DE1719340A1 - UEberzug,der in Beruehrung mit anderen Substanzen nichthaftend ist,Verfahren fuer seine Anbringung und auf diese Art erhaltene Gegenstaende - Google Patents
UEberzug,der in Beruehrung mit anderen Substanzen nichthaftend ist,Verfahren fuer seine Anbringung und auf diese Art erhaltene GegenstaendeInfo
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Description
PATENTANWÄLTE DIPL-INQ. WERNER FREISCHEM
DIPL.-ING. ILSE FRElSCHEM
5000 KÖLN HEUMARKT 50 TELEFON: (0221) 23 58 68
25. Januar I960 (±: 7o IaGm 68/l ■
iOIiXI. DITE : ϊ E F A I, Sarcelles, VaI d'oise, France
Fberzug, der in Berührung mit anderen Substanzen nichthaftend
ist, Verfahren für seine Anbringung und auf diese Art erhaltene Gegenstände ο
Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Überzug auf der Basis von Polytetrafluoräthylen, an dem keine Stoffe haften
bleiben, das Verfahren seiner Herstellung und die damit erhaltenen Gegenständeo
Das neue Verfahren ist insbesondere zur Herstellung nichthaftender
Überzüge auf Küchengeräten anwendbar, denn es zeichnet sich dadurch aus, daß dabei keine unhygienischen Produkte
Verwendung finden0
Bisher ist bekannt, solche Überzüge nach zwei Grundtechniken herzustellen:
Erstens» durch mechanische Verankerung.» In diesem Falle wird
die Oberfläche vorher mit physikalischen oder chemischen Mitteln so behandelt, daß Aushöhlungen darin entstehen, deren
Boden breiter ist als der Hals, wobei der Halsdurchmesser
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1 7 1 93A0
auf jeden Fall größer als der Durchmesser der Polytetrafluorethylen
(Po'T.F.Äa-)-Teilchen in Suspension ist«
Zweitens: durch chemische Verankerung. In diesem Falle wird der PoT.F0A. - Suspension eine bei der Aufbringung die Metalloberfläche
in ähnlicher Weise angreifende Substanz beigefügt o o. o oder es v/ird eine Verbindung gebildet, welche die Haftung
des .P.T0F0A. begünstigt.
Der Vorteil dieses zweiten Verfahrens im Vergleich zu dem vorhergehenden
besteht darin, dai3 die Lösung, die die chemischen Veranlcerungsmittel enthält, direkt auf Aluminium-Flächen ohne
Vorbehandlung aufgetragen werden kann, wodurch sich der Cf-estehungspreis
natürlich verringerte
In diesen beiden Fällen v/ird nach der Aufbringung der Suspension das P.ToF.Ä. gesintert, danit sich die Teilchen untereinander
verschy/eißen und einen festen Film bilden»
Das chemische Verazikerungsverfahren ist nicht ohne weiteres
annehmbar, wenn diese Technik bei Geräten angewendet werden soll, die mit Nahrungsmitteln in Berührung kommen, ilanche
Gesundheitsämter verbieten die Verwendung von Suspensionen, bei denen nach dem Sintern sechswertiges Chrom zurückbleibt«
Aus diesem C-runde ziehen es Hersteller von mit nichthaftendem PoTaFoX. - übarsor-nnen Küchengeschirren vor - oder sind in
manchen Ländern dazu gezwungen, - nur die Technik der mechanischen
Verankerung anzuwenden.
