DE60319674T3

DE60319674T3 - Farbe insbesondere für kunststoffmaterialien und verfahren zur verwendung

Info

Publication number: DE60319674T3
Application number: DE60319674T
Authority: DE
Inventors: Gianni Mirone; Giovanni Martini
Original assignee: Plastlac Srl
Current assignee: Plastlac Srl
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: US20050065226A1; ATE389001T1; ITTO20020069A0; NO20034231D0; ITTO20020069A1; DE60319674T2; ES2302912T5; EP1468056B2; WO2003062336A1; CN1622984A; CN100494297C; NO20034231L; EP1468056A1; JP2005515291A; MXPA04006943A; KR101023881B1; KR20040083424A; EP1468056B1; BR0302829A; DE60319674D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer pigmentierten Farbe, die folgend auf Bestrahlen mit ultraviolettem Licht Quervernetzung eingeht, zum Anstreichen von Kunststoff- oder Metallmaterialien bestehend aus einem Mobiltelefongehäuse.
In den Sektoren der Elektronik, Büromaschinen und Telekommunikation hat die Verwendung von Kunststoff- oder Metallmaterialien zur Herstellung der Behälter von elektronischen Geräten eine stark ansteigende Verwendung erfahren.
Die meisten der Gehäuse von elektronischen Artikeln sind in der Tat aus Kunststoff hergestellt, und die Verwendung von Kunststoff wird dank der besonderen Leistung und Flexibilität der Verwendung dieser Materialien weiter ansteigen.
Im Mobiltelefonsektor wird in praktisch allen Fällen auf die Verwendung von Plastik zur Herstellung der Behälter der Mobiltelefone zurückgegriffen, der so genannten Gehäuse, dank der Gestaltungsflexibilität und der Charakteristika von Leichtigkeit und Miniaturisierung der Plastikmaterialien, die gegenwärtig erhältlich sind.
Materialien wie Polycarbonate, Methacrylatpolymere und ABS machen es möglich, Instrumente mit zunehmend innovativen Formen in einer zunehmend breiten Anzahl an Farben herzustellen und zu verkaufen. Genau in den Sektoren der Elektronik und Telefonie gibt es einen stetig zunehmenden Bedarf, Artikel verfügbar zu haben, die dekorative und chromatische Effekte zeigen, wie der besonders attraktive metallische oder Chamäleoneffekt.
Gegenwärtig werden die Schutzfunktionen und die chromatischen Effekte der Behälter für elektronische Artikel durch Anwendung von lösungsmittelbasierten Farben erhalten, die Quervernetzung eingehen, wenn sie in einem Ofen gehärtet werden, oder durch Anwendung wasserbasierter Farben, die ofengehärtet werden, oder in manchen seltenen Fällen, unter Verwendung transparenter Farbprodukte, die durch Bestrahlung mit UV-Licht quervernetzen.
Gegenwärtig wird der metallische chromatische Effekt, der so genannte metallisierte Effekt, allgemein mit einem Anstreichzyklus erhalten, der zwei oder mehr Anstreichschritte umfasst.
In dem ersten Schritt wird eine erste Schicht aus wasserbasierter oder lösemittelbasierter Farbe aufgebracht, und das wird gefolgt in einem zweiten Endbearbeitungsschritt von einer Schicht aus transparenter Farbe mit Lösemittel oder in manchen seltenen Fällen von einer Schicht einer UV-quervernetzenden transparenten Farbe.
Die konventionellen Verfahren zum Anstreichen von Kunststoffmaterialien erfordern daher die Aufbringung von wasserbasierten oder lösemittelbasierten Farben in zwei oder drei Schritten, während das Quervernetzen des Farbproduktes innerhalb eines Ofens fertiggestellt wird, in dem die Temperaturen auf den Bereich von 60 bis 80°C beschränkt werden müssen, um keine Probleme für das thermoplastische Polymersubstrat zu schaffen.
Bei diesen Temperaturen tritt jedoch eine Verlängerung der Zeiten auf, die zum Erhalten des Quervernetzens des Farbprodukts nötig sind, was wiederum zu einer Erhöhung der gesamten Dauer des Anstreichverfahrens führt.
Offenkundigerweise machen die Bedürfnisse der Märkte den Bedarf dringender, die Produktionszyklen zu optimieren, um die Produktivität zu erhöhen und um den Umwelteinfluss zu reduzieren, und ebenso um die Größe und Kosten der Produktionsstätten zu reduzieren.
Ein weiterer Nachteil, der an die Verwendung der auf dem Markt erhältlichen lösemittelbasierten Farbprodukte gekoppelt ist, ist mit ihrer Zusammensetzung (z. B. Zweikomponentenprodukte) verbunden, die in vielen Fällen eine sehr begrenzte Topfzeit des katalysierten Produkts bedingt.
