후 첨가제 없는 니스 샘플의 경우보다 높은 값을 나타낸다. 건조 첨가제의 첨가는 시간을 분진 건조상태로 단축시키고 또한 물리적으로 건조하는 니스의 완벽한 경화를 개선시킨다.

Claims (11)

1. 표면 피복층 및 인쇄 잉크를 경화시키고/시키거나 건조시키고/시키거나 그의 열 전도성을 향상시키기 위한 엷거나 투명한 미립상 반도체 물질, 또는 엷거나 투명한 반도체 물질로 피복된 미립상 기재의 용도.
2. 제 1 항에 있어서,

   반도체 물질이 엷거나 투명한 반도체 물질로부터 균일하게 적층(build-up)되거나 미립상 기재에 피복물로서 도포되는 것을 특징으로 하는, 반도체 물질의 용도.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   미립상 반도체 물질 및 미립상 기재가 구형, 박편형 또는 침상 물질 또는 기재인 것을 특징으로 하는, 반도체 물질의 용도.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   반도체 물질이 산화적으로 또는 황화적으로 적층되는 것을 특징으로 하는, 반도체 물질의 용도.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   반도체 물질이 산화인듐, 산화안티몬, 산화주석, 산화아연, 황화아연, 황화주석을 기초로 하여 적층되거나 상기 물질들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 반도체 물질의 용도.
6. 제 5 항에 있어서,

   혼합물이 산화 인듐-주석(ITO)인 것을 특징으로 하는, 반도체 물질의 용도.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   기재가 운모 박편, SiO₂ 박편, Al₂O₃ 박편, 유리 박편, 알루미늄 박편, BiOCl 박편, SiO₂ 구, 유리구, 중공 유리구, TiO₂ 구, 중합체 구, TiO₂ 침상물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 반도체 물질의 용도.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   반도체 물질이 도핑되는 것을 특징으로 하는, 반도체 물질의 용도.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   반도체가 무정형, 결정질 또는 미세결정질 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 반도체 물질의 용도.
10. 경화 및/또는 건조 첨가제로서 하나 이상의 엷거나 투명한 미립상 반도체 물질 또는 엷거나 투명한 반도체 물질로 피복된 미립상 기재를 포함함을 특징으로 하는, 배합물.
11. 제 10 항에 있어서,

    반도체 물질을 포함하는 표면 피복물 또는 인쇄 잉크임을 특징으로 하는, 배합물.