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Dig vorliegende Erfindung bezweckt die Herstellung eines mit
seiner Unterlage auf chemischem "wege verankerten Überzugs,
dessen Bestandteile keine gesundheitsgefährdenden Eigenschaften aufweisenο
Dieser Überzug ist dadurch gekennzeichnet, daß er außer PoIytetrafluojri;h;rlen
ein Phosphat und Spuren von Phosphorsäureanhydrid
enth<o
r.atürlicli entsteht Phosphat aus einer Reaktion des Phosphorsäur
eanhydrids mit der Unterlageo Dazu nuß aber bemerkt v/erden,
daß gemäß der Erfindung das Phosphat, bei dem es sich in der
oben erwähnten Definition des Überzugs handelt, entweder ein absichtlich in den Überzug eingebrachtes Phosphat ist oder aus
einem durch die Reaktion des Phosphorsäure-Anhydrids mit dem
Ivation eines ebenfalls absichtlich eingebrachten Salzes entsteht, oder schließlich, durch die Kombination der beiden vorgenannten
Alternativen eingebracht ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das
Phosphat ein Aluminium-, Ilagnesium-, Eisen-, liickel- oder
ivobaltphosphato Das vorgeschlagene Phosphorsäureanhydrid ist
eine 85 ,-ige Orthophosphorsäure.
Im übrigen können im Rahmen der Erfindung Substanzen in den Überzug hineingebracht werden, die seine Haftung auf der Unterlage
erhöhen, wie z„Bo Titan oder Ruß, oder Produkte für
hauptsächlich ästhetische Zwecke, wie Iletallflitter, glanzgebende
Kristalle oder dergleichen«
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Es sind mehrere Ausführungsverfahren des erfindungsgemäßen
Überzugs durchführbar.
Zunächst ist es vorteilhaft, die die Haftung hervorrufenden zusätzlichen Produkte in das Polytetrafluoräthylen im Zustande
der Suspension einzubringen« In allgemeiner Form besteht das Verfahren darin, Phosphorsäure und das das geeignete
Kation enthaltende Salz in die Dispersion einzubringen. Diese Dispersion wird dann auf der Unterlage verteilt und nach den ·
üblichen Verfahren und auf die übliche Temperatur ~ d.h„ in
der Größenordnung von 38O bis 4-00° C·erhitzt, bis eine Härtung
erfolgt. Die Art des der Phosphorsäure zuzufügenden Salzes hängt im wesentlichen von dem gewählten Kation ab0
Will man, z.B., Aluminium oder Llagnesium hinzufügen, ist es
zweckmäßig, von einem Phosphat auszugehen, das man nach und nach in dem Phosphorsäure-Anhydrid auflöst, und danach alles
zusammen in die P.Ί1.F0A.-Dispersion einzubringen» Wenn dagegen
das gewählte llation aus Sisen, Nickel oder Kobalt besteht, ist es zweckmäßig, ein Sulfat zu verwenden, das man
ebenfalls, mit dem Phosphorsäure-Anhydrid vermischt, wobei dann alles zusammen, wie vorher, in die Dispersion eingebracht
wird.
Wie vorher angegeben, kann der Überzug noch andere Bestandteile enthalten« Folglich muß in den Herstellungsverfahren
die Vermischung dieser zusätzlichen Produkte mit vorgesehen sein. So ist ee zweckmäßig, der Phosphorsäure und dem Salz
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Titan, insbesondere in Form von Rutil (Titanlioxyd) hinzuzufügen«,
Euß ist ebenfalls ein ausgezeichn·= cer Zusatz, der
das Halten des Überzugs begünstigt, insbesondere im Augenblick des Hartbrennens.