Es gibt daher gegenwärtig einen Bedarf, neue Farbprodukte verfügbar zu machen, die in der Lage sind, schnell querzuvernetzen, und die in der Lage sind, eine Vielfalt an chromatischen Effekten für die behandelten Kunststoffartikel bereitzustellen.
In letzter Zeit werden auch Metallmaterialien wie Magnesium verwendet, um die obigen Gehäuse herzustellen.
Magnesium ist eines der leichtesten Metalle und wird heutzutage am häufigsten in allen Arten von Anwendungen verwendet, die gute physikalische und mechanische Eigenschaften gleichzeitig erfordern.
Es kann entweder alleine oder in Verbindung mit anderen Arten von Metall verwendet werden, um Legierungen von extrem hoher Qualität zu bilden. Extrusionsverfahren oder Druckspritzguss können zum Herstellen und Verarbeiten dieser Legierungen verwendet werden.
Die Herstellung neuer Legierungen mit einem hohen Reinheitsgrad hat zum Erhalten von verbesserten Graden von Korrosionswiderstandsfähigkeit geführt, die tatsächlich besser ist als diejenige, die durch Materialien basierend auf Kohlenstoff, Stahl oder einigen Arten von Aluminiumlegierungen bereitgestellt wird.
Einer der Hauptgründe für die Verwendung dieses Metalls ist, dass es extrem leicht ist, zusammen mit der Tatsache, dass Gegenstände, die daraus hergestellt sind, gute mechanische Eigenschaften aufweisen, wie ein hoher Grad an Torsionswiderstandsfähigkeit. Ein weiterer Punkt, der für es spricht, ist, dass es sehr leicht zu bearbeiten ist. Weitere Vorteile sind: Formbeständigkeit, gute Schweißbarkeit, Belastungsfestigkeit und Beul- und Korrosionsfestigkeit.
Da Gusstechniken, insbesondere Tixoforming^®, perfektioniert wurden, ist es nun möglich, neue Gegenstände, die aus Magnesium hergestellt sind, für die Verwendung in der Elektronikindustrie zu schaffen. Tatsächlich hat diese Industrie einen stetig zunehmenden Bedarf nach Gegenständen mit einem niedrigen Verhältnis von Gewicht zu Widerstandsfähigkeit.
Das Tixoforming^®-Verfahren hat in der Produktion von Gehäusen für Mobiltelefone und Laptop-Computer etc. resultiert. Die Schaffung dieser Gegenstände hat zu einem Bedarf geführt, diese mit einer Form von Dekoration auszustatten. Dokument DE-A-43 04 491 (D1), und insbesondere das Beispiel C, schildert eine allgemeine Formulierung umfassend eine Mischung aus Acrylmonomeren und Oligomeren, auch umfassend ein hexafunktionales Acrylat-Polyurethanoligomer und eine ganze Serie von Füllmaterialien, wie Teflonwachse, Korund, etc.
Dieses Patent sieht die Steigerung der Oberflächeneigenschaften von härtbaren Formulierungen durch Bestrahlungen (sowohl UV als auch E-beam-Strahlung) durch Zugabe von Füllmaterialien in Form von Pulvern (Quarz, synthetisches Siliziumdioxid, Basalt, Glasmehl, Glaskugeln oder Glasfiber, Siliziumcarbid, Wolframcarbid oder Korund) voraus.
Die Tatsache, dass im Beispiel C die Verwendung eines Urethanacryloligomers berichtet wird, muss nur als Beispiel einer UV-Formulierung angesehen werden, deren Verschleißfestigkeitseigenschaften erhöht werden, wenn Füllmaterialien, die das Patent tatsächlich charakterisieren, zugegeben werden.
Einer der allgemeinen Zwecke der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Farbprodukt bereitzustellen, das eine Vielzahl von Färbungen oder chromatischen Effekten ermöglicht, die mit einer einzelnen Farbschicht erhalten werden können.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Farbprodukt für Kunststoff- oder Metallmaterialien (Substrat) bereitzustellen, das nicht nur in der Lage ist, dem behandelten Substrat verschiedene chromatische Abstufungen und dekorative Effekte zu verleihen, sondern auch die Oberflächenwiderstandsfähigkeit gegenüber Abrieb und Rissen zu erhöhen.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Farbe verfügbar zu machen, die es ermöglicht, eine Schutzbeschichtung auf den Gehäusen von Mobiltelefonen in einem möglichst breiten Bereich an Schattierungen von Pastell oder metallisierten Farben bereitzustellen.
Noch ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Anstreichen von Kunststoff- oder Metallmaterialien bereitzustellen, das es ermöglicht, eine Farbschicht in kürzeren Zeiten und mit kleineren Anlagen aufzutragen, als üblicherweise erforderlich.
Nicht der am wenigsten wichtige Zweck besteht darin, ein Verfahren zum Anstreichen von Kunststoff- oder Metallmaterialien, und insbesondere von Gehäusen für Mobiltelefone, mit einer geringeren Emission von flüchtigen organischen Verbindungen bereitzustellen.
Im Lichte der obigen Ziele und noch weiterer, die aus der folgenden Beschreibung deutlicher erscheinen werden, betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Farbformulierung wie in Anspruch 1 beansprucht.
Geeignete Acrylharze, die durch UV-Strahlung Quervernetzung eingehen können, umfassen Oligomer-Monomer-Mischungen aus Acrylharzen, die in der Lage sind, in der Gegenwart einer UV-Quelle, eines oder mehrerer Photoinitiatoren, die als Katalysatoren wirken können, querzuvernetzen.
Der gegenwärtige Anmelder hat überraschenderweise gefunden, dass besonders geeignete acrylbasierte Harze Oligomere vom Urethan-Acrylat-Typ eines aromatischen Typs umfassen.
Insbesondere wurde gefunden, dass genau die Gegenwart von aromatischen Ringen in dem Urethan-Acryl-basierten Oligomer jeglichen Pigmenten, die in der Farbe vorliegen, hervorragende Charakteristika von Benetzbarkeit verleiht, und die Rate an Quervernetzung erhöht, was somit einen vorteilhaften Nebeneffekt im Hinblick auf lithographische Eigenschaften der Farbe bedingt.
Vorteilhafterweise weist das aromatische Urethanacrylatoligomer, das in der Erfindung verwendet wird, ein Molekulargewicht von zwischen 500 und 2.000, vorzugsweise zwischen 800 und 1.000 auf, und ist mit einer Viskosität vorteilhafterweise von zwischen 90 und 150 mPa·s bei 25°C ausgestattet. Es wurde weiterhin gefunden, dass die Funktionalität dieses Oligomers gleich 1 oder höher sein kann, selbst obwohl die bevorzugte Funktionalität gleich 2 ist.
In der Formulierung der gemäß der Erfindung verwendeten Farbe wird das aromatische Urethanacrylatoligomer in einer variablen Menge von zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-% eingebracht werden, selbst obwohl die Verwendung einer Menge entsprechend 40 bis 50 Gew.-% bevorzugt ist.
Es wurde weiter gefunden, dass die Anwesenheit eines oder mehrerer monomerer Reaktivverdünner, die mit Acrylfunktionalität ausgestattet sind, die Optimierung der Eigenschaften der acrylbasierten Harzkomponente a) der erfindungsgemäß verwendeten Farbe ermöglicht.
Gemäß der Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäß verwendete Farbe daher einen acrylischen multifunktionalen Monomerreaktivverdünner, vorzugsweise vom difunktionalen Typ, mit einem Molekulargewicht, das geeigneter Weise zwischen 200 und 500 liegt, und vorzugsweise zwischen 200 und 300, und mit einer Viskosität vorteilhafter Weise zwischen 5 und 30 mPa·s bei 25°C.
Geeignete Reaktivverdünner sind z. B. 1.6 Hexandiol-Diacrylat (HDDA); Dipropylenglycol-Diacrylat (DPGDA) und Tripropylen-Glycoldiacrylat (TPGDA); unter diesen ist der erste Verdünner in einer Menge, die zwischen 10 Gew.-% und 40 Gew.-% liegt, bevorzugt, vorzugsweise in einem Gewichtsprozentbereich von zwischen 20 Gew.-% und 30 Gew.-%.
Die Gegenwart der Photoinitiatorkomponente b) in der Zusammensetzung der erfindungsgemäß verwendeten Farbe führt eine essentielle Funktion aus, um ein schnelles und wirksames Quervernetzen der Polymerkomponente a) zu erreichen.
Geeignete Photoinitiatoren umfassen UV-photosensitive Verbindungen als Quellen von freien Radikalen, wie: Benzophenone, Acetophenone, die derivatisiert sind als α-Hydroxyalkylphenylketone, Benzoinalkylketale, Monoacylphosphinoxide, Bisacylphosphinoxide, und Mischungen daraus.
Es wurde weiterhin gefunden, dass die Gegenwart einer Anzahl von Photoinitiatoren in der Formulierung der erfindungsgemäß verwendeten Farbe zusätzlich zur Erhöhung der Polymerisationsrate der acrylbasierten Polymermischung ein Ausbalancieren des Grads der Härtung der Farbe sowohl in einem oberflächlichen Grad als auch in einem tiefen Grad bedingt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Mischung aus zwei Photoinitiatoren verwendet, die in geeigneter Weise aus einem Bisacylphosphinoxid und einem α-Hydroxyalkylphenylketon besteht.
Zum Beispiel besteht eine besonders geeignete Photoinitiatormischung aus einer Mischung eines Bisacylphosphinoxids des Typs IRGACURE^® 819, herstellt von Ciba Speciality Chemicals, in geeigneter Weise vorhanden in einer Menge von zwischen 0,5 Gew.-% und 2 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1,5 Gew.-% und 1,8 Gew.-%, und eines α-Hydroxyalkylphenylketons des Typs DAROCUR^® 1173, hergestellt von Ciba Speciality Chemicals, in geeigneter Weise vorhanden in einer Menge von zwischen 0,5 Gew.-% und 1,5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,8 Gew.-% und 1,0 Gew.-%.