Die Lietallflitter oder glanzgebenden Kristalle oder dergleichen
werden vorzugsweise direkt in die Dispersion eingebrachte
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die nach dem vorgenannten
Verfahren erhaltenen Dispersionen sowie die Erzeugnisse, insbesondere .Küchengeschirre, die nach dem genannten Verfahren
überzogen 3ind oder den erfindungogetaäßen nicht haftenden
Überzug besitzen»
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind den nachstehend angegebenen Ausführungsbeispielen zu entnehmen«
200 Gramm Eisensulf&t werden in 350 cm^ Wasser (ungefähr
600 g pro Liter 7/asoer) -.aufgelöst. Die lösung wird gefiltert
3 3 '
und 120 crn (360 cm pro Liter Wasser) 85?'»ige Orthophosphorsäure
hinzugefügt. Zur Herstellung der veir.vendungsfähigen
Suspension 7/ird 100 omJ P.T.P.A. in Di.jperijion - in seiner
gewöhnlichen handelsüblichen Poral unter cien ivi-.trkennaraen Teflon,
3oreflon, Hostafion, fluor;, Alroflon, usw. d.he in einer Konzentration
von 60/6 Trockf;n.MUS3Ug - die ;:u/or beschriebene
Lösung mit den aui'teigeti:;chuften hinzugefügt. Der Anteil dor
zugefügten Lösung im Verhältnis zu der Dispersion beträgt
36 cnr Verankerungulösung auf 100 cm^ ΡοΪ.Ρ.λ. - JUiaperaion»
Bad
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Dieses Zwischenprodukt wird auf Metallflächen aufgebracht, hauptsächlich, auf nicht vorbehandeltes oder mittels der üblichen·
einfachen Verfahren, wie Peinkornwäsche, Sandstrahlen, chemische
Oberflächenbehandlung, anodische Oxydation, und sogar im Spritz" verfahren behandeltes Aluminium,, Dann wird getrocknet und bei
einer Temperatur von ca. 400 Grad gesinterte
Lian verwendet die nach Beispiel 1 hergestellte Lösung die zu
fc den gleichen Anteilen einer gefärbten oder pigmentierten PeTeFoA.-Dispersron,..die handelsüblich mit dem Hamen Email
oder "Finish" bezeichnet wird, zugesetzt wird«,
Oben wurden Anteile von 600 Gramm Eisensulfat oro Liter Wasser
und 36o cm Ortophosphorsäure angegebene Diese Anteile kann
man durch zwei teilen, denn die entsprechenden Anteile dürfen nur in Abhängigkeit von zwei Kriterien bestimmt werden*
- einerseits ergeben schwache Konzentrationen verringerte Wirkungen,
- andererseits können hohe Konzentrationen nicht über den Sättigungsgrad
hinausgehen»
Es wurde ein Anteil von 36 ρ in dem Verhältnis Lösung zu Dispersion
angegeben. Wenn dieser Anteil unter 20 bis 25 >» gesenkt
wird, haftet die Dispersion nur wenig oder nicht. V/enn man andererseits einen Anteil von 50 y» nimmt, ist die Dis-Oersion
mit Lösung üteTleder.«
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Die Verankerungslösung kann nicht nur verwendet werden, um
eine erste P/f.IOÄ.-Schicht auf ein lie tall aufzubringen, sondern
ebenfalls, um eine zweite Poi'.iOÄo-Schicht auf einen
bereits gesinterten TiIn su fixieren.
lian mischt 100 G-ranm Aliminiumphosphat in Pulverform mit
Wasser zu einer homogenen Paste. Diese Paste wird dann in 2 ο bis 200 cin^ 855'^iger Phosphorsäure aufgelöst. Das so erhaltene
Gemisch gibt man in eine -wässerige Po'-i.F.iio-Dispersion,
wie sie im Handel erhältlich ist, das heißt normalerweise mit 6ojj irockenauszug« Die Volumeiianteile betragen zwischen 10 und
100 c/o des Phosphorsäure- und Aluminiumphosphat-Gemischs im
Verhältnis zu der P. 1I'.IOJi.-Dispersion Es ist vorteilhaft,
einen Anteil von ungefähr 5o^ su wählen»
Die so erhaltene IJischung weist im Laufe der Zeit eine Haltbarkeit
auf, die im wesentlichen derjenigen der Po2öl?oÄ.— Dispersion
allein vergleichbar ist. Die LIi se hung kann mit jeder
geeigneten Substanz pigmentiert oder gefärbt werden, die eine ^temperatur in der Größenordnung von 400° G ausliält. Die Anbringung
auf der Unterlage erfolgt durch irgendein bekanntes Verfahren, z.B. durch Aufspritzen mit einer Spritzpistole oder
durch Tauchen. Die ?rocknung und das Sintern des P*ϊ.F0A0 erfolgen
in üblicher V/eise bei einer TempBratur in der Größenordnung
von 3800 C bis 4oo° C0
Zur Verbesserung des Verfahrens ist es wünschensv/ert, der
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lösung Ruß zuzusetzen» Es wurde festgestellt, daß diese Substanz das Trocknen des Überzugs wesentlich erleichterte Die
Anmelderin erklärt dieses Ergebnis damit, daß der von Natur aus poröse Ruß den Abzug der sich unvermeidlicherweise bei
der Erhitzung bildenden G-ase, wie ZoB0 Phosphorsäure-Wasserstoff,
gestattet.