Typischerweise sind die Photoinitiatoren in der erfindungsgemäß verwendten Farbe als Mischungen in einer Menge, die zwischen 0,5 Gew.-% und 5,0 Gew.-% liegt, vorhanden.
Die Füllstoffkomponente c) umfasst in der Zusammensetzung der erfindungsgemäß verwendeten Farbe eine oder mehrere unter anorganischen Verbindungen, Pigmenten und Wachsen, die in der Lage sind, Merkmale von Antiabsetzen, Widerstand gegenüber Abrieb, und Orientierung jeglicher Pigmente, die in der Farbe anwesend sind, zu liefern.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Dispersion eines Wachses in einem Lösemittel zur Verursachung von Orientierung von pigmentierenden anorganischen Füllstoffen, die in der Farbe vorhanden sind. Wachse, die für diese Zwecke verwendet werden können, umfassen synthetische Wachse, Polyethylenwachse, Polytetrafluorethylenwachse (PTFE), Polyethylenwachse hoher Dichte, Polypropylenwachse, Ethylenacrylsäure-Copolymere (EAA) und Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVA).
Um eine optimale Orientierung der pigmentierenden anorganischen Füllstoffe zu erhalten, ist es bevorzugt, eine Dispersion eines Wachses in einem Lösemittel zu verwenden, zum Beispiel mit einer Basis aus Ethylenvinylacetat-Copolymeren (EVA), dispergiert in einem oder mehreren Lösemitteln, wie z. B. Xylol, n-Butylacetat, n-Butanol, und Mischungen daraus.
Diese Dispersionen aus Wachsen können eine Partikeldimension von zwischen 0,1 und 100 Micron aufweisen, selbst obwohl die Verwendung von Partikeln mit Dimensionen kleiner als 20 Micron bevorzugt ist. Geeignete Wachse zeigen Schmelzpunkte von zwischen 80°C und 120°C, und vorzugsweise nahe an 100°C.
Die vorher erwähnten Dispersionen aus Wachsen können einen Gewichtsanteil aus festem Rest im Lösemittel aufweisen, der zwischen 1 Gew.-% und 20 Gew.-% reicht, selbst obwohl die Verwendung von Produkten mit 5 bis 7 Gew.-% nicht flüchtiger Matrix bevorzugt ist.
Produkte dieser Art, die auf dem Markt gefunden werden können, bestehen z. B. aus der Serie Cerafak 100, 103, 106, die von BYK-Cera.bv. hergestellt wird.
Die Dispersionen aus Wachsen können in geeigneter Weise in die erfindungsgemäße Farbe in Mengen eingebracht werden, die zwischen 5 Gew.-% und 30 Gew.-% liegen, vorzugsweise zwischen 10 Gew.-% und 20 Gew.-%.
Die Füllstoffkomponente c) der erfindungsgemäß verwendeten Farbe kann weiterhin Thixotropiemittel und Antiabsetz-Mittel umfassen, wie Silica (amorphe, synthetische Siliciumdioxide), z. B. vom pyrogenen Typ („fumed silica”, pyrogene Kieselsäure), oder von der gefüllten Art (gefälltes Silica). Diese zwei amorphen Formen von synthetischen Silica unterscheiden sich wesentlich, was das Herstellungsverfahren anbetrifft.
Die sog. pyrogenen Kieselsäuren werden durch Hydrolyse von Siliciumtetrachloriddämpfen in einer Wasserstoff- und Sauerstoffflamme hergestellt, während die gefällten Silica bei Raumtemperatur unter Verwendung eines nassen Verfahrens durch Neutralisierung mit einer Lösung aus Natriumsilikat hergestellt werden.
Diese Unterschiede bei den Herstellungsverfahren dieser Verbindungen bedeuten, dass die zwei Arten an Silica verschiedene Oberflächeneigenschaften aufweisen. Die Oberflächen von gefällten Silica sind komplett hydroxyliert, während diejenigen der pyrogenen Kieselsäuren nur teilweise hydroxyliert sind. Auf diese Art sind die Oberflächen von gefällten Silica polarer als diejenigen der pyrogenen Kieselsäuren. Diese Tatsache liefert starke Wasserstoffbindungen zwischen den Partikeln von gefälltem Silica und liefert daher eine exzellente Verdickungswirkung, was besonders bei der Formulierung der erfindungsgemäß verwendeten Farbe merklich ist. Folglich ist im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung ein bevorzugter Aspekt die Einbringung des sog. gefällten Silica wie des Silica HI-SIL^® T-700, hergestellt von PPG Industries Inc., geeigneter Weise in einer Menge von zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 2 Gew.-% und 3 Gew.-%.
Die erfindungsgemäß verwendete Farbe kann ebenfalls pyrogene Kieselsäuren mit einer Funktion der Kontrolle der Rheologie und des Anti-Absetzens umfassen.
Es wurde gefunden, dass die Gegenwart dieser Silica in der Farbe zusätzlich zur weiteren Verbesserung der thixotropischen Eigenschaften auch zur Verbesserung der Verhinderung von Schichtenbildung der Pigmente während des Quervernetzens beiträgt. Was die verschiedenen Arten von pyrogener Kieselsäure anbetrifft, ist die Verwendung von nicht behandelten Silica bevorzugt, z. B. die Art CAB-O-Sil^®M-5, hergestellt von Cabot, mit einer Oberflächenfläche von 200 ± 25 m²/g, das geeigneter Weise in einer Menge von zwischen 0,1 Gew.-% und 1,0 Gew.-% eingebracht wird, vorzugsweise zwischen 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.-%.
Die erfindungsgemäß verwendete Farbe umfasst ein oder mehrere Pigmente, die so ausgebildet sind, dass sie die Färbung und chromatischen Effekte auf den behandelten Kunststoffoberflächen liefern.
Es werden geeigneter Weise Pigmente verwendet, die eine Oberflächenstruktur aufweisen, die es ermöglichen, hohe Indizes an Lichtbrechung und Transparenz zu erhalten.
Diese Pigmente umfassen ein Herzstück oder einen Kern geformt aus Glimmer, umgeben von verschiedenen Schichten aus Metalloxiden. Geeignete Pigmente umfassen:

– Silberweißpigmente, bestehend aus Glimmer beschichtet mit einer relativ dünnen Schicht aus Titandioxid; auf der Basis der Verteilung der Partikel des Silberweißpigments können hoher Glanz oder Matt- oder Seidenglanzeffekte erreicht werden;
– Interferenz- und Ultra-Interferenz-Pigmente mit einer Struktur, die derjenigen der Silberweißpigmente ähnlich ist, aber mit einer dickeren Schicht aus Titandioxid ausgestattet, die durch Verursachung einer Interferenz mit den Wellen des sichtbaren Lichts einen besonders wahrnehmbaren optischen Effekt verursacht; und
– Goldglanz und Metall-Glanzpigmente die, obwohl sie nicht genau Metallpigmente sind, einen leuchtenden Effekt ähnlich Gold, Kupfer oder Bronze liefern; insbesondere ist die Goldfärbung das Ergebnis der Beschichtung des Glimmerkerns mit einer Schicht aus Titandioxid und einer Schicht aus Eisenoxid, während der Metalleffekt durch die Beschichtung eines Glimmerkerns mit einer Schicht aus Eisenoxid geliefert wird.

Produkte dieser Art, die auf dem Mark erhältlich sind, werden durch die Serien IRIDIN^® und AFFLAIR^®, hergestellt von Merck, MEARLIN^®, hergestellt durch die Mearl Corporation und die Engelhard Corporation, repräsentiert.
Kommerzielle Beispiele von Pigmenten des Silberweiß-Typs umfassen IRIODIN^®/AFFLAIR^® 100 (SilverPearl), (103 Rutile Sterling Silber), 153 (Flash Pearl) etc; Interferenz-Typ- und Ultra-Interferenz-Typ-Pigmente umfassen IRIODIN^®/AFFLAIR^® 221 (Rutile Fine Blue), 289 (Flash Blue), 7235 (Ultra Green), etc.; Goldglanz-Typ-Pigmente und Metallglanz-Typ-Pigmente umfassen IRIODIN^®/AFFLAIR^® 303 (Royal Gold), 524 (Red Satin), 530 (Glitter Bronze), etc.
Geeigneterweise werden diese Produkte in die erfindungsgemäß verwendete Farbe in einer Menge von zwischen 1,0 Gew.-% und 15 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 5 Gew.-% und 10 Gew.-% eingebracht.
Die erfindungsgemäß verwendete Farbe kann weitere Arten von Pigmenten in Kombination mit denjenigen, die oben beschrieben wurden, einschließen, wie Kohlenschwarz, das einige Farben heller macht, oder andere Pigmente, wie gelbe Eisenoxide, Phthalocyanin-Grün oder -Blau, Indanthren-Blau, Dioxacinviolett, Naphtholrot oder -Orange, Bismuthvanadatgelb, Isoindolingelb, Eisenrot, und Mischungen daraus.
Um die Einbringung dieser Pigmente in die erfindungsgemäß verwendete Farbe zu vereinfachen, ist es bevorzugt, die konzentrierten Pigmentpasten zu verwenden, die auf den Epoxyacrylatharzen basieren.