Diese Rußteilchen bilden gewissermaßen Abzugskamine für das
Gras, jedoch absorbieren sie außerdem einen i'eil desselben»
Dieser Zusatz von Ruß ermöglicht die Herstellung von Überzügen großer Dicke (über 3 : 100 Millimeter), ohne jedoch Gfefahr
zu laufen, daß sich Risse bilden, die der guten Haltbarkeit des Überzugs schädlich sind» Schließlich macht die schwarze
Farbe die überzogene Fläche unempfindlich gegen Flecken verursachende Produkte. Eine Wirkung, die von besonderem Interesse
bei der Anwendung des Verfahrens auf Küchengeschirr isto
Der Überzug kann außerdem, wie auch bereits angegeben wurde, Füllstoffe oder'Pigmente enthalten, um die eine oder andere
gewünschte Färbung oder ästhetische Wirkung zu erhalten, insbesondere eine GKLanzwirkung durch die Beimischung von A1uä
miniumflitter oder Flitter aus nichtrostendem Stahl.
Wenn man für die Anwendung auf Küchengeräten eine wirklich nichthaftende Oberfläche erhalten will, ist es in hohem Maße
wünschenswert, daß einerseits die fertige Oberfläche so glatt wie möglich ist und andererseits die Unterlage so hart wie
möglich, um zu vermeiden, daß z.B0 ein zum Zerkleinern von auf
dem Überzug liegenden Speisen verwendetes Schneidgerät tief in
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die Unterlage eindringen kann und so eine Beschädigung des Überzugs hervorruft.
Dank der physikalisch-chemischen Haft eigens chaf ten," die auf den
erfindungsgemäßen Zusammensetzungsformeln "beruhen und die die herkömmlichen physikalischen Verfahren zum Verankern, die darin
bestehen, die Unterlage des Überzugs aufzurauhen, entbehrlich machen, ist es möglich, ein befriedigendes Ergebnis unter den
oben definierten Bedingungen zu erhaltene Wenn die Unterlage λ
relativ nicht sehr hart ist, wie ze3. bei Aluminium, genügt
es, mittels eines üblichen Spritsverfahrens einen harten Stoff, y/ie ZnBo Stahl oder eine Stahllegierung, insbesondere nichtrostenden
Stahl, aufzubringen,. Um die so erhaltene Fläche und später die fertige Oberfläche des Überzuges, die teilweise die
?οπα ihrer Unterlage annimmt, gans glatt zu machen, wird anschließend
entweder ein leichter V/alzvorgang durchgeführt,
oder ein Bürsten, oder eine Oberflächenbearbeitung durch Fräsen oder mittels Schleifleinen oder ein sehr leichtes Sandstraiiien,
vorzugsweise feucht, damit die erhaltenen Unebenheiten außerordentlich
fein werden«, j .-lan kann diese Behandlungen auch kombinieren.
Selbstverständlich ist eine so erhaltene Oberfläche nicht imstande, das reine Ρ0ϊ0Ρ0Αο fehlerfrei festzuhalten,
andererseits genügt sie vollkommen, eine P0T0F.Äo-Schicht festzuhalten,
wenn man entweder einen ersten Überzug gειπείß der
Erfindung, jedoch ohne P8T0F0A11, aufbringt, danach eine zweite,
■F/JJ.F.Ä. enthaltende Schicht, oder noch einfacher, wenn das
P.T.F.Ä. dem erfindungsgemäßen G-emisch direkt zugesetzt wird»
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- Io -
Um_ ein dem Absatz förderliches, ausgezeichnetes Aussehen zu
erhalten, kann man den Überzug (der PoioF.Ä. und Ruß enthält)
mit einer unterbrochenen Schicht aus Ροϊ.ϊΌΑ. und einem Färbemittel,
ZoB. Aluniniumflitter, überziehen, die, mittels einer
Spezialspritzpistole aufgetragen, eine hellgefleckte Oberfläche auf dem schwarzen Grund der ersten P.ϊοF0AO-Schient ergibt.