Diese Pasten, die Konzentrationen an Pigmenten enthalten, die zwischen 10 Gew.-% und 55 Gew.-% liegen, basieren auf einem epoxyacrylathaltigen Bindemittel, das durch UV-Strahlung quervernetzen kann und einen kleinen Anteil an TPGDA-Monomer als Viskositätsregulator umfasst. Kommerzielle Beispiele dieser Pasten sind die Produkte HELIO^TM BEIT UV-SERIES, hergestellt von Bolling & Kemper.
Kommerzielle Beispiele der Färbepasten der Serie HELIO^TM BEIT UV-SERIES umfassen: UV 162 Rutile-Titan-Dioxid (55% Pigment), UV 368 Napthol AS Rot (30% Pigment), UV 667 Phthalocyanin Grün (20% Pigment), UV 569 Phthalocyanin Blau (20% Pigment), etc.
Geeigneterweise können diese Pasten in die Farbe in einer Menge von zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,8 Gew.-% und 1,2 Gew.-% eingeschlossen werden.
Gemäß der Ausführungsform werden in die erfindungsgemäß verwendete Farbe auch Silikonoligomere oder Monomere eingeschlossen, die durch Bestrahlen mit Ultraviolettstrahlung quervernetzen, um das Verlaufen und/oder die Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb nach Aufbringung auf das Substrat zu verbessern.
Mit dem Begriff „Silikonoligomer, das durch Bestrahlung mit UV-Strahlung Quervernetzung eingeht” ist eine Silikonverbindung gemeint, die terminale funktionelle Gruppen besitzt, die durch Bestrahlung mit UV-Strahlung Quervernetzung eingehen können.
Diese funktionellen Gruppenweisen die Besonderheit auf, mit den Monomeren und Oligomeren, die in der Zusammensetzung der Farbe vorhanden sind, bei Bestrahlung mit UV-Strahlung zu copolymerisieren.
Beispiele dieser Siliconverbindungen, die Funktionalitäten zeigen, die durch Bestrahlung mit UV-Strahlung Quervernetzung eingehen, sind Acrylatsilicone, z. B. des Typs Ebecryl 350 und 1360, hergestellt von UCB Chemicals, Tego Rad 2100, 2200, 2500, 2600, hergestellt von Tego Degussa, und Byk UV 3500 und 3530 hergestellt von Byk Chemie.
Geeigneterweise ist es in der erfindungsgemäß verwendeten Farbe bevorzugt, einen Polydimethyl-Siloxan-modifizierten Polyether mit Acrylfunktion zu verwenden, z. B. des Typs Byk-UV-3530, in einer Menge von zwischen 0,1 Gew.-% und 1 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,2 Gew.-% und 0,4 Gew.-%.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Einbringung (zusammen mit dem Polydimethylsiloxan modifizierten Polyether mit Acrylfunktionalität der Art Byk UV 3530) eines Silikons ohne Acrylfunktionalität vorgesehen, das durch Bestrahlung in der erfindungsgemäß verwendeten Farbe härtet, um die Eigenschaft der Oberflächenrutschigkeit, Reduktion der Oberflächenspannung, und Erhöhung der Dehnung und Befeuchtung des Substrats zu verbessern.
In der erfindungsgemäß verwendeten Farbe ist es bevorzugt, eine Lösung eines Polydimethylsiloxan-Copolymers mit Polyether-Polyester-Hydroxyfunktioneller Modifikation, von der Art, die kommerziell als Byk-375 erhältlich ist, in einem Anteil von zwischen 0,1 Gew.-% und 1 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,4 Gew.-% und 0,6 Gew.-% zu verwenden.
Die erfindungsgemäß verwendete Farbe wird auf ein Substrat aufgebracht, das aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, bestehend aus den Gehäuse von Mobiltelefonen, um einen dekorativen Effekt zu liefern, und eine Färbung oder einen chromatischen Effekt, der von einem ästhetischen Gesichtspunkt aus besonders attraktiv ist.
Die erfindungsgemäß verwendete Farbe kann ebenfalls auf bereits gefärbte Kunststoffmaterialien bestehend aus den Gehäusen von Mobiltelefonen aufgebracht werden, um besondere chromatische Effekte oder eine multichromatische Färbung zu liefern.
Plastiksubstrate, die geeignet sind, behandelt zu werden, umfassen z. B. ABS, Polycarbonat, Methacrylharze und Polyurethanpolymere.
Wie oben erwähnt, werden auch Metallmaterialien wie Magnesium verwendet, um die obigen Gehäuse zu produzieren.
Sobald die Farbe, die erfindungsgemäß verwendet wird, auf diese Substrate aufgebracht wird, resultiert sie in optimalen ästhetischen Eigenschaften und, sobald sie aufgebracht wurde, garantiert die Art an guter Leistung, die im Fall von Kunststoff sowohl vom mechanischen als auch physischen Gesichtspunkt erhalten wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Verwendung der Farbe zum Anstreichen von Kunststoff- oder Metallmaterialien die Aufbringung auf das Substrat einer Farbe des oben beschriebenen Typs und die Bestrahlung mit einer UV-Quelle, bis das Quervernetzen der Farbe erreicht ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Aufbringung der Farbe durch elektrostatisches Sprühen (Elektrospritzen).
Um die Aufbringung durch Sprühen der Farbe zu erleichtern, ist es günstig, sie mit geeigneten Lösemitteln zu verdünnen, wie Ketonen (z. B. Methylethylketon), Acetaten (z. B. Butylacetat, Ethylacetat), und Alkoholen (z. B. Isopropylalkohol, Isobutylalkohol). Aufgrund seines Verdampfungsverhältnisses und seiner Kompatibilität mit der Farbe ist es bevorzugt, Isobutylalkohol zu verwenden, was die Retention des Lösemittels in dem Film minimiert, während es auch die Dehnung des erwünschten Farbfilms ermöglicht.
Geeigneterweise wird das Lösemittel in dem Schritt direkt vor der Aufbringung zugegeben und damit vermischt, in einem variablen Verhältnis von 20 bis 30 Teilen bis 100 Teilen der Farbe.
Geeigneterweise wird das anzustreichende Substrat vorher gereinigt, z. B. mit Isopropylalkohol, und dann mit einer Druckluftpistole getrocknet und auf einem geeigneten Probenhalter positioniert, geeigneterweise eingesetzt in einer Förderanlage. Als nächstes wird ein elektrostatischer Initiator (primer) angewendet, um das Substrat leitend zu machen. Die Aufbringung der Farbe erfolgt durch Sprühen, unter Verwendung einer oder mehrerer Elektrospritzpistolen.
In einem Beispiel können im Fall des Anstreichens von Mobiltelefongehäusen drei elektrostatische Sprühpistolen in dem Sprühgebiet vorhanden sein, positioniert wie folgt:

– zwei Pistolen orientiert in Richtung der oberen Oberfläche des Gehäuses des Mobiltelefons; und
– eine Pistole orientiert an der unteren Seitenfläche des Gehäuses.

Die Proben passieren zweimal vor den Pistolen: Ein erstes Mal in Richtung mit rechts-spin Rotation, und ein zweites Mal in die Gegenrichtung mit links-spin Rotation.
Nach der Aufbringung wird die Farbe durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, das durch UV-Lampen produziert wird, quervernetzt.
Dem Quervernetzungsschritt kann ein Blitzperiodenschritt vorangehen, in dem die Probe, die mit der Farbe behandelt wurde, einer Temperatur von zwischen 40°C und 60°C für eine Zeit, die zwischen 2 und 4 Minuten liegt, ausgesetzt wird, um die Verdampfung des Lösemittels, das zugegeben worden war, zu ermöglichen, um die Sprühaufbringung zu erleichtern.
Vorteilhafterweise werden für die Quervernetzung Quecksilberdampflampen (Hg-Lampen) verwendet. Zum Beispiel werden zwei Quecksilberlampen senkrecht zueinander positioniert, um auf der bestrahlten Probe eine Dosis zu messen, die für das Quervernetzen notwendig ist, die wenigstens 800 mJ/cm entspricht.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Farbe ermöglicht mit einem einzigen Färbezyklus die Abscheidung einer Beschichtung, die mit besonders wahrnehmbaren Farben oder chromatischen Effekten ausgestattet ist.
Insbesondere ist es vorteilhaft, die erfindungsgemäß verwendete Farbe auf dem Substrat aufzubringen, um eine Dicke des trockenen Films (nach komplettem Quervernetzen) von zwischen 15 und 25 Micron zu erhalten. Kleinere oder größere Mengen des Produkts können Variationen der Farbabstufung, chromatischen Effekte und des Deckvermögenswerts liefern.
Weiterhin wird, da die erfindungsgemäße Verwendung der Farbe es ermöglicht, eine quervernetzte Farbschicht auf einem Substrat mit einem einzigen Färbezyklus aufzubringen, eine erhebliche Reduktion in den Anstreichzeiten, verglichen mit traditionellen Verfahren, erreicht.