Auf diese Art erhält der Belag ein dem Auge sehr angenehmes, getüpfeltes Aussehen.
Außerdem neigen weder die glänzenden, von dem Aluminiumflitter herrührenden Seile, noch die schwarzen, von dem Ruß herrührenden
Teile, zur Fleckenbildung0 Dies ist eine besonders schätzenswerte
Eigenschaft bei der Anwendung der Erfindung auf laichen— geräten.
l.ian stellt ein Gemisch nach der folgenden Formel A-, her:
Destilliertes Wasser 200 Gramm
Aluminiumphosphat (Al PO ) 100 Graan
85>äige Orthophosphorsäure (H PO.) 171 Gramm
■Titandioxyd (Rutil) 165 Gramm
Huß 11 Gramm
Zur Herstellung einer nichthaftenden Oberfläche dient folgendes Gemisch:
P5ToF-Av in wässeriger Dispersion in
einem 6obigen !Trockenauazug 67 cmJ
lösung nach Formel A^ 33 cm
Darm wird das Gerasch auf die zu bedeckende Fläche aufgebracht
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und anschließend bei einer '!temperatur von ungefähr 4oo° C gesintert.
Diese Anteilverhältnisse sind die günstigsten im Falle eines
Überzugs auf einer glatten Oberfläche und umsomehr auf einer
•vorbehandelten Oberfläche«
Bs wurde jedoch festgestellt, daß Titan, wenn es auch sehr günstig für gutes Anhaften des Überzugs auf der Unterlage ist,
den Nachteil hat, den Überzug sehr empfindlich gegenüber Flecken I
verursachenden Produkten zu machen. Dieser Nachteil wird dadurch
behoben, daß man entweder eine zweite, undurchsichtige Schicht aufbringt, z.B. gefärbtes Ρ.ΐβΙΌΑ.., oder dadurch, daß man die
Anteile des Titanoxyds verringert. In dem letztgenannten Pail
ist es vorteilhafter, die Unterlage mittels herkömmlicher Verfahren, wie Spritzen, chemische Einwirkung, Sandstrahlen, usw.
vorzubehandeln.
Beispiel 5J i
Man stellt die nachstehende Formel Ap her*
Destilliertes V/asser 2oo Gramm
Aluminiumphosphat Ioο Granci
Orthophosphorsäure 171 Gramm
Titandioxyd Io bis loo Gramm
Ruß Io bis 25 Gramm
Zur Herstellung eines nichthaftenden Überzugs vermischt man die Zusammensetzung Ap mit P.T.FcÄ. zu folgenden Anteilen!
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PoT.P.Äo in wässeriger Dispersion
(6oc/o Trockenauszug) 67 Q^
Lösung nach Formel A2 : 33 cnr
Wenn es auch nicht unbedingt erforderlich ist, so ist es doch
vorzuziehen, die Unterlage vorzubehandeln„
Die Anbringung auf der Unterlage und das Sintern erfolgen
wie oben angegeben»
wie oben angegeben»
Die nachstehende Formel A^ wird hergestellt J
Destilliertes Wasser 2oo Gramm
Aluminiumphosphat Ioο Gramm
Orthophosphorsäure 171 Gramm
Ruß Io bis 5ο Gramm
Wie in den Beispielen 4 und 5 werden 33 cmr der obigen Lösung
'_ 67 cm-1 P.TοPοÄ.. hinzugefügte
In diesem letztgenannten Beispiel ist die Oberfläche der Unterlage
vorzugsweise sorgfältig vorzubehandeln, besonders durch Säureeinwirkung, Sandstrahlen oder Aufspritzen eines Materials
in geschmolzenem Zustand.