Die folgenden Beispiele sind nur für die Zwecke der Illustration der vorliegenden Erfindung gedacht und dürfen daher nicht auf eine Weise verstanden werden, dass sie den Schutzbereich irgendwie begrenzen könnten, wie dieser durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Beispiel 1 Farbprodukt, geeignet zur Behandlung von Gehäusen für elektronische Artikel

Aromatisches Urethanacrylatoligomer PM 1000	41%
Acrylmonomer-Reaktivverdünner	28,7%
Wachs mit Ethylenvinylacetat(EVA)-Copolymerbasis, dispergiert in Xylol (6% Dispersion)	15%
Gefälltes Silica	3%
Pyrogene Kieselsäure („fumed silica”)	1%
Photo-Initiatoren (Mischung aus DAROCUR^® 1173 und IRGACURE^® 819)	2%
Interferenzpigment (IRIODIN^®/AFFLAIR Flash Blue)	8%
Siliconadditiv mit Acrylfunktionalität (BYK-UV-3530)	0,5%
Hydroxyfunktionelles Silikonadditiv (BYK-UV-8375)	0,8%

Beispiel 2 Farbe, die geeignet ist, chromatische Effekte bei Mobiltelefongehäuse zu erreichen

Aromatisches Urethanacrylatoligomer PM 1000	50%
Acrylmonomer-Reaktivverdünner	15,6%
Wachs mit Ethylenvinylacetat(EVA)-Copolymerbasis, dispergiert in Xylol (6% Dispersion))	20%
Gefälltes Silica	2%
Pyrogene Kieselsäure („fumed silica”)	0,5%
Photoinitiatoren (Mischung aus DAROCUR^® 1173 und IRGACURE^® 819)	2,5%
Silberweißpigment (IRIODIN^®/AFFLAIR^® SilverPearl)	7%
Pigmentierpaste (Helio^TM BEIT UV 569/Phthalocyanin blau)	1,5%
Silikonadditiv mit Acrylfunktionalität (BYK-UV-3530)	0,7%
Hydroxyfunktionelles Silikonadditiv (BYK 375)	0,2%

Claims

Verwendung einer Farbformulierung für Kunststoff- oder Metallmaterialien, umfassend: a) ein oder mehrere Harze auf Acrylbasis, die durch Bestrahlen mit Ultraviolettstrahlung (UV) vernetzt werden können; b) einen oder mehrere Photoinitiatoren als Quellen für freie Radikale, die in einer Menge im Bereich zwischen 0,5 Gew.-% und 5,0 Gew.-% vorhanden sind, um das Vernetzen des Acrylharzes in Gegenwart von UV-Strahlung zu induzieren; c) ein oder mehrere Füllstoffe; d) eine Dispersion von Wachsen in Lösungsmittel zum Orientieren der Füllstoffe; e) Verlaufzusatzstoffe; f) ein multifunktionales acrylisches monomeres reaktives Verdünnungsmittel; g) ein Pigment zum Anstreichen von Kunststoff- oder Metallmaterialien, bestehend aus einem Mobiltelefongehäuse, mit einem einzelnen Färbezyklus, wobei das Harz auf Acrylbasis ein Urethan-Acrylat-Oligomer von aromatischer Art in einem Gewichtsprozentanteil von zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-% der Formulierung umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Urethan-Acrylat-Oligomer von bifunktionaler Art ist.
Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das multifunktionale acrylische monomere reaktive Verdünnungsmittel von bifunktionaler Art. ist.
Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein in einem Lösungsmittel dispergiertes Wachs umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachs ein Ethylen-Acrylsäure-Copolymer (EAA) oder ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) oder Gemische davon ist.
Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Thixotropie- und Anti-Absetzmittel umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Thixotropie- und Anti-Absetzmittel auf Silikat basiert.
Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen anorganischen Füllstoff umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der pigmentierende anorganische Füllstoff einen Glimmerkern umfasst, der mit einer Oxidschicht beschichtet ist, wobei das Oxid aus Titandioxid, Eisenoxid und Gemischen davon ausgewählt ist.
Farbe gemäß der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment in eine Paste eingebracht ist mit einer Grundlage aus Epoxy-Acrylat-Harz und einem Acrylatmonomer, welche beim Bestrahlen mit UV-Strahlung vernetzt werden können.
Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlaufzusatzstoffe Silikonmonomere oder -oligomere mit Acrylfunktionalität, die mit Hilfe von UV-Strahlung vernetzt werden können, und hydroxyfunktionale Siliconmonomere oder -oligomere, sind.
Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gemisch aus zwei Photoinitiatoren umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus Photoinitiatoren ein Gemisch von Bisacylphosphinoxid und α-Hydroxyalkylphenylketon ist.
Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1–13, umfassend die Anwendung der Farbformulierung auf das Substrat und Vernetzen der Farbe durch Bestrahlen mit Ultraviolettstrahlung.
Verwendung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung der Farbe auf dem Substrat mittels elektrostatischem Sprühen (Elektrospritzen), durchgeführt wird.
Verwendung gemäß Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe mit geeigneten Lösungsmitteln verdünnt wird, die im unmittelbar der Anwendung vorhergehenden Schritt zugemischt werden, um die Anwendung durch Sprühen der Farbe zu erleichtern.
Verwendung gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Anwendung eines elektrostatischen Primers auf dem Substrat umfasst, um diesem vor dem Anstreichschritt leitfähige Eigenschaften zu verleihen.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach dem Anstreichschritt einen Flashperiodenschritt umfasst, in welchem die angestrichenen Substrate auf eine Temperatur zwischen 40°C und 60°C erwärmt werden, um überschüssiges Lösungsmittel, das vor der Bestrahlung mit UV-Licht vorhanden ist, zu entfernen.