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Claims (19)
1. Chromsäuresalzfreier, hygienischer Überzug, insbesondere für mit Nahrungsmitteln in Berührung kommende Küchengeräte,
der auf allen Unterlagen anwendbar ist, dadurch g e k e η n~ ze ic h η e t, daß er Polytetrafluoräthylen, ein Phosphat
und Spuren von Phosphorsäure-Anhydrid enthält.
2. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß er Aluminiumphosphat enthalte
3. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Magnesiumphosphat enthält»
4 ο Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß er ein Metallphosphat der Gruppe Eisen, Nickel oder Kobalt enthält.
5, Überzug nach Anspruch 4f dadurch gekennzeichnet,
daß er Eisenphosphat enthält.
6· Überzug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem Titan enthalte
7. überzug nach einem der Anspruch« 1 bis 6» dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem Huß enthält.
- 14 ~
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8. Überzug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß er außerdem Metallflitter oder glanzgebende Kristalle, insbesondere Flitter aus Aluminium·oder nichtrostendem
Stahl enthält-o
9ο Küchengeschirr, insbesondere aus Aluminium oder Stahl, g ekennzelehnet
durch einen Überzug nach einem der Ansprüche 1 bis 8<,
Io. Küchengeschirr, dadurch gekennzeichnet, daß
unter dem Überzug eine unebene Oberfläche ist, die durch an sich bekannte Mittel, insbesondere auf mechanischem, chemischen,
physikalisch-chemischem Wege oder durch Aufbringen eines pulverförmigen
Materials in geschmolzenem Zustand hergestellt ist und mit einem Überzug nach einem der Ansprüche 1 bis ö versehen
ist.
11» Verfahren zum Überziehen einer beliebigen, vorzugsweise
einer metallischen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Suspension aus Polytetrafluoräthylen ein Gemisch
aus Phosphorsäure und einem ein geeignetes Metallkation enthaltendes Salz hinzugefügt wird, dann die Dispersion auf der
Unterlage verteilt und der Überzug schließlich durch Erhitzen
erhärtet wirdo
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Phosphorsäure 85#ige Orthophoaphoreäure ist.
- 15 -
109»33/1S$a
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichn
e t, daß das Salz ein Leichtmetallphosphat wie Aluminium-
und Magnesium-Phosphat ist.
14β Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Salz ein Sulfat eines Metalls der Eisen-, Hickel- oder Kobaltgruppe ist.
15e Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sulfat ein Eisensulfat ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem Titandioxyd beigegeben
wird.
17« Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß außerdem Ruß beigegeben wirdo
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß außerdem Metallflitter, insbesondere
Flitter aus Aluminium oder nichtrostendem Stahl beigegeben v/er den „
19. Polytetrafluoräthylen-Dispersion, die mittels des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 11 bis 18 hergestellt wurde.
IP/Sch
/ / 108833/15*2
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR103190A FR1527104A (fr) | 1967-04-18 | 1967-04-18 | Procédé chimique pour fixation, sur métal, d'un revêtement de polytétrafluoroéthylène |
| FR108051A FR1536986A (fr) | 1967-04-18 | 1967-05-26 | Revêtement à base de polytétrafluoroéthylène et procédé de fabrication de ce revêtement |
| FR114086A FR1537129A (fr) | 1967-04-18 | 1967-07-12 | Procédé perfectionné pour la fabrication de revêtements et produits ainsi obtenus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| DE1719340C3 DE1719340C3 (de) | 1974-10-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19681719340 Expired DE1719340C3 (de) | 1967-04-18 | 1968-01-30 | Phosphorsäure, ein Phosphat und eine Polytetrafluoräthylendispersion enthaltende Zusammensetzung für Überzüge und deren Verwendung zum Überziehen eines metallischen Gegenstandes |
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